河道冲刷和清水水流河床冲刷率

在冲积河流里。水流条件变化如洪水、水库泄放清水、河道渠化等使挟沙力不饱和引起冲刷，称为河道冲刷。这与水工建筑造成的局部冲刷不同。河道冲刷深度主要决定于冲刷率和冲刷历时。本研究通过对各种泥沙大量实验，证明了河床冲刷率正比于水流提供的冲刷功率并依赖于泥沙粒径和容重，首次提出了冲刷率公式。经验证，该公式可以用于非恒定流输沙和河流洪水冲刷计算。     

泥沙需氧量测试仓选择的三维数值计算

泥沙需氧量（SOD）为河口、海湾、河流和湖泊等水域水质分析、水质数学模型中的试值较为可信.为了合理设计SOD现场测试仓,选择常用的圆柱形仓这种典型的SOD测试仓,采用基于RNG方法的κ-ε双方程紊流模型,求解仓内水流三维流场,分析3种进水型式仓内水流运动情况.根据数学模拟结果分析,考虑SOD现场测试的要求,提出较为合理的现场测试仓布置方式.数学模型计算结果得到了实验室测量值的比较和验证.     

东江河流生态评价及其修复方略

本文通过对大型无脊椎底栖动物状况的调查对东江河流水生态状况进行了分析,并在此基础上提出了生态修复方略。从上游到河口选12个点采集底栖动物样本,发现东江流域底栖动物生物多样性在上游和中游保持在较高水平,而到下游则迅速降低到零。对增江湾、西枝江牛轭湖等处的取样进行分析并探讨改善东江生态的方法。针对不同生态应力提出了3种生态修复方略:1.创造多样性的生物栖息地,开发和形成一系列类似增江湾那样的缓流滞流区,把已经隔离的牛轭湖和江边湖泊湿地重新与江水连通;2.调整大坝运用方式,采取大坝泄放的流量逐渐增加和减少的方式,给生物发出流速增大和降低的信号,使其得以准备和躲避;3.稳定岸坡、控制侵蚀、保护和发育河边植被。     

中国泥沙研究的几个问题

几千年来泥沙一直是中国河流治理和灾害防治中的难题。众所周知，黄河频繁的迁徙和洪水灾害就是泥沙淤积的结果。中国学者在黄河治理和土壤侵蚀、水库淤积、河口海岸泥沙漂移、泥石流灾害防治等方面进行了大量研究工作，促进了学科发展，取得了举世瞩目的成就。本文概述这些泥沙问题、治理方略和研究成果。在21世纪，泥沙研究将面临新的挑战。泥沙理论研究方面，非恒定流输沙、环境泥沙学、生态泥沙学和经济泥沙学将成为新的生长点。为了检阅现有泥沙理论和研究方法，国家大量投资对三峡工程建设中和建设后的泥沙运动和沉积规律进行大规模的测量。中国的泥沙研究将有一个新的飞跃。     

洪水位变化对岸滩稳定性的影响

为了较全面地了解洪水涨落对岸滩崩塌的影响,本文通过对洪水期岸滩受力分析,结合岸滩土体性质和洪水浸泡岸滩特点,给出洪水期岸滩稳定系数;进而分析了洪水降落期岸滩稳定性变化,指出洪水骤降时,长期洪水浸泡后黏土岸滩稳定系数将会大幅度减小;在洪水缓慢降落时,黏性岸滩稳定性减小,但减小幅度小于骤降的情况。通过分析对比洪水上涨、洪水浸泡和洪水降落等不同过程的稳定性,指出洪水迅速上涨期岸滩稳定性最好,依次为洪水缓慢上涨期、洪水浸泡期和洪水缓慢下降期,洪水骤降期岸滩稳定性最差。     

黄河源玛曲河段河型沿程变化及其原因

黄河源玛曲河段是一段特殊的冲积平原河道,接连出现了网状河型、分汊河型、弯曲河型和辫状河型,在270km的流程里,冲积河型发生了4次河型沿程变化.通过遥感图像和野外调查相结合,描述玛曲河段河型多样性和河道的基本特征,分析河型沿程变化的原因.玛曲河段的冲积河道主要发生4次河型变化,即网状型-分汊型、网状型-弯曲型、弯曲型-辫状型和辫状型-弯曲型.网状型-分汊型变化的原因是地形限制,泥沙淤积形成沙洲和植被发育.网状型-弯曲型变化的原因是地形限制、河床比降由大变小、河岸物质组成沿程变细.弯曲型-辫状型变化的原因是白河入汇、河床比降变大.辫状型-弯曲型变化的主原因是下游峡谷段河床下切和黑河入汇.     

