嫩江齐齐哈尔段河床演变及河道治理

简述了嫩江齐齐哈尔段河床演变及河道治理措施．     

地震背景下的川江流域泥沙与河床演变问题研究进展

川江流域历史地震是影响川江流域沙量与河床演变的主要动力因素之一。“5·12”汶川大地震将进一步增加地震区流域的水土流失,改变川江流域的河流泥沙运动和河床演变趋势。汶川地震是龙门山断裂带有历史文献记录以来发生的最大地震灾害。地震诱发了大量的崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等次生地质灾害,在地表富集了大规模的松散堆积体。地震严重损坏了近20年来建设的水土保持设施,加剧了水土流失,较大地改变了流域坡面侵蚀条件和河流泥沙来源。综述了若干关键科学技术问题,包括地震与流域产沙,川江流域的泥沙量,地震与川江水系河床演变,地震次生灾害后的河流修复。并建议加强水利工程科学、地质科学和环境生态科学的交叉融合,开展震区河流灾后修复理论和关键技术的研究。     

长江中下游崩岸险情智能感知预警与防治关键技术研究构想与成果展望

崩岸是长江中下游河道自然演变的常见形式,严重威胁防洪安全、航道畅通及沿江经济基础设施正常运行甚至人民生命财产安全。三峡工程等水利水电工程建成运行引起长江中下游水沙情势显著改变,近年来中下游河道持续冲刷、局部河势调整、崩岸频发,造成多方面不利影响。尽管以往已进行了许多研究和治理,但由于影响因素众多,崩岸机理复杂,隐蔽性、突发性和随机性强,预警及治理难度依然很大。本研究以“崩岸机理揭示-大范围筛查-介入式监测-多尺度预警-系统化防治”为总体思路开展研究,围绕流-固耦合作用下的崩岸机理与险情智能筛查、河道岸坡土体全要素实时感知及崩岸模拟预警技术、耦合河势控制措施的崩岸系统防治技术等关键科学技术问题,重点研究持续冲刷下河势变化与崩岸动态响应关系,研发多源信息融合的崩岸险情智能筛查技术、河道岸坡全要素一体化智能感知技术、多尺度河道崩岸预测与预警技术,以及耦合河势控制措施的崩岸系统防治技术。旨在揭示持续冲刷条件下长江中下游崩岸发生的驱动因素及内在机理,研发崩岸险情智能感知预警及防治关键技术,实现崩岸险情智能筛查、多要素监测、动态预警与系统防治。通过项目研究将显著提高长江中下游河道崩岸发生的预见性和治理技术水平,促进崩岸从灾后抢护向灾前预防转变,为河道系统治理和水安全保障能力提升提供科技支撑。     

河湖岸线和内河洲滩资源高效利用与保护中的关键科学技术问题与预期成果展望

河湖岸线和内河洲滩既是自然界中陆生与水生系统之间重要的过渡地带,也是维系河流、湖泊系统生态健康的关键区域,又是沿岸经济社会发展的重要基础依托。在动态演化中河湖岸线和洲滩的保护与利用之间矛盾突出：岸线抢用与无序利用、占而不用与深水浅用、河道侵占与正常行洪、自然演变与河势控制、刚性护岸与物质连通等,尤其是不合理开发利用的累积效应对防洪、供水、航运和生态环境等的影响严重,甚至难以修复。随着协同推进生态优先和绿色发展理念的提出,研究河湖岸线和内河洲滩资源高效利用与保护关键技术,是当前的迫切需求和发展趋势。国家重点研发计划项目“河湖岸线和内河洲滩资源高效利用与保护关键技术研究”以提出中国河湖岸线分类与功能影响评估理论方法、协调生态环境保护–经济发展二元需求的河湖岸滩保护与利用模式,研发河湖水域及岸线动态监管与功能评估技术,构建河湖岸线动态监管模式与服务平台,为建设生态岸线、平安岸线提供科技支撑为总目标,项目将采取多学科交叉、多手段结合、多方法综合的技术路线,从基础理论、关键技术和示范应用3个层次开展研究。通过项目研究,预计将提出3种中国河湖保护岸线分类、确定和功能评估理论等新方法,研发建立4套河湖水域及岸线地物态监管技术与功能评估体系、协调生态环境保护和经济发展的河湖岸线与洲滩保护与利用技术及其评价指标体系等新技术体系,构建1个满足4级“河湖长制”管理需求的河湖岸线动态监管服务平台,在城市江滩、农村滩区、三角洲河网区、高原城市湖泊、重要水源地等5种代表性河湖库开展示范。成果还将推动河流湖泊动力学、河床演变学、水生态学、水利规划学等学科进步,促进水利与互联网的深度融合,为河湖岸线和内河洲滩资源高效利用与保护及河湖水域岸线科学管理提供有力技术支撑,具有显著的社会经济与生态环境效益。     

长江中下游枯水位与河床冲淤变化

根据大量实测水文泥沙资料,分析了包括下荆江裁弯、葛洲坝和三峡工程运用后长江中下游河道冲淤与枯水位及泥沙特性变化情况.研究结果表明,近50 a来长江中下游枯水位表现为宜昌至监利河段下降明显,城陵矶至螺山上升显著,汉口至大通略有上升.三峡水库运用后,长江中下游含沙量及输沙量下降明显,悬移质中值粒径大幅减小,枯水位降低.枯水位变化与河段河床演变以及河道的冲淤变化密切相关,由此带来的河岸崩塌、引水及航道等问题应引起重视.     

