断面地形法在长江中游河段冲淤计算中的应用

为了便于与历次长江槽蓄量成果比较,研究河段河床的冲淤变化规律,运用计算机技术采用河道断面地形法对长江中游河段城陵矶至九江段进行了冲淤计算。介绍了数据采集方法、编程技巧、计算方法,以及与GIS计算槽蓄量成果比较情况。指出了河道断面地形法的误差来源,并提出改进建议。     

城陵矶至螺山河段槽蓄量及冲淤变化计算

介绍了利用GIS建立河道地形三维表面,计算分析河段槽蓄量以及冲淤变化的主要步骤和具体方法.该方法具有计算精度高、河道形态显示直观、冲淤部位空间分析能力突出等优点.以长江干流城陵矶至螺山河段为例,选用6个测次的河道地形图,计算分析了近30 a来该河段的槽蓄量变化和冲淤时空分布.分析结果表明城陵矶至螺山河段20世纪70年代河道淤积较为严重,1981～1998年冲淤变化不大,1998～2001年平滩河槽有所淤积,近期冲淤基本处于平衡状态.由于在河道形态的显示、冲淤部位的空间分析方面的突出能力,若进一步和河流水沙数学模型以及其他相关分析相结合,基于GIS的河道冲淤变化分析更能有利于发现河道泥沙淤积的规律,为洪灾成因和防洪减灾对策研究提供决策支持.     

SMS在河道冲淤分析中的应用

一、引言目前根据实测资料分析河道冲淤的途径主要有两种:一种是根据河道水下实测地形切割断面,按几何法(简称地形断面法)直接计算河道泥沙的冲淤体积,即由某一水位高程下的上、下断面过水面积计算断面间相应水位下的河道槽蓄量,对各计算断面间的河道槽蓄量累加,并由此计算全河段相应水位下的河道槽蓄量;     

虎渡河南闸河段冲淤变化分析

虎渡河南闸作为荆江分洪工程主体工程之一,建成后闸前底板抬高了闸前水位,造成了闸前淤积及闸下冲刷,导致了虎渡河尤其是南闸附近河段河势发生较大变化。基于槽蓄量,从局部河段改道、河床冲淤变化、断面变化及河流纵断面冲淤变化分析了南闸建闸前后虎渡河的河势变化,并探讨了影响河势变化的可能因素及减少淤积的可行措施。     

荆江河段河道冲淤变化及影响分析

根据荆江河段10次长程水道地形观测资料,采用"断面地形法"(切割断面计算河道冲淤量)进行了荆江河段河床冲淤变化计算与分析.结合典型断面变化对冲淤计算成果的合理性作了比较分析.同时对荆江河段河道冲淤变化对河道高水位影响进行了探讨性分析,河道水力因素调整、洞庭湖的顶托作用增强、三口分流分沙比减少、分蓄洪水面积的减少是出现高洪水位的主要原因,而河段泥沙淤积只是其中一个次要因素.     

黄河下游淤积测量误差分析与冲淤计算方法研究

分析了影响黄河下游断面法计算冲淤量和冲淤分布成果精度的3个主要误差：测量误差、断面代表性误差和计算误差。测量误差为偶然误差，它随着测量次数的增多而减少；断面代表性误差和计算误差为系统误差，测量次数越多，累积误差越大。为最大限度地减小误差，提高测量成果的精度，提出了以下建议：①合理划分冲淤河段和滩槽分界；②合理确定断面间距；③地形图求算滩地、主槽及河段平面面积；④根据不同河段漫滩情况灵活计算冲淤量。     

皖江城市带河势变化与崩岸预警关键技术研究(安徽省长江河道管理局、合肥工业大学、南京水利科学研究院)

<正>一、创新成果1、对长江安徽段十三个河段河道演变进行了研究,定量计算2003年～2012年河道冲淤量,分析了长江安徽段河道演变规律和冲淤变化特性。2、建立长江安徽段典型河段水流泥沙数学模型,分析水沙输移特性变化条件下长江安徽段河段水流泥沙运动特性和河床演变特性、洲滩变化趋势。3、在边坡临界滑动场与三维极限平衡理论基础上,研发了崩岸过程数值模拟软件,为崩岸评估与预测提供分析工具。4、分析典型崩岸区近岸河床平面套绘、断面套汇、冲淤情况、近岸坡比变化,研究崩岸区所在河段河势演变趋势和近岸河床变化情况,提出长江安徽段崩岸预警建议。     