黄河源区滨河草甸对弯曲河流河道演变的影响

通过对黄河源区弯曲河流的6个河段进行水流特征和边岸植被特征等方面的野外调查研究,分析了河岸植被对弯曲河流河床演变的影响。结果表明:①黄河源区弯曲河流普遍发育于山地草甸和高寒草甸分布区,河岸植被发育良好,河流形态发育良好;②研究区6个试验点的植物种类繁多,以中生、湿中生植物为建群种或优势种,凹岸和凸岸的植被覆盖情况差异明显,凹岸植被生长时间长、植被群落相对稳定、物种多样性指数高、植株平均高度较高,平均覆盖度是凸岸的1.5～2.0倍;③凹岸草甸植被的淘刷主要发生在每年7—8月的洪水期,植被根系层下部因淘刷临空而坍塌形成护岸,从而减小了凹岸河湾演变速度;④发育良好的河岸植被不仅减轻了河岸侵蚀程度,而且提高了河岸土体的机械强度,有利于保持河湾形态的相对稳定性。     

人工阶梯-深潭改善下切河流水生栖息地及生态的作用

本文通过野外试验研究了人工阶梯-深潭对下切河流水生栖息地及生态的作用,试验河段位于西南山区的吊嘎河上150m侵蚀下切严重的河段,布置15级人工阶梯,对水流(水深、流速、水面宽、流量)、河床底质、河床微地貌和水生底栖动物物种及数量变化进行了5个月监测.试验结果表明,人工阶梯-深潭能有效控制河床冲刷下切,维持较为稳定的河床环境,塑造多样性的水生栖息地.采用大型底栖无脊椎动物评价河流生态显示,人工阶梯-深潭布置后,随水生栖息地多样性上升,单位面积水生生物密度、物种丰度及生物群落多样性指数均呈上升趋势,河流生态得到改善.     

输水通道中沼蛤入侵及水力学防治

原产于我国南方河流的滤食性底栖动物（Limnoperna fortunei，沼蛤）极易入侵水利工程的输水通道，在输水结构上高密度附着，造成生物污损，堵塞管道，降低输水效率，污染水质，腐蚀结构，威胁工程运行，也给跨流域调水带来潜在危险。沼蛤对输水通道的入侵已成为世界性问题，迫切需要研究其防治方法。本文对水源长期密集采样观测，研究沼蛤幼虫发育阶段及运动特性；开展水力试验，研究幼虫的沉降、在脉动流场中的死亡特性，提出防治幼虫入侵的方法。研究结果表明：沼蛤具有水中浮游生活的幼虫阶段，依赖幼虫随水流入侵输水通道，通过分泌足丝附着在结构壁面。沼蛤幼虫、稚贝具有沉降特性，尺寸合适的沉降池能够使大量幼虫、稚贝沉底。沼蛤幼虫在高频湍流流场中会死亡，当湍流中小涡尺度与幼虫体长相当时，对幼虫的灭杀效果显著，且灭杀率与湍流平均流速及湍流作用时间正相关。防止沼蛤幼虫入侵是工程中沼蛤入侵的防治核心，可采用沼蛤幼虫沉降及高频湍流灭杀的综合方法减少水流中的沼蛤幼虫，防治沼蛤入侵输水通道。     

回望50 年

20世纪50年代，乘着“向科学进军”的春风，中国现代水利进入了前所未有的发展时期。1958年，水利水电科学研究院在北京组建。从此以后，数代水科人风雨前行，求索奋进，走过了艰苦而又自豪的50个春秋。