几种模型沙激光粒度仪测试结果与筛析-沉降法的比较

为了解激光粒度仪法和传统的筛析-沉降法在模型沙粒度测量方面的差异,用这两种方法对几种模型沙样品分别进行了粒度分析。结果表明,激光粒度仪法测试的结果偏粗,分选偏差;上述两种方法获得的平均粒径或分选系数之间均存在显著的线性相关性。激光粒度仪法测定的粗颗粒物质(小于2.184Φ)和细颗粒物质(大于4Φ)比筛析-沉降法偏多。对不同的粒级组分进行了激光法和筛析-沉降法的回归分析,粗颗粒物质相关性好,可以进行数据间的转换。

南水北调中线工程冰期输水冰情及措施研究

在系统分析中国北方河渠冰期输水问题的基础上,通过采用一维非恒定水—冰热力学数学模型,系统模拟了输水过程中沿程不同冰情发生、发展变化过程。提出了采用Fr数、流冰密度、负积温综合判别不同冰情的方法,预测了南水北调中线工程冬季输水不同冰情的时空分布特征,并初步分析了冰期输水的特性及影响因素,提出了冰期输水冰情防治和预防措施等方面的建议。

南水北调中线工程调水后对汉江中下游河势的影响

利用不平衡输沙原理,对汉江中下游河道进行不同调水方案的冲淤计算及河势变化分析。计算成果表明:河道冲刷量调水145亿m3方案小于调水15亿m3方案;水位下降值调水145亿m3方案也较调水15亿m3方案的小。调水145亿m3后,下游水量减少,给汉江中下游河势、防洪、引水和航运带来一定的影响,须开辟其它水源或修建工程满足汉江中下游工农业生产及航运用水的需要。

河道平面二维泥沙数学模型研究与验证

本文所建立的河道平面二维非均匀不饱和悬移质输移数学模型及计算模式,侧重于模拟长系列水沙过程中的河床变形。该模型实现了从基本资料输入到成果整理及绘图由计算机自动处理,并用汉江丹江口水库油房沟河段1977～1990年的资料,对模型进行了全面验证,在河段冲淤过程、冲淤量及冲淤分布、断面形态等方面符合较好。

穿黄工程与河势防洪研究

南水北调中线穿黄工程与河势防洪研究,经历了10多年的时间,由多家科研单位先后开展了现场调查、原型资料分析、数学模型计算,并分别在4座不同比尺的泥沙模型上,进行了不同工况和过河长度方案试验。综合分析其研究成果,可见各家所得的研究成果能相互印证,规律一致;从河势和防洪角度分析,孤柏嘴3km隧洞方案优于其他方案。

南水北调中线工程穿黄河段泥沙与河势问题研究综述

南水北调中线穿黄工程与河势防洪研究,经历了10多年的时间,先后开展了现场调查、原型资料分析、数学模型计算,分别在四座不同比尺的泥沙模型上,进行了不同工况和过河长度方案试验。除长江科学院承担该研究工作外,还多次委托黄河水利科学研究院、武汉大学、清华大学等国内著名水利科研单位进行专门研究,各家所得的研究成果能相互印证、规律一致,为国家决策提供科学依据。在综合上述成果的基础上对穿黄工程穿黄河段泥沙与河势问题进行研究。

长江科学院河流专业研究进展综述——以《长江科学院院报》30年来发表的论文为例

以长江科学院河流研究所20世纪80年代以来发表在《长江科学院院报》上的论文为基础,概述了近30 a来紧密结合长江流域综合规划、重大水利工程建设、长江河道治理方略等方面开展的有关长江河流泥沙、河道治理及河流模拟研究的主要工作成果。可见,30 a来长江科学院河流研究所在长江泥沙运动基本规律、河流动力学的学科交叉发展、河流物理模型基础理论、河流数学模型基本方法以及典型河段治理工程经验等方面的研究取得了长足进展,为长江河道治理、重大水利工程建设提供了大量的科学依据。并认为在未来一段时间,还需更进一步探索长江流域宏观泥沙问题、深入研究长江流域细观泥沙问题、突出长江河道与湖泊的综合治理等,才能更好地服务于更大范围和更高目标的治江事业。