三峡工程运用后长江中下游冲淤变化

三峡工程建成运用后,改变了水库下游河道的水沙条件,坝下游河道水流输沙能力处于不饱和状态,河道将发生沿程冲刷,并可能引起河势的调整,进而可能对防洪产生一定影响.为此,采用数学模型计算与实测资料分析的手段进行了三峡工程建成后长江中下游江湖水沙变化及河道冲淤演变及其对防洪影响的初步研究.结果表明,三峡工程蓄水运用后,长江中下游河道发生大量冲刷,同流量水位降低.各河段冲刷量达到最大时,荆江河段河床平均冲深约2.0～5.3 m,槽蓄量约增加13亿m3,城陵矶至武汉河段河床平均冲深约2.5 m,槽蓄量约增加8.5亿m3;由于干流河床冲刷,荆江三口分流分沙减少,洞庭湖湖区淤积减缓,增加调蓄量约23.8亿m3;水沙过程改变、河床冲刷及局部河势调整对河道稳定及堤防、护岸工程的安全会带来一定影响,需采取相应的对策措施.     

二维泥沙数学模型在赣江大堤南昌段改线中的应用

采用平面二维水流泥沙数学模型计算了赣江大堤南昌段堤线改线对河段水流运动及河床冲淤的影响。在运用实测资料对该数学模型进行河段水面线，断面流速分布，汊道分流比和河床冲淤分布验证的基础上，计算了堤线改线工程前，后河段洪水水位壅高，断面流速分布变化，取土料场回淤等。     

基于GIS的黄河内蒙古段冰下河床三维可视化方法与应用

为了揭示冰封期黄河河床的演变过程,基于地理信息系统(GIS)技术,研究了黄河内蒙古段冰下河床三维可视化分析方法。根据野外测量结果进行了河道地形剖析,绘制了河床地形等值线图、矢量地形图及弯道典型断面;在可视化过程中,绘制了冰封期和畅流期河床的三维表面图及地貌晕渲图,并对冰封期和畅流期河床冲淤变迁做了定量计算,对冰盖流和明渠流两种条件下的河床空间进行了对比分析。结果表明:运用GIS技术可以实现河床表面的三维建模和不同时期河床冲淤变化的定量计算,及时反映出河道变迁过程,准确计算河床冲淤量,阐释冰封期泥沙与水流运动相互作用的机理。     

黄河下游河道冲淤计算方法

本文介绍黄河规划治理中常采用的下游河道冲淤计算方法.黄河下游来水含沙量大,含沙量变幅大,河床边界条件复杂,特别是漫滩洪水及高含沙洪水,洪峰沿程传播变形及滩槽水流横向交换引起的滩槽冲淤变形均较明显.实际上是三维非恒定流的河床变形问题.本计算方法由黄河下游实测水沙资料分析求得黄河下游各水文断面主槽输沙公式,它反映了黄河下游各断面输沙率不仅与本断面水力条件有关,而且与上游断面来水含沙量有关.根据下游河道型态特性对河床边界条件进行概化处理,运用一维河床变形的三个基本方程进行河床变形计算.漫滩洪水采用马斯京根法进行洪水推演,将不断进行的滩槽水沙横向交换概化为分段进出的漫滩水流.在每小段进出口处进行滩槽水流混合及滩槽分流计算,在每小段内分别进行滩地和主槽的一维冲淤计算.经过三十余年实测资料验证,不论冲淤总量还是沿程各河段及横向滩槽冲淤分布均较符合实际.     

京杭运河二通道出口钱塘江段治理方案动床模型试验研究

京杭运河二通道钱塘江出口拟建在七格弯道,该河段受山潮水双向水流作用,水动力强,水体含沙量高,河床冲淤幅度大,沿岸护岸丁坝群及其它涉水建筑物较多,致滩槽冲淤变化复杂。在河床演变分析的基础上,采用动床模型试验研究各治理方案的效果,进而提出合理的治理方案。     

川江臭盐碛河段河床演变分析研究

本文根据该河段在1962年、1963年及近几年的河床演变观测资料,对该河段的水流运动、悬移质输沙、沙质和卵石推移质的输移等方面进行了分析,得到该河段的冲淤变化与其来水过程、水流结构和水流挟沙能力的次饱和程度等的相互关系。并根据该河段的冲淤演变规律,对三峡水库采取“蓄清排浑”顺应川江河道演变规律的运用方式进行了分析。     

控制性枢纽运用后青岩子河段冲淤变化分析

针对三峡水库运行以来,库区青岩子河段来水来沙条件和局部边界条件的变化,以及上游控制性工程运用对其冲淤变化规律和演变趋势的影响,利用实测资料分析青岩子河段在三峡水库运用以来的冲淤变化规律,并采用二维水沙数学模型对该河段控制性枢纽(三峡、溪洛渡、向家坝枢纽等)运用初期20 a(2008～2027年)的河床冲淤变化进行计算和演变趋势预浏分析.结果表明,控制性枢纽运用初期,青岩子河段淤积幅度较小,河床平面形态与建库前相比变化不大,总体河势未发生明显变化.     