长江中下游河床冲淤与洪水位变化

依据大量的实测资料,详细分析了长江中下游近50年来的洪水位变化与河床冲淤及其分布关系,发现部分水文断面洪水位抬升明显、高洪水位持续时间加长的现象,与河段河床演变及河道形态变化以及沿江湖泊的淤积密切相关,并阐述了二者的理论关系,为长江中下游洪水抬升机理分析提供了重要的依据.     

三峡水库运用20a后对草尾河航道的影响

三峡水库运用后,从三口进入湖区的水沙将会在中枯水期发生一定的变化,对草尾河航道产生一定影响.利用三口分流以及城陵矶水位研究的最新成果,计算蓄水20 a后进入该河段水沙的变化,水库调蓄作用导致草尾河在10、11月份水位下降,河段比降、流速均增加,部分日期不能满足通航要求;12月至次年3月份枯水期水位略有增加,且低于设计水位的天数有一定减小,河段比降、流速减缓,因此通航条件将会有一定的改善;4月份水位下降,比降、流速略有增加,5、6月份水位增加,且河段比降、流速减缓,在该3个月期间均满足通航条件.     

1960年以来长江流域太阳总辐射的时空变化

基于长江流域147个站点的气象数据,利用气候学计算方法估算1960年以来的太阳总辐射数据,运用线性回归和相关分析等方法,探讨1960年以来太阳总辐射在长江流域的时空变化特征,并分析太阳总辐射的影响因子.结果表明:太阳总辐射在整个长江流域(除去上游源头区金沙江流域)自东向西递减,且上游地区变化波动大,中下游地区下降趋势显著;自1960年以来太阳总辐射在长江流域呈现下降趋势,1990年以后开始呈现上升趋势;近50a来太阳总辐射的减少趋势与云量和大气水汽含量没有显著相关性     

大规模采沙后赣江河道外洲站断面冲淤变化分析

根据赣江外洲水文站近40年实测大断面资料和沙量资料,分析了大规模和无序河道采沙前后断面的冲淤变化情况,以及对各方面产生的影响.大规模采沙前,外洲河沙站断面变化幅度很小,河床变化不大,河势稳定;20世纪90年代中期大规模采沙以来,断面面积平均每年增大380 m2,河床平均每年下切0.26 m,河床严重变形.尽管河道加深,增强了输水能力,降低了洪水位,提高了防洪标准,但该河段的河势恶化,已影响到河势稳定和堤防安全.     

长江中游航道的临界归槽河宽

实测资料分析表明,汛后退水过程中,当水位退至82航行基面以上6m时,长江中游水道浅滩开始冲刷,与此对应的河宽称为归槽河宽.长江中游水道归槽河宽存在临界值,当实际归槽河宽大于临界归槽河宽时,水道可能碍航,而当实际归槽河宽小于临界归槽河宽时,航道条件较好.实测资料统计及理论分析表明,沙市—藕池口、藕池口—城陵矶、城陵矶—武汉、武汉—九江临界归槽河宽分别约为1 300～1 500m、900～1 100m、1 500～1 700m、1 800～1 900m,随设计水位及航道尺度不同而有所变化.三峡水库蓄水后,沙量减小,洲滩萎缩,归槽河宽增加,应及时对归槽河宽接近或大于临界归槽河宽水道中的关键洲滩进行守护,防止归槽河宽进一步增加导致航道条件恶化.     

泥沙补给变化下山区河流河床适应性调整与突变响应

针对泥沙运动力学经典理论体系与天然山区河流推移质运动存在显著差异的若干基本问题,开展山区流域沙量补给条件变化下,山区河流河床调整与突变响应机理研究。揭示了泥沙补给条件对非均匀卵石起动、输移的影响特征和卵石沙量补给与山区河流沙波形成、碍航机理;探索了泥沙补给变化下陡坡河道水沙运动奇异特征和宽窄相间漫滩复式航槽河床突变响应现象。采用水沙错峰、水沙分离等集结降阶技术手段调控洪峰时段成灾河段卵石沙量补给条件,是山洪泥沙灾害致灾风险降阶防控的核心。     

Effect of suspended sediment grain size on channel sedimentation in the lower Yellow River and some implications

Based on the data of suspended sediment transport and channel sedimentation in various grain size fractions in the period of 1962―1985, the relationship between channel sedimentation in the lower Yellow River and sediment input has been plotted with respect to each grain size fraction. Several fill-scour thresholds in sediment input have been identified from these graphs. It was found that the fill-scour threshold in sediment input decreases with the increase in fraction grain size. The correlation coeffici...     

黄河中游水沙变化特征分析

黄河具有水少、沙多、水沙关系不协调的特点,其治理的主要难题在于处理径流量和输沙量的关系.近60年来,黄河中游水沙关系加剧恶化.因此,揭示黄河中游水沙变化特征及其影响因素是水沙研究的首要任务.采用滑动平均法、Manner-Kendall检验法对比分析黄河中游4个主要水文站(龙门、花园口、华县、白家川)在1950—2010年的水沙变化趋势.结果表明:黄河中游水沙量呈显著减少趋势,尤其是20世纪70年代以后;气候变化、降雨、水利工程、水土保持措施等是水沙变化的主要驱动因素,人类活动正成为影响水沙变化的最根本因素.     

黄河调水调沙对黄河下游引黄供水的影响分析

小浪底水库投入运行后对黄河下游来水、来沙产生了巨大影响.调水调沙则使下游主河槽全线下切、相同流量条件水位降低,改变了引黄闸的引水条件.通过相关数据分析了黄河调水调沙对下游引黄供水的影响.结果表明,黄河在年平均流量下的水位仍能够满足水闸的设计引水要求;辅以工程措施可以解决河道下切对引水带来的不利影响.