恒定流中非均匀沙推移质不平衡输沙研究

冲积河流的平衡状态指的是在足够长的时间内(以月计)进入某一河段的泥沙等于从该河段输出的泥沙。恒定流中,由于泥沙输移率随时间及空间变化,因此,泥沙的输移总是不平衡的。我们选用粒径为0.05～20.00mm的煤屑及天然沙。在长30m、宽0.5m的变坡水槽内进行了清水冲刷(恒定流)推移质不平衡输沙试验;建立了恒定流中非均匀沙推移质不平衡输沙方程;在修正Gessler,J.冲蚀物级配基础上,提出了推移质级配的计算公式;河床质级配方程采用CARICHAR混合层模塑;并将推移质输沙、级配方程及河床质级配方程应用于河床粗化数学模型,得到计算与水槽实测相一致的结果。     

较陡坡试验平均沿岸流速度分布拟合

平均沿岸流分布对海岸流量和泥沙输移有重要影响。为了更深刻地研究平均沿岸流的分布特征,尤其是较陡坡条件下不同于缓坡情况下的分布特征,在1∶40较陡坡度平均沿岸流试验的基础上,探寻不同于Allen分布、适合较陡坡情况下的平均沿岸流分布拟合曲线。结果表明,通过自定义分段函数和约束条件可以较好地拟合较陡坡情况下的平均沿岸流海岸一侧呈上凸趋势的分布特征。     

桃源枢纽坝下汇流区推移质运动特性试验研究

为分析桃源枢纽坝下汇流区推移质运动特性,采用整体定床物理模型开展了定床水流和定床输沙试验,观测各级流量下水流要素和输沙带分布。对比分析发现,随来流汇流比的不同,汇流区水动力条件复杂多变,但汇流区泥沙淤积体范围总是与主流带分布密切相关。推移质泥沙沿主流带输移,泥沙淤积体多见于输沙带边线处、流线转折较大处以及河床局部背水面下凹处。中枯水期因下泄水流流速较大,且沿程流速迅速降低,坝下推移质泥沙为短距离泥沙输移;洪水期因河段流速整体较大,为长距离泥沙输移。     

大顶子山航电枢纽河段现状条件下河床演变规律

以实测水文、泥沙及地形资料为依据,分析了枢纽河段来水来沙特征及现状条件下河床演变规律,并结合定床试验成果、库区泥沙数学模型及枢纽运用方式,预估了枢纽河段泥沙输移规律。     

长洲枢纽下游近坝段河道考虑河床粗化的冲刷模拟研究

西江长洲枢纽建成后,由于水库拦截泥沙,将使下游河床发生沿程冲刷,尤其是枯水期水位下降,影响下游通航.预测长洲枢纽建成运行后设计通航流量时坝下水位的下降.在有泥沙下泄的情况下,尝试采用粗化理论来考虑河床组成在冲刷过程中的变化,计算坝下河床在多年冲刷后的水位下降情况,并分析运用粗化方法的合理性.同时与不考虑粗化作用情况下的水位下降值进行了比较,分析在下游河道有基岩出露的情况下河床粗化作用对水位下降的影响,并提出了关于减小坝下水位下降整治措施的新设想.     

大比降卵砾石河流防护结构的冲刷深度研究

大比降卵砾石河流河床形态及水流条件特殊,治理难度相当大。当遇到较大的洪水时,堤防工程、公路等临河设施常发生水毁,而关于此类河流的研究成果较少。针对大比降卵砾石河流河床宽浅、滩槽不分、比降和流速大、枯水期水流分散易形成股流冲刷的特点,布置了不同床沙组成、冲刷角度、河床比降及流量的概化模型试验。通过对81组室内试验资料进行单因素分析,得知冲刷深度(Hp)与单宽流量(q)、河道比降(J)、冲刷角度(θ)成正比,与河床质颗粒组成(D)成反比。采用量纲分析法和多元回归分析法得到了冲刷深度的计算表达式。     

