黄河下游平滩流量对来水来沙变化的响应

本文探讨了平滩流量对来水来沙的滞后响应规律，发现平滩流量不仅与当年的水沙条件有关，而且与前期水沙条件有关，是一定时期内的水沙条件累积作用的结果。当采用滑动平均值来反应前期水沙条件的累积影响时，得出平滩流量与滑动平均汛期流量和滑动平均来沙系数的相关程度分别在4年和5年时达到最大值。据此建立了能够反映来水流量和来沙系数前期综合影响的平滩流量计算方法，可以用来估算黄河下游主要测站平滩流量随水沙条件的变化。     

水库异重流的三维数值模拟及影响因素分析

不同水沙条件下异重流的潜入位置以及潜入后流速和含沙量的垂向分布规律是研究异重流运动规律的关键要素,对优化水库异重流的排沙调度、提高水库运用效益等至关重要。本文利用SCHISM三维水沙数学模型对水库异重流水槽试验进行了数值模拟,结果表明模型能够得到符合实际情况的垂线流速和含沙量分布,且异重流潜入后的平均厚度、平均流速和平均含沙量均与实测值吻合较好。对异重流模拟结果的分析发现,入口流量和含沙量的增加造成异重流运动速度越快,而入口含沙量的减小和流量的增加会造成异重流厚度增加。异重流垂向流速和含沙量的无量纲化分布受到入口水沙条件的影响,表现在其与断面Froude数的相关性,Froude数越大,则最大流速点与河床的距离越小,最大流速越大;含沙量致密层的厚度越小,对应的含沙量也越大。此外,潜入点位置也受入口水沙条件的影响,表现在潜入水深与入口水深之比随入口Froude数增加而增加的定量关系,由此可以利用入口水沙条件预报异重流潜入的位置。研究结果不仅验证了SCHISM模型用于模拟水库异重流运动的优势,而且丰富和完善了关于异重流潜入点位置及流速和含沙量垂向分布受入口水沙条件影响的变化规律。     

Water hammer in coarse grained solid liquid flows in hydraulic hoisting for ocean mining

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｄｅｅｐ ｓｅａｍｉｎｉｎｇ ,ｔｈｅ ｐｏｌｙｍｅｔａｌｌｉｃｎｏｄｕｌｅｓ ,ｇａｔｈｅｒｅｄｂｙｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇｕｔｉｌｉｔｉｅｓｓｕｃｈａｓｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｒｏｂｏｔｓ ,ｍｕｓｔｂｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｄｔｏｍｉｎ     

维持黄河下游主槽不萎缩的塑槽需水量

以滑动平均水量和滑动平均沙量为参数,建立了黄河下游汛期塑槽需水量的计算公式,包括上限需水量和下限需水量,构成塑槽需水量的变化区间。以平滩流量4000m3／s为例,在三黑小汛期来沙量8亿t时,汛期需水量区间为166～202亿m3。资料分析和公式计算均表明,汛期塑槽需水量与汛期来沙量及平滩流量均成正比关系,反映了来沙量对塑槽需水量的影响。考虑到平滩流量是连续4年汛期水沙条件累积作用的结果,对于给定平滩流量,不能只看当年汛期来水来沙量的大小,关键要看包括当年在内的前期连续4年滑动平均汛期水量的大小,允许个别年份的来水量小于平均值。     

水库泥沙淤积管理综述

从管理理念、泥沙淤积研究、淤积防治措施和淤积管理评价4个方面对水库泥沙淤积管理进行综述.分析了水库泥沙淤积管理“设计寿命”理念和生命周期理念的特点,并对两者进行了比较;介绍了淤积规律、淤积控制和计算模型开发的已有研究成果和近期研究热点,并指出了计算模型的不足;从拦减水库上游来沙、利用泄洪排沙设施排沙、利用机械设备挖除水库泥沙及有效利用出库泥沙4个方面对泥沙淤积防治措施进行综述,分析了各自的特点和适用条件;从技术评价、经济评价和社会环境影响评价、评价模型开发3个方面对管理评价进行了综述,分析了其现状、不足和改进方向.在综述的基础上,分析了水库泥沙淤积管理的发展趋势,即:基于可持续发展要求,以生命周期理念为指导,建立全面、系统的评价体系,开发通用的评价模型,以寻求技术可行、经济最优、环境影响和社会影响最小的管理方案,推动泥沙淤积科学管理,实现水库可持续利用.     

