河流泥沙演算的参数识别

河流泥沙的演算通常可分为3个一维方程来描述：圣维南水流连续方程、运动动力方程和泥沙质量平衡方程。联合求解这些方程组需要两个有关摩擦阻力和泥沙输移的补充关系式，这些关系式包括一种形式或其他形式的经验常数。要以任意确定度先验地给定这些经验常数往往是非常困难的。     

河流水文学若干研究领域的回顾与展望

就 2 1世纪的产汇流理论、流域定量地貌、河流洪水、河流泥沙、河流热状况与冰情、河流资源利用、河流水质与河流生态环境等河流水文学主要研究领域的发展前景作了初步的展望 :要进一步揭示不同气候和下垫面条件下的产汇流规律 ,研制预测功能强的流域水文模型 ,发展和应用数字流域 ,深入揭示复杂条件下的洪水运动规律 ,提出高精度的分析计算方法 ;水流动力学与泥沙动力学相耦合的产沙计算方法将得到实际应用 ,河流输沙机理将进一步被揭示 ;继续探索河冰形成及河流冰情变化的热力学和水力学机理 ,完善冰凌数学模型 ,进一步揭示河流水流挟带污染物质的运动机理 ,完善水质模型 ,提高计算精度 ;要采用多学科综合的手段 ,深入探讨人类活动对河流生态系统的影响     

河流泥沙模型输沙计算中对泥沙级配的考虑

现有的水槽试验资料及天然河流实测资料表明，在水流输沙计算中考虑泥沙级配对水流挟沙力的影响，能够深入地把握水流挟沙的力学机制，进而提高输沙计算的精度。     

河流泥沙科学研究的创新方法

在从事科研工作的实际中,总结出河流泥沙科学研究的创新方法.科技创新的前提条件是,选择工程实际中涉及河流泥沙学科的有价值的重大课题.通过制订正确的技术路线、在前人的假设中寻找创新的突破口、敢于突破原有的理论束缚而勇闯禁区,都是取得河流泥沙研究创新成果的重要因素.     

河流泥沙科学研究的创新方法

探索未知领域是科研工作的根本特点,创造或称创新则是其灵魂。水利科学是包含自然科学、技术科学和社会科学的综合应用性科学,其科研工作有特殊性,但创新仍是首要的。本文结合从事科研工作的实际,谈论河流泥沙科学研究的创新方法。     

泥沙及河流动力学研究专题论文综述

本文对国际天然和试验室水力学研究学术会议中的泥沙及河流动力学研究专题论文,分别从河工物理模型理论及试验技术、河床演变及整治、以及泥沙数学模型等３个方面进行了概况介绍。     

基于环境变化的河流泥沙资料系列修正方法探讨

河流年输沙量在现代环境状况下不断减少,流域低产水沙的"现状下垫面"状态,已不可逆转到其早期高产水沙的"原生态下垫面"状况,早期"原生态"状况下监测的泥沙数据,不再具有在近期"现状下垫面"重现的基础。采用140个实测泥沙在20年以上水文站的系列资料,分析验证了下垫面一致性发生改变的情况;提出了建立在年输沙模数修正系数基础上的"下垫面一致性还现"修正操作方法;修正后的泥沙资料系列保持了较好的"现状下垫面"产汇沙量机理和运移规律的一致性,实现了早期高产水沙"原生态下垫面"向低产水沙的"现状下垫面"状态的"重现"转换。     

多泥沙河流水轮机磨蚀失效评价的方法探讨

通过大量的调查研究,以黄河上几座有代表性水电站的实际资料为依据,参考IEC(In-ternational Electrotechnical Commission)水轮机空蚀的评定标准,提出了水轮机磨蚀失效的评价原则和方法.     

