长江与洞庭湖汇流段水面比降的特征变化分析

基于线性倾向回归趋势分析方法,对长江干流段1996—2017年间监利~莲花塘、莲花塘~螺山河段日平均水面比降进行趋势分析,结果表明:①汛期(5—10月)监利~莲花塘、莲花塘~螺山河段的水面比降呈上升趋势;消落期(5—6月)监利~莲花塘河段水面比降呈微弱下降趋势,莲花塘~螺山河段水面比降呈微弱上升趋势,主汛期(7—8月)和汛末期(9—10月)监利~莲花塘、莲花塘~螺山河段水面比降呈显著上升趋势;②三峡工程蓄水运行后,长江干流监利~莲花塘、莲花塘~螺山河段水面比降均有所增加,幅度分别为6.08%和10.67%。

三峡电站日调节对下游河道水面比降的影响

根据水电站日调节波的特性,运用一维恒定流和非恒定流泥沙数学模型,分别计算了河道涨落水过程的水面线.在此基础上,用恒定流泥沙数学模型计算了三峡水库建库前后,其下游宜昌～沙市河段的水面线.并结合三峡和葛洲坝两电站联合运行的实际情况,研究了调节方案对三峡水库下游河道水面比降的影响.

长江下游干流南京至镇江河段水面比降分析

介绍了长江感潮河段水面比降的计算方法,并利用实测潮位资料计算长江下游干流南京至镇江河段水面比降,分析了长江感潮河段水面比降的特性。

淮河干流入湖河口段的洪水水面比降

淮河入湖河口段是对淮河中游河流动力特性及河道整治有特别重要意义的河段,也是观测研究最为薄弱、应尽快加强研究的河段。根据1982、1991和1996年洪水的实测资料,对淮河蚌埠以下河道段和入湖河口段水面比降的比较表明:后者洪水水面比降大于前者,入湖河口段泄洪不畅。

洞庭湖的水面比降

本文结合理论分析，通过实测数据回归分析，最后选用城陵矶流量及水位作为自变量，得出了南嘴站及鹿角站城陵矶站之间水面比降的变化规律。

“射流松动泥沙”的机理及工程应用试验研究——射流引起的非均匀流全河段水面比降及垂线流速分布

泥沙清淤技术及其基础研究需要不断发展，通过自制射流发生装置，在水槽中对射流引起的非均匀流水面比降及垂线流速分布全河段变化特点进行了系统试验研究。由于射流的存在，水面比降及垂线流速分布发生较大变化。水面比降射流段上游的比无射流的小，射流段及其下游比无射流的大，而全河段水面比降比无射流时增大。垂线流速分布在射流段及其下游附近发生根本的变化，有射流时，水面附近的流速比底部流速小，垂线平均流速一般小于无射流。上述这些特点与水槽流量和射流量有关，一般而言，水槽流量越大，射流量越大，这些变化越显著。

采砂活动影响下的河道水面比降变化

受河道无序采砂的影响,局部河段水流流态变得复杂,从而影响船舶通航条件。根据实测河道地形资料及水文资料,分析了赣江下游樟树至外洲河道采砂后局部河床最大比降的历年变化,并运用一维水流数学模型计算了历年不同流量的河道水面线变化,分析了水面线局部最大比降与河床比降的关系。结果表明,受河道采砂影响,局部水面比降明显增加;局部水面最大比降与河床比降密切相关;随着流量的增加,水面最大比降减小,水面比降受河床的影响程度减弱。

黄河山东段水文实测水面比降评价

采用河南、山东两省河务局险工,水位站和水文站的水位资料计算大河河段平均比降S2和河段滩地平均比降S3,分析黄河山东段水文站观测比降S1的变化情况。

水面比降对船舶航行阻力影响的数值研究

水面比降是影响船舶水动力性能的重要因素之一。为了揭示船舶航行遭遇有比降水面时的水动力特性,采用计算流体力学(CFD)方法,以某集装箱船为研究对象,基于RANS方程,利用VOF方法捕捉自由液面,放开船体升沉和纵倾两个自由度,分析了水面比降对船舶航行阻力与浮态的影响。首先进行船舶在不同纵倾角时的阻力计算,并与试验对比,验证仿真方法计算船舶浮态和阻力关系的准确性。然后通过改变河道断面纵向收缩角和入口流速,获得了水面比降变化引起的船舶阻力、浮态、伴流等参数的变化规律。结果表明:计算流体力学(CFD)方法可以用来模拟船舶遭遇比降水面时的阻力变化和航行特性,评估船舶航行能力;船舶的总阻力随着比降的增大而增大;比降对摩擦阻力的影响较小,在高流速下,摩擦阻力随着比降的增大还有一定程度的减小;总阻力增大的原因主要是压阻力在总阻力中的占比随着水面比降的增大而增大,这将增大船舶航行难度。研究结果可为船舶航行于带有比降水面时的安全决策提供一定的参考。

顾及水面比降的河道水面三维可视化方法

水面三维可视化是实现数字流域逼真展示的重要技术手段,现有水面三维可视化技术普遍未考虑天然河道水面比降的特性,难以适用于大尺度、流域级的河道水位过程三维可视化。提出了一种顾及水面比降的河道水面三维可视化方法,首先对河道水面边界多边形进行边界点增密与多边形三角化,然后基于河道水位过程数据对多边形边界点的高程进行插值与调整,最后基于调整后的三角网进行水面绘制。试验以三峡库区水位过程数据为基础进行了河道水面三维可视化,结果表明该方法能够有效表达天然河道的水位渐变过程。

就肇兰新河整治工程探讨调整水面比降的一种方法

河床失稳有各种原因,如:河床地质条件差、河底走势不合理、河底比降陡、河水含沙量低、北方气候特点等.但是有些边界条件是客观存在的实际,是较难以改变的,如地质条件、河水含沙量、北方气候特点等.但是,河底比降、水面比降通过工程措施是可以调节的.因此,通过水面比降的调整可以调整河道的输沙能力,如果能达到来水输沙动态平衡,则河床自然就达到了稳定.因此采取适当的工程措施调整河底(水面)比降可以解决肇兰新河的河床稳定问题.