河床粗化研究的回顾及展望

本文综述了已有河床粗化的研究成果,包括河床粗化类型;床面可动层;粗化层的形成机理、级配计算、稳定性判别及河床极限冲刷深度的计算等,并用水槽及天然资料对粗化层级配计算方法作了简要评述,指出了尚有待改进的地方及今后着重开展的工作。     

三峡工程对下游河道的影响及治理措施的初步研究

<正>1 前言 正在兴建的三峡工程.改变了下泄水沙条件及过程,水库运用初期排沙比仅为 30％,悬移质粒径变细,其中值粒径约为建库前的31％,这样坝下游河道水流挟沙能力远大于含沙量, 水流就要从河床中补充泥沙冲刷河床,并使床沙粗化;水库运用中后期,出库含沙量增加,粒径变粗, 并逐渐接近建库前, 而在冲刷已经平衡的河段上, 挟沙能力又小于含沙量, 悬移质就要回淤, 经过一段时间回淤后,河床与水流之间产生新的平衡。如此坝下游河道从冲刷回淤再到新的冲淤平衡过程, 势必引起水位降落及河势的调整, 给航道、港口的运用带来新的问题。     

长江口北支河道演变及其影响分析

长江口北支的长期围垦工程对河势造成巨大影响,致使河道萎缩淤浅,主要表现为河宽缩窄、水深变浅、水域面积和河槽容积减小、喇叭形形态明显等,其原因包括了潮汐、泥沙、分流分沙比等多种因素。北支河道面临水道萎缩、水沙倒灌、水质型缺水、生态环境质量下降的问题,可采取稳定河势、束窄河床、合理开发利用滩涂资源等方法实现北支的综合利用。     

福姜沙河段输沙、边滩输移特征和动力机制研究*

通过分析2010—2015年福姜沙河段历年地形和水文资料,开展定床物理模型铺沙冲刷试验,采用三维潮流泥沙数学模型,研究福姜沙河段的边滩泥沙输移问题。结果表明,切割沙体移动速度和其驱动因子（如径流、沙体高程和沙体迎水面角度）呈正相关;靖江边滩是以冲刷下移还是切割下移方式运动的临界流量为4万m3/s。靖江边滩—福左水道是主要底沙输移通道。上游流量是福姜沙河段输沙方式变化和河床演变的主要动力因子。小流量时福中水道为主要输沙通道;而大流量福北水道是主要输沙通道。大流量持续作用下会有更多泥沙进入福北水道,福北水道易出现大幅淤积。     

长江上游卵石输移运动规律研究及数值模拟*

基于长江上游东溪口卵石滩段的物理模型,开展了典型系列年卵石输移特征的试验。根据不同水动力条件下卵石输移的实测数据,从动力机理出发确定砾石输移速度。以此为基础,改进了二维数值模型,并将其应用于东溪口河段卵石输移过程模拟。将计算的卵石输沙分布及泥沙冲淤过程与实测值进行对比,卵石走沙轨迹与河道内走沙基本吻合,模拟泥沙冲淤变化与该河段实测分布一致。说明改进后的平面二维卵石推移质运动模型能较为真实地反映河道内卵石输移特性,可为解决长江上游卵石河段泥沙问题与航道整治工程提供理论与数据支撑。     

大顶子山枢纽坝区河床变形及工程对策研究

根据大顶子山航电枢纽河段施工一期(右汊)、二期(左汊)围堰施工工况对枢纽运行初期及正常运行条件下水流泥沙运动特点进行了试验研究。掌握了沙质河床兴建低水头航电枢纽过程及运行中水沙输移规律。针对各阶段泥沙输移对航运的不利影响,采取了相应的工程对策,研究成果可供类似的低水头航电枢纽科研、设计、施工等参考。     

新开航槽对山区弯曲分汊河道水沙输移的影响*

长江上游渣角河段是典型的分汊河段，具有弯、浅、险、急的枯水碍航特性。基于渣角滩的碍航特性，提出了两汊通航的航道整治方案。采用物理模型试验与二维水沙数值模型计算相结合的方法，分析开槽前后该河段的水流及泥沙运输特性。新开航槽后，左汊分流明显，滩口段流态得到明显改善；随着来流量的增加，新槽成为泥沙主要输移路径，且新槽内仅洪水期出现少量泥沙淤积现象；同时卵石推移质运动满足洪淤枯冲和年内冲淤平衡规律，两汊航槽稳定性较好。     