唐家山堰塞湖溃坝洪水分析及泄流冲刷模拟

土石坝溃坝数学模型BRESZHU建立在溃坝试验及原型溃坝案例中所观察到的溃坝机理基础之上。模型先后用不同国家的多组溃坝试验资料进行率定和验证,并被成功应用于原型堤坝溃决案例的模拟,结果良好。"5.12"地震唐家山堰塞湖险情发生后,其不断升高的水位和不断增大的湖容给下游百万群众的生命财产安全造成了巨大威胁。运用BRESZHU模型并结合坝下游溃坝洪水演进模型针对堰塞湖上游可能出现的不同频率洪水、坝体的不同溃决方案和不同溃决过程等对数10种工况下唐家山堰塞湖的调洪、溃坝及洪水传播过程进行了计算与分析,为抢险方案和应急预案的制定提供了有力的技术支持。险情结束后运用BRESZHU模型及时对湖水下泄过程中泄流渠断面发展及坝址处洪水过程等进行了模拟,结果表明模型计算的下泄洪水过程(水位、流量)及泄流渠断面发展等与实测情况符合较好。

三峡水库运用后荆江典型河段冲淤变化计算分析

采用FLUVIAL 12模型,进行了三峡水库运用60a长江下荆江藕池口至监利河段冲淤变化预测计算,并讨论了FLUVIAL 12模型的适用性。计算分析表明:三峡水库运用后,藕池口至监利河段呈现先微淤、后冲刷、冲刷平衡后再缓慢回淤的冲淤过程和规律,最大冲刷量7.1～11.2亿t,出现在水库运用55a左右;监利、调关、石首3站枯水流量5000m3/s时水位下降3.13～4.71m,洪水流量30000m3/s时水位下降0.42～2.77m。

长江中下游湿地生态修复现状与探讨

湿地是地球上水陆相互作用形成的独特生态系统,具有调节局部小气候、涵养水分、净化水体等极其重要的功能和价值。结合长江中下游湿地情况,就长江中下游湿地不合理利用、河岸带资源的减少、三峡工程蓄水对长江中下游湿地的影响进行了阐述。文章分析了湿地的功能、修复湿地生态系统的意义、河岸带的功能,并结合实际情况与已建护岸工程对长江中下游湿地修复技术进行了探讨。

长江沙市段断面面积对水沙变异的滞后响应研究

通过长江中游沙市站的实测水沙、断面资料的分析表明,沙市站河槽形态的调整对水沙变异存在一定滞后性。为了研究沙市河段河床演变的滞后响应规律,从3个方面对适用于黄河流域的河床演变滞后响应模型进行改进:1以沙市站多年平均枯水位下的断面面积作为滞后响应模型的特征变量;2引入"年组合流量"概念;3在模型迭代公式中使用分段函数,从而得到适用于沙市河段的河床演变滞后响应模型。利用模型迭代公式进行计算,结果表明改进后的河床演变滞后响应模型计算精度R^2处于0.7~0.8之间,可以很好地描述沙市站河槽形态的调整规律。

河工模型三维地形测量系统的研制

针对目前常用的电阻式地形仪存在的问题,介绍了一种新型的河床模型三维全自动地形仪。该仪器采用超声测量原理实现了水下地形的无接触快速扫描测量,采用阻抗原理实现了洲滩、边滩、浅滩的地形测量,有效提高了测量速度,并减小了对河床的扰动影响。系统采用灵巧纵向行走机构和适当的计算机控制方式,使测桥纵向行走自如。系统能自动完成三维地形测量、断面图形显示、等高图和三维地形图的绘制。

宜昌水文站年径流量演变多时间尺度分析

水文时间序列往往在时域中存在多层次时间尺度结构和局部化特征。运用小波分析的多分辨率功能，对宜昌水文站1882—2006年年径流量时间序列资料进行了多时间尺度分析。研究结果表明：宜昌水文站年径流量存在明显的年际变化特征，主要存在30--40年、10～20年及10年以下3类尺度的周期变化规律，变化主周期为14年，第二周期为7年，第三周期为34年；自2006年以后的3年左右，宜昌站年径流量将处于一个相对偏枯期，之后又将进入一个丰水期。

