平衡纵剖面数值试验及其对防洪的影响研究

本文采用一维非恒定流非均匀沙的水沙数学模型，以长江中游螺山汉口河段为背景，进行了根化数值模拟试验，分析了该概化河段平衡纵剖面的变化规律及其与上游来水来沙条件的关系，并和相应的理论公式进行了比较。在此基础上，对水沙条件发生较在变化时的平衡纵比降以及带来的对长江中下游防洪的影响进行了分析。     

荆江门弯道近期滩槽演变特点及影响因素分析

三峡水库运用改变了下泄水沙条件,坝下游弯曲河型均呈现“凸冲凹淤”演变规律,以致碍航问题日益突出。为研究弯曲河型滩槽演变特点及其成因,以下荆江河段荆江门弯道为例,利用三峡蓄水后近15 a实测地形资料,采用逻辑推理及统计分析方法分析其影响因素并预测了航道变化趋势。结果表明:三峡工程运用后,凸岸边滩年际间呈持续冲刷趋势,冲刷位置不断下移导致河段展宽引起航道条件恶化;在平滩流量(20 000~25 000 m³/s)持续时间＞15 d的年份,凸岸边滩冲刷后退,反之淤长;冲淤幅度与年均来沙量,尤其细沙(d≤0.125 mm)含量密切相关,基本呈同步变化趋势;荆江一期工程实施后,在当前水沙条件下凸岸边滩会继续受冲,形成枯水双槽,航道条件将恶化。水沙过程的改变是弯曲河型滩槽演变的主要原因,遇大水且来沙量较少的年份,荆江门河段很可能出浅碍航,这可为下荆江弯曲河段航道治理提供一定的参考价值。     

荆江河段水沙条件与主流线特征关系研究

荆江河段的主流变化主要表现为弯曲分汊段的主支汉交替及单一弯道段深泓半径的变化,综合考虑两者关系,提出了能描述荆江分汉段及单一弯道段主流线特点的无量纲常数--弯曲特征数r,并针对同一河段分析了汛期平均流量、洪峰变差系数、年输沙量及输沙指数等水沙条件变化与主流线变化的对应关系.结果表明:汛期平均流量较小、水流相对饱和度低、来水来沙过程较为均匀使得滩槽高差较小,横断面向宽浅发展,从而减弱河道对水流的约束,弯曲特征数较小,主流顺直;反之主流向弯曲发展.     

长江中游陆溪口水道河床演变机理研究

陆溪口河段是长江典型鹅头型汊道,滩槽演变复杂,是长江中游重点浅滩碍航河段。本文深入分析了河段的上下游河势关系以及影响因子之间的耦合作用,认为可以将河道平面内的主流带位置作为影响河床演变的综合动力因子,并利用特征流量的概念对主流带位置进行了定量描述。在利用特征流量揭示河床演变机理的同时,得到了"来流过程与特征流量的相对关系决定河床演变的冲淤性质,特征流量级持续作用时间长短与沙量的大小共同决定河床演变的幅度"的重要结论,得到了"三峡水库蓄水改变下游水沙过程,使河段航道发展条件优于蓄水前"的结论,并给出了具体依据。     

基于GIS技术与水动力数学模型的航道水流模拟系统

简述了电子航道图水流实时模拟系统的基本需求和国内外水流数学模型与GIS技术结合的研究现状,综合河流模拟、GIS及软件开发相关技术,提出开发基于GIS与水动力数学模型的航道水流模拟系统的一种方法,介绍了系统预期能够实现的功能以及系统总体结构和设计思路.给出了系统实现中关键技术的处理方法,包括数据采集与管理;C#与Fortran混合编程;AE中流场、水深的表达;地图浏览以及航道水流条件交互式查询.实现了在电子航道图基础上的水流实时模拟、航道水流条件在GIS平台上叠加显示以及信息交互式查询等各项功能,为内河智能航道建设提供了参考.     

金沙江建库对重庆河段泥沙淤积的影响

通过平面二维水沙数学模型,分析了金沙江建库前后重庆河段的泥沙淤积情况.结果表明,金沙江无库情况下,重庆河段在水库运用初期出现累积性淤积,随着水库运行时间增加,部分浅滩河段可能产生碍航问题;金沙江建库后,整个重庆河段长江干流呈现冲刷趋势,但支流金沙碛河段淤积情况和上游无库时差别不大.     

非均匀推移质泥沙级配的研究

针对推移质泥沙级配的研究现状，讨论了底沙运动交换模式，在此基础上，利用沙量守恒原理，建立了宽级配非均匀推移质级配的计算公式     

河网非恒定流隐式方程组的汊点分组解法

本文在现有研究成果的基础上，提出了一种汊点分组解法其特点是能够根据实际问题的需要，灵活方便地将河网中的汊点划分为任意多组，使汊点方程组的系数矩阵压缩到与分组后每组中的汊点数相同的阶数不仅极大地压缩了系数矩阵的贮存量，而且计算量大幅度减少，计算精度也得到了保证     

三峡工程青岩子河段平面二维河床变形初步计算

本文应用平面二维泥沙数学模型对三峡工程青岩子河段建库后的河床冲淤变化进行了初步计算。结果表明:数值计算结果与实物模型试验结果基本一致。     

三峡水库蓄水后荆江沙质河段冲淤分布特征及成因

根据实测水沙、地形资料,分析了荆江沙质河段内洪枯河槽、宽窄河段等不同部位的冲淤幅度差异,并结合观测资料讨论了河道形态调整对水沙过程的响应关系。结果表明:荆江河道泥沙冲淤强度平面分布不均,泥沙冲刷主要集中于枯水河槽,断面形态趋向窄深;宽浅河段冲刷强度大于束窄河段,河道形态沿程趋于均一化。蓄水前河道形态与水沙过程相适应,河床在不同流量下以造床流量为界发生冲淤交替,长时期水沙过程作用下河道整体冲淤平衡。蓄水后含沙量大幅减小、大洪水消减而中洪水持续时间增长是荆江沙质河段冲淤分布特征形成的主要原因。