清河分汊段河床演变与航道整治

本文分析了清河分汊河段的水文、泥沙条件与河道特性,着重探讨了它的河床演变规律,在此基础上提出了航道整治原则、方法及工程措施。     

三峡常年库区万州关刀碛河段河床演变

万州关刀碛河段宽窄相间,为三峡常年库区典型代表河段。依据大量实测资料,分析三峡水库蓄水后该河段河床演变情况。研究发现:三峡常年库区河段并不是全河段淤积,呈现"点"或"段"分散淤积分布特征;泥沙淤积分布和淤积强度与河道形态存在着密切的关系,淤积平面分布主要在宽阔河段、弯道凸岸下首、深槽等部位;河道宽谷段淤积强度相对较大,窄深段淤积强度较小,甚至存在冲刷。     

西江四滩河段近10年河床变形与成因分析*

基于2004—2014年西江四滩河段10年实测地形资料,采用Kring插值方法及数理统计的方法,分析该河段近10年的演变,阐明其冲淤变化特征;分析上游来水沙变化和航道整治工程对河道演变影响。研究表明：2004—2014年,四滩河段河床整体处于冲刷下切态势,2007—2013年是冲刷剧烈期;分析认为,导致2004—2014年河床总体下切的主要原因是建库蓄水拦砂为主因的上游年平均含沙量和年输沙量持续大幅度的减少;长洲枢纽2007年起拦砂泄清及航道整治工程是研究河段整治线范围内河槽2007—2013年冲刷剧烈的主要原因;河床下切导致四滩河段最低通航保证流量下水位下降明显,但航道水深有所增加。     

陡坡强输沙河道变坡点水位的试验研究

我国山洪灾害频发,人们对其中泥沙致灾的因素越来越重视。采用单因素控制法通过陡比降变化水槽试验,模拟山区河道坡度变化及大量泥沙输送,研究大比降强输沙条件下水位的变化规律。试验结果显示:在携带大量泥沙的情况下,快速落淤泥沙导致局部坡度变缓、流速降低、水位上升;另一方面,泥沙本身的阻力作用导致水位升高。因而导致局部河段急缓流交替水跃发生,显著抬高洪水位,泥沙与水的互馈作用使交界锋面位置处水位显著高于清水水深。研究表明,流量越大、输沙率越大或上游河道比降越大,交界锋面位置处水位越高。伴随着泥沙淤积的逆行发展,异常的水位激增除在边坡交界点附近发生外,还向上游传播,导致漫溢洪水泛滥成灾。     

秤杆碛边滩采砂对嘉陵江河道影响研究

秤杆碛是嘉陵江上一大型的卵砾石边滩,在实地勘测秤杆碛河段基础上提出多个采砂方案.通过物理模型研究该河段卵石输移规律,建立采砂河段贴体正交坐标系下的平面二维水流数学模型,并利用该模型研究嘉陵江秤杆碛边滩采砂后河道水流条件的变化.结果表明,采砂对河床演变、通航、河道行洪以及涉河工程的影响很小.     

波流共同作用下近底高含沙水层流速的探讨

波浪和潮流共同作用于粉沙质床面时,水体的近底层含沙量很高,其运动是泥沙输移的重要方式。讨论了近底高含沙水层流速及其与含沙量的关系。     

长江河口江亚北槽涨落潮槽性质判断及水沙输移机制分析

本文以2016年8月洪季大潮江亚北槽实测水文、泥沙资料为基础,利用河槽类型判定系数(λ)及机制分解法对江亚北槽涨落河槽性质进行判断及水沙输移机制分析,研究结果表明:(1)江亚北槽以落潮优势流和优势沙为主,河槽整体为落潮槽;(2)江亚北槽洪季大潮以欧拉余流为主指向海,斯托克斯余流为辅指向陆,拉格朗日余流指向海;(3)江亚北槽洪季大潮以平流输沙为,潮流输沙为辅,二者均指向海。