三峡常年库区典型弯曲分汊河道演变特性分析

皇华城河道为三峡常年库区典型的弯曲分汊河道,在三峡成库后"蓄清排浑"模式影响下,该河道淤积强度大、迅速,且已造成航槽易位和摆动,航道条件极其不稳。依据皇华城河道实测地形、来水来沙资料,分析了河段泥沙冲淤特性、典型断面淤积变化、深泓线变化和通航影响,初步预测了该河道的通航状况和演变趋势。结果表明,皇华城河道存在细沙累积性淤积,淤积速度、厚度、范围均较大的特点,且主要淤积部位较为固定,淤积范围有上延趋势;河道左汊深泓年际间发生淤积变化,导致深泓线逐渐从左汊摆动至右汊。     

利用MIKE21前后处理模块实现河床冲淤可视化分析

为实现河床冲淤变化的可视化分析,结合2008、2009及2011年闽江下游大目埕河段实测地形资料,介绍了利用MIKE21前后处理模块中地形网格生成、数据提取及网格面积计算等常规功能建立河段数字高程模型(DEM)及河床冲淤可视化、横断面自动提取及冲淤量计算的基本流程。大目埕河段冲淤分析结果表明,2008、2009、2011年该河段总体呈冲刷状态,仅在边滩零星部位出现淤积,全河段河床平均下切2.31m,冲刷总量为659.22×104 m3。该研究方法简单方便,冲淤分析结果直观,可有效应用到河道演变分析中。     

三峡水库修建后长江中游城陵矶至九江河道冲淤变化研究

长江中游城陵矶至九江河段为典型分汊河道,分析该河段在三峡工程蓄水后的冲淤变化,对预测该河段河床演变发展有重要意义。根据2003~2016年城陵矶-九江河段实测水文地形等原型观测资料及冲淤量计算成果,对河道冲淤量、冲淤强度、河床冲淤分布和冲刷形态变化等方面从沿时和沿程上进行全面分析,发现河段整体呈持续冲刷态势,近年来冲刷强度显著增强,冲刷主要部位在枯水河槽,冲刷形式以深泓纵向下切为主,沿程以西塞山为界,上段整体表现为"槽冲滩淤",下段表现为"滩槽均冲"。     

萨拉康电站水库泥沙淤积数值模拟

鉴于泥沙淤积问题普遍存在于水库中,且对水库使用年限影响巨大,以萨拉康水电站工程水库泥沙冲淤复核阶段为例,利用一维水沙数学模型(CRS-1模型)对库区泥沙冲淤变化、水库拦沙率、泥沙出库率、进出库水流含沙量及颗粒级配变化进行模拟预测。结果表明,水库运行前期,库容损失相对较大;水库运行后期,泥沙淤积向库尾高边滩发展,"翘尾巴"现象较明显;水库出库泥沙含沙量变化与入库基本一致。研究成果可为今后水库淤积管理提供科学依据。     

塔里木河流域乌斯满河段平面二维水沙数值模拟

由于新疆塔里木河流域乌斯满河段每年汛期泥沙含量及洪水流量均不相同,因此原型观测既耗时又耗力,针对该河段的泥沙特点,基于CCHE2D河流泥沙模型,对乌斯满河段汛期泥沙冲淤和河床变形问题进行二维数值模拟,首先在为期92d的汛期下对乌斯满河段泥沙形态进行数值模拟,提取W2断面泥沙形态计算结果与原型观测结果做比较从而率定泥沙参数;然后在后续28d的汛期,采用该模型对同河段进行数值模拟,得到W2和W5典型断面的水流水位、纵向水面线水位、河床泥沙淤积形态结果并与实测结果进行对比分析。结果表明,该模型计算的水流水位和河床冲淤形态与原型观测资料吻合较好,由此提取河床形变结果,通过模拟计算汛期河床冲淤深度及位置,可为该河段日后建立拦河枢纽工程及河道整治提供参考依据。     

水库泥沙冲淤过程计算数学模型的研究

本文提供的数学模型是以大量实测资料为基础，根据水库泥沙冲淤的特点，在考虑壅水淤积的同时，还考虑了库水位变动所引起的溯源冲刷对河床形态的影响而建立的计算水库泥沙冲淤过程的数学模型，还用本模型再现了白龙江碧口水库的冲淤过程，计算结果与实测值符合良好。本模型可供水库管理，尤其是工程设计部门使用。     

汉江中游仙人渡河段河道演变规律及趋势分析

针对丹江口水库建成后对汉江中游仙人渡河段河势的影响,基于历年实测资料,分析了汉江中游仙人渡河段的演变规律,进而探讨了河道演变趋势。结果表明,20世纪70年代以来,仙人渡河段深泓平面位置总体基本稳定,仅在不管洲汊道段发生主支汊易位,1977~1987年深泓位于不管洲汊道段的中汊,1987年以后深泓摆至右汊并保持稳定;河段深泓平均冲刷深度从1977~1987年的0.93m,减少至1987~2005年的0.35m以及2005~2012年的0.32m;河段高滩部分变化不大,但低滩部分冲淤较为剧烈,主要表现为郭家岗附近河岸崩塌、河道展宽导致江心滩的形成并发育,1977~2005年不管洲汊道段主支汊易位后的支汊淤积和主汊冲刷以及2005~2012年连续几场大洪水导致不管洲中汊的冲刷。据此推断,未来不管洲汊道段中汊发展成为主汊的可能性很小,河段深泓平面位置仍将维持现状,河势总体保持稳定,河段深泓平均冲刷强度均不会超过2005~2012年的均值(0.04m/年)。     

