水土保持措施下的土壤入渗研究及次暴雨地表产流计算方法

从土壤水分下渗能力曲线出发，从理论和实验分析两方面说明水土保持措施下土壤入渗性能的改良作用。考虑到流域实际的下渗能力，建立了将下渗能力曲线，不稳定降雨过程和前期土壤含水量有机联系起来的流域场暴雨地表径流计算模式。     

荆江裁弯造成藕池河急剧淤积与分流分沙减少分析

本文通过对下荆江裁弯前后实测水文资料的分析 ,说明裁弯后荆江水位下降造成了藕池河急剧淤积及分流分沙迅速减小 ,并且对淤积厚度和分流分沙减小值进行了框算 ,框算结果与实际值基本一致     

潮流和波浪作用下悬移质挟沙能力的研究

本文将湍流猝发理论用于潮流与波浪共同作用下挟沙能力的研究。基于湍流猝发的时空尺度得到波浪和潮流作用下床面泥沙上扬通量 ,然后根据连续律 ,建立了平衡近底含沙量的理论表达式。进而根据波浪掀沙和潮流输沙的模式 ,推导得出了物理概念清晰和充分考虑床面附近泥沙交换力学机理的潮流和波浪共同作用下的挟沙能力公式 ,经过黄河口实测资料的验证 ,计算与实测符合良好。     

图像处理技术在推移质运动颗粒参数提取中的应用

非均匀推移质颗粒运动规律一直是泥沙研究领域的难点,提取非均匀推移质颗粒的参数信息则是推进该难点研究的基础性工作。通过进行粗化床面非均匀沙水槽试验,拍摄了大量的泥沙颗粒运动视频,选取其中部分视频进行处理和研究:先通过图像转换软件将拍摄的视频转化为图片;然后利用图像处理技术对泥沙颗粒运动图像的空间变化特征进行识别,对转化后的图片进行畸形矫正和背景除噪;最后通过选取合理阈值将图片上泥沙颗粒提取出来,并计算泥沙颗粒粒径、体积等相关参数信息。研究成果可为获取推移质颗粒输沙运动基本信息提供基础,为非均匀推移质输沙机理研究提供更科学、完善、可靠的数据。     

泥沙输移比尺度依存及分形特征

泥沙输移比是连接流域地面侵蚀与河道输沙的纽带,是反映流域侵蚀产沙及输移能力的指标,对正确评价水土保持减沙效益与生态建设宏观决策有重要意义。本文基于对国内外泥沙输移比研究的系统梳理,探讨了流域泥沙输移比的尺度依存及分形特征。分析认为：泥沙输移比在其内涵中深刻体现了对尺度的标定;国内外不同区域内流域泥沙输移比具有尺度依存性,并有严格的尺度域;泥沙输移比可以由分形维数来定量描述,即由1km2左右的典型流域单元的泥沙输移比值和流域的分形维数来建立尺度上推或下推的测算模型。本研究结果明确了泥沙输移比研究不能割裂“尺度性”这一学术认知,并为泥沙输移比尺度效应及转换研究提供了新的思路。     

土壤侵蚀与地表坡度关系研究

本文阐述了坡度影响土壤侵蚀机理，并对土壤侵蚀临界坡度进行了初步探讨，分析其存在的原因，指出临界坡度与土壤内在性质、植被、泥沙粒径、降雨特性、入渗等因素有关，并不是一个常数。最后结合小区径流场试验资料分析了坡度对土壤侵蚀的影响。     

黄土地区一次暴雨产沙数学模型的研究

本文在大量实测资料的基础上，采用成因分析方法建立了黄土地区小流域一次暴雨径流深、产沙量及泥沙输移比公式。为了计算大流域的产沙，将大流域分割成若干注流域，由河道将小流域相联，这样小流域的产沙计算和已有的河道冲淤计算的数学模型相联，从而形成一套较为完整的由降雨预报流域产沙的数学模型，并使模型程序化，通过率定验证取得了较为满意的结果，并在较大流域上进行了计算。     

黄河口拦门沙疏浚对尾闾河道泄洪排沙影响的研究

本文研究和探讨了黄河口拦门沙疏浚后,尾闾河道水位、流速和水面比降的变化以及疏浚部位的回淤过程。试验结果表明,河口拦门沙疏浚后,在一定时期和一定范围内,可以使尾闾河道发生溯源冲刷。在施放不同典型年的水沙条件下,尾闾河道可在疏浚点以上21～35km范围内发生溯源冲刷,同流量水位最大下降0 24～0 47m。同时,疏浚河槽始终处于回淤状态,经过一个汛期回淤量可达到70%～80%。     

河工模型试验量测新技术的开发及应用

量测技术水平是决定河工模型试验成果质量的关键因素之一。为此,介绍了近期在河工模型断面板制作、河势与流场观测、动床地形三维测量方面的研发成果,包括:提出了基于文本编辑的自动断面板脚本绘制方法,同时结合激光切割机的应用,解决了人工绘制断面板费时费力、数控雕刻机成本高和一般科研人员难以使用等问题;将无人机航拍技术应用于实验室河工模型试验流态、河势和流场观测,与常规固定式摄像机相结合,为试验成果的进一步分析提供了独特视角和丰富、可靠的参考信息;将运动结构恢复三维地形重建技术应用于河工模型冲淤地形测量中,并结合河工模型试验冲淤地形的特点提出具体应用方法。     

波浪掀沙的动力学机理分析

本文从床面附近泥沙颗粒的运动特征出发，详细分析波浪作用下床面泥沙扬起的动力学机制，得到了波浪掀沙计算公式，计算结果与实测资料相吻合。研究表明淤泥质海岸泥沙颗粒的稳定性主要受制于颗粒间的粘结力和薄膜水压力，重力作用则居于次要地位，因此泥沙颗粒越细越难以起悬。