泥沙数学模型在黄河下游防洪规划中的应用

黄河下游河道的冲淤变化是制定上游防洪规划措施的一项重要依据，黄河下游河道泥沙数学模型是研究下游河道冲淤变化的重要手段。利用多个泥沙数学模型对不同水沙系列以及小浪底水库不同运用方式条件下下游河道的冲淤变化进行了分析计算，预测了2020年以前下游河道的冲淤变化。     

基于分形理论的冰下水流流速垂线分布研究

冰下水流流速分布是冰凌生消、泥沙输移、河床演变及冰期输水的重要参考依据,基于分形理论,在前人的研究基础上,研究了冰下水流流速垂线分布规律。结果表明,依托明渠水流的若干成果,从分形理论出发,基于Einstein假定,可推出已有冰下不同形式的流速垂线分布公式;理论分析认为,冰下分区水流流速分布近似镜像,均具有分形特征,可用双对数公式表达,实测结果证明,对于弯曲河道,水流核心区流速分布均匀,并不服从对数分布,公式在运用时需考虑适用性或引入因子项;稳封期,冰盖区水流流速分布的分维值大于河床区,流速分布更均匀,而在弯道卡冰区域,由于弯道冰下水流结构的复杂性,河床区水流流速分布的分维值无规律。对冰下水流流速的研究,拓展了分形理论在水流流速垂线分布研究方面的应用成果,概化的冰下水流结构,对工程运用有一定借鉴意义。     

两步计算模式下的三门峡水库异重流模拟

摘 要：针对传统的水深平均异重流模型在实际应用中获取上游边界条件的困难,提出了两步计算模式下的水库明流与异重流耦合模型。浑水明流段与异重流段交替运算,利用潜入点弗汝德数与体积比含沙量的关系作为判别条件确定异重流段的上游边界位置与相应水沙条件,在设置下游边界条件时使用极限吸出高度公式计算异重流出流流量。采用该模型计算了三门峡水库两次异重流的形成、发展与消退全过程。模型预测的异重流潜入位置与观测结果一致,对库区内三个监测断面的异重流到达时间做出了较为准确的预测。计算的清浑水层交界面高程和含沙量过程与实测结果相符,模拟结果反映出浑水水库发生时异重流排沙效率降低的现象。因此该模型可用于水库异重流过程模拟和排沙方案设计。     

黄河下游滩区分类财产洪灾损失率计算方法

分析了黄河下游滩区洪灾损失率的影响因素,构建了分类财产洪灾损失率的计算方法,并结合原阳滩区社会经济数据,以2009年为计算基准年,得到了该滩区洪灾分类财产洪灾损失率和受淹水深的等级关系。结果表明:与已有经验成果相比较,该算例结果与实际损失率较为符合。同时指出,在确定待评估区域洪灾损失率时,评估者应实事求是对各项数据指标进行严格筛选并谨慎验证。     

黄河什四份子弯道冰期水流及冰塞特征研究

覆冰条件下,弯道水流固有的三维特性更为复杂,对河流弯道冰下水流特征及冰塞的研究有助于推进防凌减灾工作。依据2020年1月稳封期的原型观测数据,对黄河什四份子弯道冰下水流及冰塞特征进行了详细分析。结果表明,弯顶节点工程引起的回流是阻冰的重要条件,上游下潜的冰花因水动力不足及河势等因素影响发生堆积,冰塞在弯内形成并沿凹岸主槽逐渐向上游发展,同时,弯顶卡冰封河与下游较大的水流流速,促进了清沟的形成;入弯至弯顶区间,冰下水流流速垂线分布基本服从双对数分布规律;受凹岸冰塞及回流影响,纵向上,水流流速呈减小趋势,在弯顶附近开始恢复;径向上,河道主流被冰塞压迫并逐渐趋于凸岸,致使弯道主流易位,凸岸水流流速大于凹岸,清沟向凸岸偏移;弯道水流湍动能与雷诺应力主要在近底处存在较大的变幅,表明近底水流运动活跃,且二者大小与流速大小在径向与纵向分布上具有较好的一致性,受冰盖影响,水流湍动能沿水深近似呈"S"形分布,雷诺应力分布无明显规律。     

黄河内蒙古河段应急分洪区设置与运用研究

通过总结近期凌灾实测资料,分析提出黄河内蒙古河段近期凌灾的主要特点是卡冰结坝增多和决口频繁,而河槽持续淤积萎缩是卡冰结坝增多的重要原因,凌汛水位屡创新高是堤防决口的重要因素。统计历史上易发生卡冰结坝位置的分布情况,论证了应急分洪区的设置及其合理性、可行性,根据凌灾特点和分洪区情况,提出了防凌预警水位和防凌临界水位,并通过研究河道槽蓄增量及其他影响分洪因素,提出了启用应急分洪区的条件和指标。     

非均匀颗粒群体沉速试验方法的分析

非均匀颗粒群体沉降现象在自然界相当普遍，本文分析非均匀颗粒群体沉速的试验方法，比较各种沉降试验和流态化试验，得到认识深度取样锥体筒流态化法是目前较好的试验方法。     

黄河下游河道冲淤特性研究

根据三门峡水库投入运用以来３６年下游河道的实测资料，分析了各种水沙条件下黄河下游河道冲淤特性，总结了低含沙非漫滩洪水、中含沙非漫滩洪水、较高含沙非漫滩洪水、高含沙洪水、一般含沙漫滩洪水及非汛期河道的冲淤规律和各河段的相互调整关系，指出了各河段冲液最严重的洪水类型，确定了各河段冲液羡衡的临界条件。在此基础上，提出了水库调水调沙过程中应采取的对策和措施。     

2000年黄河下游河道冲淤及河床演变情况分析

根据1999年11月－2000年10月黄河下游的监测资料，分析了小浪底水库的出库水沙特点，全面研究了下游河道冲淤，床沙粗化，河道断面形态变化及河热变化，对小浪底水库调水调沙运用的减淤效果进行了分析计算。同时，就2000年10月－2001年2月向天津紧急供水对减淤的影响也作了分析研究。研究表明，尽管这一时期进入黄河下游的水量为历史最枯，但黄河下游仍减淤2．16亿t，而且未出现大的河势变化及工程险情。     

黄河下游水动力学数学模型的研究与应用

依据水沙动力基本方程，结合黄河水沙特点，建立了黄河下游河道一维恒定不平衡输沙数学模型，用黄河下游１９６９－１９６５年、１９６５－１９７４年、１９７４－１９９６年３个时段的水沙资料对模型进行了检验，验证结果与实际基本相符。模型用于小浪底水库运用方式研究中，进行了多种方案的计算。