白石水库洪水过程泥沙冲淤数值模拟分析

为研究白石水库泥沙冲淤特性,选取水库大坝至上游BD20断面,分别模拟汛期典型洪水过程和百年一遇洪水过程,分析洪水过程泥沙冲淤变化。结果表明,白石水库洪水期间最大输沙量与最大流量并不同步,在库区弯道处凹岸库底冲刷、凸岸库底淤积;同一断面的洪峰流量、最大输沙率不同步;洪水过后,淤积厚度随控制水位的升高而减小。     

引黄渠道水沙输移及冲淤规律研究

以尊村灌区一干改造渠段为例，研究渠道泥沙输移特性及冲淤变化规律。通过沿程悬移质、床沙质取样和实测流速，分析渠道淤积成因。结果表明，淤积最严重情况发生在渠首，停水期泥沙淤积是造成渠道淤积的重要因素，给出了各输水工况下应满足的挟沙流速，为今后渠道减淤，灌区高效运行提供了依据。     

大唐火电厂新建取水工程河段泥沙特性研究

冷却水是保证火电厂正常运行的必要条件,取水防沙条件的好坏对电厂的安全运行至关重要。大唐火电厂取水河段处于昭化水电站回水区,属于弯曲型河道,泥沙特性复杂,为保证取水安全、可靠,采用物理模型试验与数值模拟相结合的方法对取水工程河段的泥沙特性进行研究,并预测了取水河段多年后的泥沙淤积情况。结果表明,大唐火电厂取水河段短期内无推移质淤积,多年后泥沙淤积较少,取水口位置选取较为合理。     

赣江下游外洲河段水沙特性及冲淤演变分析

为分析赣江下游外洲河段水沙特性及冲淤变化,基于实测资料采用Mann-Kendall趋势检验法分析水沙变化,基于外洲水文站历年测绘资料,对外洲断面进行套绘分析,采用断面地形法计算控制断面冲淤量,并分析冲淤量与来水来沙量的相关关系。结果表明,外洲河段近年来沙系数减小,河段冲刷较为明显,主要原因为受万安水库截流与人类采砂活动的共同影响。研究成果可为赣江和鄱阳湖的开发提供指导。     

浅基桥梁墩台下游防护拦沙坝的试验研究

针对典型工程采用水力模型试验的方法对桥墩下游拦沙坝的稳定及防护作用进行了研究,实例表明,在桥墩下游修建拦沙坝作为遏制浅基桥梁附近河段溯源冲刷的工程防护形式是可行的,拦沙坝减缓桥墩附近局部冲刷的作用明显,提出的防护拦沙坝的形式、尺寸等参数为浅基桥梁工程防护设计提供了参考依据。     

基于遥感数据源的大凌河分布式水沙耦合模型的构建与运用

以大凌河大城子水文站以上流域为例,将改进的垂向混合产流模型和改进的通用土壤侵蚀方程进行耦合,基于流域数字高程、土地利用及土壤类型分布等遥感数据,构建了基于水文模型的大凌河流域分布式水沙耦合模型,运用大城子水文站2001~2010年水文资料对模型参数进行率定和校验,并基于土壤侵蚀空间模拟结果,设定三种土地利用模式情景定量分析土地利用变化对流域土壤侵蚀的影响。结果表明,基于遥感数据源的分布式水沙耦合模型适合于大凌河流域的水土流失模拟,在率定期和验证期模拟的年含沙量相对误差均在20%以内,确定性系数都在0.5以上,可满足泥沙模拟的精度要求;三种土地利用模式情景中旱地面积增加10.0%,土壤侵蚀模数增加12.9%,林地和草地面积增加10.0%,流域土壤侵蚀模数分别减少14.63%和6.78%,为流域水沙耦合模拟和水土流失预测和防治提供了参考。     

淹没植被群周围泥沙冲淤特性研究

受自然条件影响和上下游来输沙限制,河道中被淹没植被群周围床面一般呈两侧冲刷、尾部淤积的状态。通过水槽试验模拟分析了河道中植被群周围地形变化特征,研究了不同淹没度下植被群周围泥沙冲淤机理。结果表明,植被群高度不影响其内部与两侧侵蚀变化过程,但较高植被群加速了冲刷速率,促使两侧侵蚀区域向植被群后方延伸;同时在上游无来沙条件下,植被群高度的增大有效抑制了尾流区泥沙沉积。     

坡度与降雨强度对坡面侵蚀产沙过程影响的试验研究

鉴于坡度和降雨强度的变化对坡面侵蚀产沙过程影响明显,通过设计室内大型试验土槽,采用室内人工模拟降雨的方法,对不同坡度和降雨强度下坡面侵蚀输沙动态过程进行试验研究。结果表明,在降雨强度不变的条件下,累计产沙量、输沙率随坡面坡度增大而增大;同一坡度下累计产沙量、输沙率随降雨强度的增加而增加;输沙率与降雨强度呈线性关系,与坡度呈幂函数关系。进而基于试验结果,通过二元非线性回归,建立了输沙率、单位面积单位时间产沙量、坡度及降雨强度之间的经验公式。