山洪演进模拟中的建筑物附加阻力

在大尺度洪水模拟过程中,建筑物形态分布对洪水演进起着很重要的作用.但是计算网格一般都大于建筑物,很难反映出建筑物对洪水的影响.在以往的研究中,一般采用“等效糙率”来反应建筑物对水流演进的影响.这一处理方法过于简单随意,缺乏理论依据.本文引进了最邻近指数来反映建筑物的分布,研究建筑物的不同分布对水流产生的不同影响,最后得到最邻近指数、弗如德数和水面坡度三者之间的关系,为以后在数学模型中对建筑物分布的处理提供了理论依据和处理方法.     

基于能量平衡的黄河下游平滩流量计算方法

根据能量平衡原理建立了平滩流量计算方法,并利用黄河下游5个主要测站的实测水沙及平滩流量资料进行了检验。结果表明:建立的平滩流量计算方法能较好地反映平滩流量随水流含沙量及来水量的变化趋势,计算值与实测值较为符合;来水量在一定范围内时,水流含沙量越大,平滩流量越小;水流含沙量在一定范围内时,来水量越大,则平滩流量越大。     

黄河下游水沙突变特征分析

河川径流是黄河流域最主要的水资源,1950年以来黄河下游水沙量总体呈递减趋势。由于水资源在黄河下游社会经济发展中占有十分重要的地位,因此有必要了解黄河下游来水来沙的变化趋势。水文循环、自然条件的剧烈变化和流域内人类活动的影响通常会引起流域水文系统运行方式的改变,进而使径流序列发生变异,呈现出阶段性特征,并且变异前和变异后的水文序列总体分布发生显著改变。了解和诊断径流序列的变化规律,对水文分析、模拟和预测中统计方法的选择以及制定防洪减灾对策和水环境治理措施都具有重要意义。掌握黄河下游来水来沙变化趋势及变异成因是黄河下游水资源合理开发利用及水沙调节的关键。本文使用非参数统计方法、Mann-Kendall趋势检验方法和Pettitt变点检测方法对黄河下游5个水文站的年来水量与年来沙量系列分别进行了趋势检测及变异点检测。研究结果显示,黄河下游年来水量与年输沙量一级变点均出现在1985年,变异成因主要为气候变化及龙羊峡等水利工程建设运行。年来水量与年输沙量二级变点出现的年份不完全一致,5个水文站年输沙量系列的二级突变点为1996年,年输沙量系列突变时间晚于年来水量序列突变的时间,并且年输沙量系列的突变规律性较好,三门峡水库、刘家峡水库及小浪底水库的建设运行是二级变点出现的主要因素。     

三门峡水库非汛期控制运用水位对库区泥沙冲淤的影响

为了控制和降低潼关高程,缓解水库运用对渭河下游的不利影响,三门峡水库自2003年以来开展了非汛期控制最高运用水位不超过318m的原型试验,亦称过渡运用方案。本文分析了水库实施过渡运用方案以来,库区冲淤和潼关高程的变化规律,探讨了非汛期控制最高运用水位不超过318m的作用。发现实施过渡方案以来,库区累计淤积量与叠加流量加权平均坝前水位的关系,符合以往的关系曲线。汛期多水少沙的洪水过程是2003年潼关高程冲刷下降的主要原因,过渡方案控制非汛期最高水位不超过318m的作用不大。本文认为,在三门峡水库非汛期控制最高运用水位的同时,应注意到水库的平均运用情况和综合作用。     

冲积河流河床演变的滞后响应模型-Ⅰ模型建立

滞后响应是冲积河流河床演变中的一种普遍现象,也是研究冲积河流河床演变规律的关键因素之一。本文基于冲积河流自动调整的基本原理,根据河床在受到外部扰动后的调整速率与河床当前状态和平衡状态之间的差值成正比的基本规律,首先建立了河床演变滞后响应的基本模型,进而建立了适用于不同条件的计算模式,包括通用积分模式、单步解析模式和多步递推模式等。建立的滞后响应模型和计算模式既能描述滞后响应现象又能反映前期累计影响,为定量描述河床特征变量随时间的响应过程提供了理论基础和计算方法。