三峡水库156m蓄水库区水面比降变化分析

综合分析三峡库区156m蓄水后,坝前水位受长江上游来水的减少及水库下泄流量的增大呈现不升反而微降的现象。通过库区各水文站实际收集资料,分析上游来水及水库运行、调度情况的影响,找出呈现负比降的原因。掌握三峡工程156m蓄水过程中库区水文河道变化情况,检验模型参数、验证模型试验成果、检验156m动库容回水曲线及反推糙率,更好地为长江三峡工程调度服务。

减小水面横比降的新型弯道--反超高渠底弯道研究

在实际工程布置时,因受地形条件等限制,急流弯道往往难以避免,其水流流态异常复杂。因此弯道急流的改善问题是实际工程中需要解决的具体问题。针对如何降低弯道急流水面横比降,改善水流流态等问题进行研究,提出了一种凸岸渠底升高、凹岸渠底降低的"反超高"渠底型弯道,简称"反超高渠底弯道"。给出了这种弯道的水力设计方法,并进行了试验研究。结果表明,"反超高渠底弯道"对改善弯道水流表面横比降具有明显效果。

淮河干流入湖河口段的洪水水面比降

淮河入湖河口段是对淮河中游河流动力特性及河道整治有特别重要意义的河段，也是观测研究最为薄弱，应加快加强研究的河段。根据已有的资料特别是１９９１年洪水的实测资料，对淮河蚌埠以下河道段和入湖河口段比降的比较表明：后者洪水水面比降大于前者，入湖河口段泄洪不畅。

比降河道内船舶航行特性及尺度效应分析

长江航道水面比降对船舶水动力性能有着直接影响,为探究不同尺度船舶在比降水域的水动力特性区别,以KCS集装箱船为对象,借助计算流体力学(CFD)软件Star-CCM+求解RANS方程,结合流体体积(VOF)方法对比降水域船舶航行进行数值模拟,并从船舶阻力、姿态、艉部伴流和自由液面等方面对船舶尺度效应进行分析。结果表明:由于船舶纵倾角度普遍大于水面比降,数值计算所得比降阻力大于经验公式计算结果;模型尺度航行阻力中摩擦阻力占比大于实船,压阻力占比随比降增大而增大;模型尺度尾部轴向伴流区大于实船,伴流区随水面比降增大而收缩,螺旋桨推力减小,船舶沿水面坡度上行难度增大。研究结论对船舶沿水面坡度航行决策有指导意义。

金沙江向家坝水电站下游河道2020年淤积成因分析

向家坝下游河道泥沙冲淤变化对岸坡稳定及通航具有重要影响,向家坝水电站运行后坝下游河床一直呈冲刷状态,但2020年首次出现淤积。采用输沙法和断面法计算向家坝出库沙量和下游河段泥沙冲淤量,结合气象、水动力及实勘资料,分析向家坝下游2020年淤积成因。研究结果表明:向家坝蓄水后出库年径流量变化不大,出库沙量受上游电站拦沙作用大幅减少,但2020年向家坝下游支流降雨偏丰,支流输沙量大幅增加,产生区域强输沙过程;该年下游各控制站最高水位较历史平均水位均偏高,汛期比降变化不大,水流挟沙能力不足以输送显著增多的泥沙;加上采砂减少和采砂造成的下切幅度较大部位发生回淤。这些原因导致2020年向家坝下游河道产生淤积。

黄河下游复式河槽比降特性

以高村(四)站为例,采用险工、水位站和水文站的水位观测资料,分析了黄河下游复式河槽的比降特性。结果表明:①大水时表层水流顶冲凹岸导致观测比降偏大,对于50～100 km的长河段,主槽平均水面比降、滩地平均水面比降与流量的相关性良好;②高村(四)站发生漫滩大洪水时,观测比降均值>主槽平均水面比降均值>滩地平均水面比降均值;③特大洪水漫滩时,洪水过程坦化,观测比降、主槽平均水面比降、滩地平均水面比降等反而变小;④滩地横比降的存在加大了防洪难度。

比降-面积法测流在小河站上的应用

利用招远水文站的实测资料，参照《比降－面积法测流规范》以下简称《规范》要求，分析探讨影响比降－面积法中测流精度的相关因素与各种洪水特征值的推求确定方法，同时，实例论证了比降－面积法应用于小河站测流的可行性。

比降—面积法应用问题探讨

就比降——面积法在高洪水文测验及洪水调查时使用过程中应该注意的几个问题进行分析探讨。

比降-面积法主要参数的分析

通过分析比降-面积法中的参数,进一步探索其使用的合理性,使之对洪水中尚不知的峰值峰量,通过外业勘察、间接测验和分析,推求出更为切合实际的洪峰流量、洪峰总量,并据以展延洪水系列,为水利水电工程设计、防洪减灾等提供可靠的依据。