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"。     

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。     

长江镇扬河段世业洲右汊河床稳定性研究

基于实测数据,分析了镇扬河段世业洲右汊历年来水来沙特点,研究了镇江港码头工程附近河道河床近年来的冲淤变化。结果表明,世业洲汊道河段多年来一直维持相对稳定的河势,河道深泓走向和滩槽位置相对稳定;镇江港码头位于世业洲右汊凹岸,近岸动力较强;多年来滩槽位置相对稳定,深泓线和深槽靠近右岸;虽然近几年右汊左岸边滩变化较大,但深槽位置较稳定,前沿水深一直保持在-13.0m左右,无需开挖即可满足船舶停靠的要求,-10m水深的河宽多年来一直稳定在600m以上,具有良好的水域条件。     

Hypack Max软件在河道冲淤分析中的应用

以南通如皋港区泓北沙前沿水域为例,基于实测水下地形资料,采用Hypack Max软件中的TIN模型绘制1995～2009年的河道冲淤图,计算了冲淤面积与冲淤量,依据冲淤图并结合等深线的变化,分析了水域冲淤变化规律.实例结果表明,该法可行、精度高,为研究河床演变提供了新的手段.     

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。     

赣江尾闾河道枯水位变化与成因分析

赣江下游尾闾河道为多级汊道进入鄱阳湖,2000年来河道枯水水位下降明显,对河道防洪、航运、取水、生态环境等带来不利影响,依据赣江下游尾闾河道实测水文资料,采用有序聚类分析、Mann-Kendall非参数检验方法分析了赣江下游尾闾外洲、南昌、昌邑、吴城、滁槎、楼前与鄱阳湖湖区都昌站的枯水位变化特性。结果表明,赣江下游尾闾各站年最低水位突变发生在2005年;赣江主支各站年最低水位呈现显著下降趋势,2005~2014年都昌站年最低水位呈显著下降趋势,外洲站年最小流量变化不大。影响枯水位下降的主要因素是河床下切,鄱阳湖湖区水位下降对赣江尾闾河道枯水位有一定影响。     

三峡工程对长江中下游河道演变与岸线利用影响研究

基于长江中下游河道与岸线演变特点,结合实测资料分析了三峡工程蓄水运行以来长江中下游来水来沙、河床冲淤及河势变化情况,根据宜昌至大通河段一维水沙数学模型计算结果,预估了三峡工程正常蓄水运行后长江中下游河道演变趋势.结果表明,三峡工程运行后长江中下游总体河势变化不大,局部河段河势将有所调整.在此基础上,分析了三峡工程运行对长江中下游岸线开发利用的影响,并提出了减小不利影响的对策措施.     

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。     

闹德海水库洪水过程泥沙冲淤数值模拟分析

为研究闹德海水库泥沙冲淤特性,选取水库大坝至上游W18断面对汛期泥沙冲淤进行数值模拟计算,分别模拟典型洪水过程和百年一遇洪水过程.结果表明,悬移质浓度值的起伏涨落与流量的变化基本一致,峡谷段冲淤平衡对库容无影响,汛期抬高蓄水位可行,且当洪峰来量小于100m3/s时,采用定时单孔控制泄量可有效增加库容水量.     

基于复杂网络和网络流的河段重要度分析方法及应用

河网水系的连通状况与区域水资源配置、用水安全保障、旱涝灾害防御及水生态健康息息相关。将河网水系的交汇点和河段抽象为由节点和边组成的无向图,以河道断面面积作为边权值来表征相邻节点对的过水能力,采用最大流/最小割计算得到河网源汇节点之间最大过水能力和过水瓶颈河段,对过水瓶颈河段进行基于不同边权值增量的最大流模拟并计算得到最佳边权值增量,同时提出以清淤、疏浚为背景基于过水瓶颈河段出现频次的河段重要度分析方法,并与河网水系自然状态下的基于河段移除法的河段重要度分析进行对比。结果表明,支流因过水能力较小易成为河网排涝的过水瓶颈河段,宜优先增加其断面面积,从而加大河网过水能力,而主干河道对河网的连通性影响较大,应予以重点保护与保留。     

三峡库区黄花城河段泥沙淤积情况的二维数值模拟

为准确反映三峡库区真实的泥沙淤积情况,以已有二维平面水沙模型为基础,考虑絮凝及床面泥沙固结后密度变化等因素,改进细沙冲淤判别标准,推导出泥沙运动及河床演变方程,将改进后的模型应用于三峡水库典型淤沙河段黄花城河段的泥沙冲淤变化模拟中,模型计算值与实测值对比结果表明,模型模拟精度较好,改进的泥沙模型可较真实地反映库区细沙的输移特性。在此基础上,利用该改进模型预测水库运行未来20年(2013~2032年)黄花城河段的演变趋势,发现主要淤积部位在左汊,且重点淤积部位逐渐向左汊出口转移,右汊淤积发展相对缓慢,该河段仍保持淤积状态,但整体淤积速率有所放缓。研究成果对于准确预判三峡库区的泥沙淤积状况意义重大。     

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。     

新疆引水枢纽闸后消能防冲设计理念的演变

以新疆多泥沙河流引水枢纽为研究对象,考察了河流水文泥沙特性及引水枢纽工作特性,总结了消能防冲面临着闸后有害淘刷、闸后泥沙沿程淤积和建筑物磨蚀三个主要工程问题,分析和梳理了工程中所采用的各种有效消能工产生的背景、结构形式及变化和设计理念。结果表明,消能防冲设计理念已从集中消能逐渐转向适当消能,对引水枢纽的关注焦点已从单个枢纽工程开始转向对相关河段的影响、乃至人与河流的和谐共处关系上。     

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。     

通用河网二维水沙数值模拟

合理的水沙数值模式可为水流运动、河床演变的分析提供依据。基于通用河网二维水流的计算模式,将流域二维河网划分为单一河道、树状河道、环状河道和十字形河道等河网二维基本计算单元,采用二维浅水方程和悬移质输沙基本理论建立节点水位和悬沙控制方程,通过不规则稀疏矩阵的求解获得所有节点上的水位、流速及含沙量,实现全流域的二维水沙耦合计算。通过长江下游澄通河段的验证,在汊道处的计算能很好地体现流场间的相互作用,该模型能满足精度要求。     

北方典型多沙大凌河水沙演变特征及其影响因素分析

为分析北方典型多沙河流大凌河的水沙演变特征及其影响因素,结合M-K趋势检验法及水文学方法分析了大凌河干流4个主要控制水文站1956～2016年的水沙演变特征,并定量分离和剖析其水沙演变影响因素。结果表明,大凌河干流各站年径流量及输沙量急剧下降,M-K检验值均通过99%的显著性检验,尤其在2000年以后,年水沙递减率更为显著,与1970年代相比,2000～2016年各站年径流递减率在71.38%～80.93%之间,年输沙量递减率在96.02%～99.52%之间,且从上游到下游,水沙递减率呈递增变化;各站水沙累积双曲线突变点均发生在1980年;与基准期(1979年以前)相比,变化期(1980～2016年),人类活动对水沙演变影响要素的贡献率约为75%,降雨影响贡献率约为25%,2000年以后,大规模流域水保措施(退耕还林(草),淤地坝、梯田建设)是大凌河水沙锐减变化的主因。