基于梯度正则化联合重构河流水质模型多项参数

为识别河流水质模型参数,首先采用Crank-Nicolson有限差分格式离散控制方程,其次通过附加终端观测值,设计梯度正则化算法重构河流水质模型的多项参数。结果表明,不管是顺直河流的常系数模型,还是天然的线性相关或者线性无关的变系数模型,梯度正则化方法均能快速有效识别模型参数;初值和测量误差对参数重构影响较小,充分证明梯度正则化算法是一种有效稳定地反演河流水质模型参数的方法。     

多泥沙河流开展水质自动监测的探讨

针对我国长江、黄河含沙量大 ,现有的水质监测方法必须加酸或加碱保存 ,致使水样的原有性质发生改变的缺陷 ,探讨了水质自动监测可以解决样品的前处理问题、代表性问题及水质信息传输的时效性和共享问题 ,并介绍了国内外一批先进的自动监测仪 ,指出我国实施水质自动监测是可行的。     

尾闾河道及海域整体冲淤数学模型研究

针对黄河下游水少沙多和河口淤积延伸速度快的特点,本文建立了一套包括一维河道和二维海域、适用于多沙河口的整体泥沙冲淤数学模型。模型建立在高含沙的不平衡输沙理论上,采用动边界和动床阻力技术,模型可同时考虑径流、潮流及波浪等多种动力因素共同作用,可用于尾闾河道冲淤、河口泥沙输移扩散和河口演变计算。本文 应用二维模型计算了整个渤海的潮汐过程,得到几个主要分潮的同潮图,计算与实测值符合良好。用1983年汛后至1996年汛前艾山-口门河道地形资料、1996年6～10月和1996年10月～2000年10月的海区地形资料对一、二维连接模型进行了验证。计算结果给出的黄河下游河道的淤积延伸过程、河道水位、河道及海区冲淤量和流路河长延伸等均与实测值基本一致,证实了模型的可靠性。     

黄河下游输沙量的沿程变化规律和计算方法

以1950-2002年实测输沙资料为基础,研究了黄河下游的输沙量和排沙比变化特点,参照能够反映黄河特点的考虑上站含沙量的输沙率公式,建立了黄河下游逐河段的输沙量和排沙比计算公式。实测资料的验证表明,本文建立的输沙量和排沙比计算公式具有较高精度,可以作为分析水沙变异条件下黄河下游河道泥沙输移规律的参考。     

多沙河流水流输沙能力的研究

河道中出现的高含沙量水流绝大部分属于非均质两相水流，和低含沙水流一样，同样存在水流挟沙力问题.但由于高含沙水流性质的改变，其挟沙能力关系式与低含沙水流存在着较大的差别.本文分析了国内应用最为广泛的水流挟沙力关系式所存在的一些问题，提出了以水流紊动支持泥沙悬移为基础的水流挟沙力公式，并通过水槽输沙试验得到了含沙量较高(S>40kg/m3)时的一种新型挟沙力公式.该公式通过黄河下游、洛惠渠等实测资料的验证，结果令人满意，可应用于计算不同河槽形态的河道输沙能力，水流阻力.     

柳河流域输沙能力探讨

本文通过对柳河流域实测资料的分析,阐述了柳河流域输沙能力的分布和沙质类型,并就其沿程、年份及季节变化进行了深入的探讨,为柳河流域的治理及水资源开发利用提供了依据。     

岷江镇江关流域分布式水文及泥沙侵蚀模型研究

基于空间地理信息系统的流域分布式水文泥沙模型为研究流域产流产沙及在河道中的汇流、输移过程提供了,科学有效的手段.针对岷江上游镇江关流域土壤易受降雨侵蚀的问题,采用水沙耦合的流域分布式水文综合模型,对该流域1990年后典型年的径流及泥沙侵蚀输移过程进了数值模拟,并结合镇江关水文站的实测资料对模型进行了验证,计算成果令人满意.分析表明,近年来岷江上游地区的年径流和输沙量均呈现出下降的趋势,且后者下降速率更快,说明泥沙侵蚀输移与径流相比对流域环境变化的反应更为敏感,今后水土保持工作应注重坡面治理.     