三峡工程运用初期监利河段河势变化预测

监利河段是下荆江变化最剧烈的河段之一,三峡工程运用后,下泄含沙量减小,该河段冲淤调整将更为明显.采用河道平面二维水沙数学模型,对监利河段在三峡工程蓄水运用初期可能产生的河床冲淤及河势变化进行了计算分析研究.结果表明:监利河段总体河势变化不大,但河床冲淤较为剧烈,断面冲深扩大,局部岸段和乌龟洲右缘部位崩退,乌龟洲左汊萎缩...     

三峡水库蓄水后宜昌至沙市河段冲淤变化分析

三峡水库蓄水运行后,下泄沙量大幅减小,为了解坝下游河道变化情况,运用断面地形法计算分析了宜昌至沙市河段的冲淤变化。从来水来沙变化过程、河床形态、河床组成、比降等方面对冲淤变化的影响因素进行了分析研究。结果表明:河段的冲淤变化是水沙组合、河床组成、河床形态等因素综合作用的结果,其中来沙量的大幅减少是主要因素;不同河段各因素对冲淤变化的影响大小存在差异,即枝城至沙市河段的冲淤强度大于宜昌至枝城河段。     

长江口深水航道治理一期工程实施后北槽冲淤分析

对长江口深水航道治理一期工程实施后北槽的地形资料进行分析计算 ,论述了北槽河床冲淤变化。结果表明 :一期工程实施后 ,整治工程段北槽河床普遍冲刷 ,平均水深增幅达 1 2m ,断面平均水深最大增幅超过2m ,坝田明显淤积 ,河床断面比较对称 ,航槽回淤减少。北槽进口段和北槽中段的深槽发生较为明显的淤积 ,北槽纵向河床断面面积和平均水深趋于均匀 ,形成了一条上、下段平顺衔接的微弯深泓线。工程实施后北槽的河床总容积基本保持不变。整治建筑物完成一年后河床基本达到冲淤平衡 ,工程引起河床大幅度冲淤调整完成后 ,北槽仍具有明显的洪淤枯冲规律 ,主槽季节性冲淤幅度平均在 30cm～ 5 0cm之间。     

长江扬中河段太平洲汊道滩槽演变趋势研究

以长江扬中河段太平洲汊道为研究对象,在归纳总结河道滩槽系统调整规律的基础上,分析本河段未来的演变趋势。滩槽演变分析和数模计算结果表明:河段总体河势呈现微冲状态并将保持相对稳定,崩岸现象将逐步减少,而落成洲段和口岸直段等部分区段河床仍会出现较大冲淤变化,各类涉水工程建设对河床演变的影响日趋增强。研究结果可为径潮流河段滩槽演变预测以及坍江灾害预警提供依据。     

黄河下游花园口以上河段滞沙能力分析

黄河下游河床调整主要取决于来水来沙和河床边界条件,河床调整沿程不均衡特征明显,花园口以上河段床演变对水沙条件的变化响应尤为突出,泥沙冲淤调整幅度最大。基于河道冲淤及水沙演进特性、滞沙可行性、河槽几何特性等分析,提出了花园口以上河段可作为泥沙天然反调节“库”概念,结合黄河下游实测洪水资料,采用水力计算方法,计算了花园口以上河段的河槽排洪能力及不同河槽规模条件下河槽允许滞沙量,提出了反调“库”滞沙能力,可为小浪底水库排沙指标的确定提供依据,对维持小浪底水库有效库容、弥补后续清水河床沙源不足、改善黄河下游河槽冲淤不均衡现象具有重要意义。     

长江城陵矶至汉口河面的冲淤变化及影响分析

本文通过长江中城陵矶至汉口哨河段冲淤变化析分析，得出了城陵矶至汉口河段在平滩及枯水河槽的多年淤积量，以及河段冲淤２量在时间和空间上的分布规律。最后通过河段冲淤对长江中游干流螺山水文站水位流量关系的影响研究，探讨了河段冲淤对长江中游干流洪水水位的影响程度。