唐家山堰塞湖溃坝洪水演进及下泄过程复演

将溃坝模型和传统一维非恒定流模型相结合,建立了溃坝洪水演进数学模型。采用DEM数字模型插值技术,快速获取了模型计算所需的断面地形,适合于资料缺乏情况下的应急模拟计算。采用该模型,进行了唐家山堰塞湖典型溃坝模式下的洪水演进计算和湖水实际下泄过程的复演计算。实测资料的验证结果表明,计算与实测的水位、流量过程符合较好,模型可靠。建立的模型及相关处理方法值得在堰塞湖应急除险及其它溃坝问题模拟计算中推广应用。

长江流域水环境问题研究之思考——基于流域演化“山-河-湖-海互动理论”的认识

长江水环境保护是维持长江健康生命的关键。针对由于水环境问题而引起的长江"亚健康"现状,从流域系统观出发,基于流域系统的演化"山-河-湖-海互动理论",从多学科综合研究的角度,提出了长江水环境问题在基础研究、应用研究和目标研究3个层次的研究思路,重点对人类活动和全球变化作用下长江流域山-河-湖-海相互作用及流域水环境演化规律、重大水环境问题的成因机理、流域水环境的承载能力及调控原理的研究内容和研究途径进行了论述。旨在引起人们对长江水环境问题研究的关注,推动长江水环境问题研究的开展,为新时期的治江战略制定服务。

基于粒子运动分析的慢流速超声测量技术研究

在河、港工模型试验中,水流慢流速的测量应用很多,但是慢流速的测量一直是有待解决的难点。本文提出了一种基于超声技术的流速测量方法,它是通过分析相邻两次测量中水中粒子的反射信号的位移求出颗粒的移动速度,从而实现流速测量。这种测量方法的特点是可测流速范围较大,尤其是在低流速段具有较高的灵敏度。初步实验结果表明,采用该方法最低可以测量0.5mm/s的流速。

河流水化学特性与流域泥沙输移的相关性研究

河流中的离子输移与泥沙运动有着密切的关系,通过对流域侵蚀过程中物理化学作用分析指出,流域的离子溶出与流域泥沙侵蚀过程具有伴随性,相应的泥沙和离子输移也具有相关性。通过研究嘉陵江和渭河干流站点的离子输移与泥沙输移的实测资料得出,河流离子输移量与泥沙输移量具有明显的正相关关系。河流中不同种类的离子输移与泥沙输移的相关程度不同,不同河流二者相关关系存在着一定的差异。

三峡水库变动回水区泥沙问题研究

通过分析三峡水库运用前后的入库水沙特点和变动回水区泥沙冲淤变化规律后认为:建库前该河段年际间河床冲淤基本平衡。三峡水库运用5年来,入库沙量比建库前有较大的减少;该河段总体淤积,主要淤积在边滩,深槽淤积较少甚至有冲刷,土脑子河段发生河型转化;由于长江上游水库拦沙的作用,变动回水区河段的泥沙淤积速率会比原来预计的要小。

荆江监利河段横断面调整规律研究

监利河段地处长江中游下荆江河段中段。受上游水沙条件及河床边界条件影响,监利河段的典型横断面多年来变化较大。通过大量实测资料的分析,总结了监利河段横断面演变的特点,并对三峡工程蓄水运用初期该河段的横断面变化进行分析。在此工作基础上,预计了该河段的横断面演变趋势,认为在水沙条件及河床边界条件不致于发生大的改变的情况下,监利河段河床将进一步产生冲刷,宽深比将有所减小,河床逐渐向窄深方向发展。应因势利导,加强河道两岸护岸工程的实施,防止崩岸等险情的发生。

长江科学院流域水环境和水生态研究回顾与展望

简要介绍了长江科学院在流域水环境与水生态研究方向近10年来取得的主要科研成果。重点阐述了在健康长江、生态需水及生态调度、水利水电工程的生态环境影响、水域纳污能力计算与评价、水环境监测及突发性水污染应急事故、水环境模拟、面源污染监控与防治等方面的创新研究成果,最后对流域水环境和水生态的研究进行了展望。