Suspended sediment load estimation in an ungauged river in south‐eastern Australia

Soil erosion poses a significant threat to river health as well as the sustainability of soil resources. Management of this issue requires catchment‐specific data to be developed; however, many large catchments are poor in terms of hydrological and sediment transport data. Regional scale (thousands of square kilometres), computer‐based modelling methods are a way to generate such data. This study aims to apply the SedNet model to estimate a sediment budget for a 575 km², ungauged, agricultural catchment of south‐eastern Australia. The model results are then compared with field measured erosion rates for the catchment, in order to assess the sustainability of soil loss and redistribution across the catchment. SedNet estimated average suspended sediment concentrations between 70 and 120 mg/L, under conditions deemed most representative of the river. These model estimates were comparable with monitoring data, showing suspended sediment concentrations between 30 and 350 mg/L. It was found that soil loss and redistribution across the catchment is low; however, the estimated base sediment loads indicate that river health may be negatively impacted by this. SedNet accurately represented current catchment and river conditions and provided a reliable estimation of sediment yield, demonstrating the ability to estimate sediment loss and redistribution across data‐poor catchments using a multifaceted modelling approach. Methodologies, such as the one presented here, offer the ability to better assess the impacts of erosion on sediment loads to develop strategies to effectively manage excess suspended sediment.     

一维不恒定流泥沙数学模型研究

本文着重对求解一维不恒定流泥沙数学模型控制方程的数值解法进行了研究，结果表明，用线性化方法与非线性选代计算对圣维南方程进行求辑，二者计算结果的差异很小，但线性化方法可以节省大量的计算工作量，且可取较大的时同步长进行计算。对悬移质泥沙运动方程式，相临时层之同用差分法求解，在局—时层上球其分析解。不仅可以避免含抄量计算结果的不合理现象，而且计算量也较小。用丹江口水库下游的资料对模型进行了验证，计算结果与实测资料符合良好。验证计算同时表明，用不恒定流泥沙数学模型进行河床变形计算，计算时间不会比恒定流泥沙数学模型增加很多。     

长江上游大尺度分布式水文模型的构建及应用

针对面积达100万km2的长江上游流域,依据100m网格的数字高程模型DEM,基于流域的地貌特征原理,构建了10km网格的大尺度分布式水文模型。在建模过程中尽量利用相关的地理信息描述长江上游地区下垫面特点及其空间变化,并采用次网格参数化方法处理大网格内水文参数的非均一性。继而完整地模拟了1961～2000年的水文过程,结果表明,模型不仅较好地再现了河道的径流过程,而且能同时获得径流深、蒸散发和土壤含水率等水文要素在流域空间上的分布及其变化。     

生物絮凝泥沙运动输移数学模型

近几十年来,河流中生物絮凝泥沙的运动输移对河流生态系统与水工建筑物等造成的影响,已逐渐成为一个研究热点。本文将泥沙运动输移模型与生物絮凝机理模型耦合起来,构建生物絮凝泥沙运动输移数学模型,以预测富营养水生态系统中生物絮凝泥沙运动输移过程中的浓度及水位变化。模型中,通过求解一维非恒定流圣维南方程来计算水流,将生物絮凝视为导致悬浮泥沙絮团粒径变化的主要因素,通过不饱和非均匀输沙(泥沙/絮团)方法来模拟生物絮凝泥沙的运动。利用文献数据和室内水槽实验来验证生物絮凝泥沙运动输移数学模型,模拟结果与实验数据吻合较好,表明所构建的一维数学模型可以较好地模拟生物絮凝泥沙的输移特性。     

泥沙起动条件分析及推移质输沙率公式

基于床面均匀泥沙颗粒相对位置关系,确定了瞬时作用流速及有效作用高度,建立了平坡泥沙起动条件与床面泥沙暴露度的关系.从理论上分析得到,泥沙跃移起动要求水流条件最高,滚动起动及滑动起动取决于泥沙颗粒的暴露角,且暴露角 θ 不随拖曳力系数CD和上举力系数CL的变化而变化.当暴露角 θ 小于42.8°时,泥沙更易于滚动起动;当...