黄河下游典型河段滩岸崩退特性研究

黄河下游局部河段滩岸崩退频繁,严重危害堤防及滩区安全。通过对黄河下游开展现场观测,结合已有断面地形实测数据,描绘滩岸崩退全过程及特点,评估土体特性及近岸水沙条件对崩岸的影响。研究表明:滩岸崩退引起黄河下游河道展宽,且崩岸规模具有时空差异性,2006年和2018年汛期重点河段平滩河宽分别增加了57.03 m和7.83 m,代表性横断面单侧滩岸最大崩退宽度高达207.20 m。黄河下游土体压实程度低,抗冲能力差,加之土体抗剪强度随含水量增大呈反向变化,致使在汛期崩岸频发。“大流量-小含沙量”的水沙组合易于造成崩岸,而在大含沙量下因泥沙在近岸河床淤积而降低了崩岸发生规模。建议对重点区域滩岸进行长期监测,并加强生态友好型护岸系统建设。

弯曲分汊河道典型险段成因分析及治理思路

西江下游沙口河段近年来出现多次较大岸坡塌方险情,在实施塌岸修复工程后,险段出险隐患仍未得到有效缓解。结合沙口河段1999~2016年水下地形数据开展了河床演变分析,并通过建立一、二维水动力数学模型开展典型频率洪水工况下险段河道水流特性分析。研究结果表明:沙口河段2010年后河床已趋于稳定,但在较大洪水条件下仍可能发生0.3~0.5 m幅度的冲刷;险段所在的左汊河道为主要泄洪通道,险段近岸流速较大;险段成因及发展主要受河势及堤基地质条件的影响,土体自重和坡内渗流是出险的主要因素,水流冲刷则有助推效应。结合实地调研成果,提出了河势调整和岸坡防护相结合的治理思路,可为后续险段综合整治工作的开展提供参考。

水闸下泄流量变化对下游河床的影响研究

由于大坝下游受水库的调节作用,季节性放水会导致挡水结构下游河床受到流水侵蚀作用(下切),河床下降,从而引起泥沙淤积,严重影响水库的功能使用。文章通过室内试验,研究了不同水流流量参数下,堰结构和水闸结构对河床下游侵蚀深度的影响。研究结果表明:通过减小y/a和w/a(y为闸门顶部水头,w为闸门顶部和河床底部之间的垂直距离,a为闸门开口高度),h s/h u(h s为最大冲刷深度,h u为上游水深)的比值增加。此外,堰结构下河床的局部冲刷主要形成于结构物下游,且此结构下河床受侵蚀程度最大。研究结果可为相关工程提供参考。

雅鲁藏布江中游人工林对辫状河道洲滩稳定性的影响

近几十年雅鲁藏布江中游人工林的发育对辫状河道的洲滩形态及稳定性的影响尚缺少深入研究。以雅江辫状河道发育最充分的曲水-乃东河段作为研究对象,利用ArcGIS软件处理1988-2021年的遥感影像,获取人工林的空间分布和洲滩形态等数据资料,并结合野外调查分析人工林对洲滩稳定的影响。结果表明:随着洲滩上人工林的生长扩张,其分布面积逐年增加,雅江中游河段边滩和沙洲的平均面积趋于增大且数量减少。洲滩破碎程度与人工林分布面积呈分段关系,人工林分布面积愈大,洲滩的破碎度越小,即稳定性越大。水平方向上沙洲尾部的人工林分布的密集程度优于洲头,洲尾易发生延伸;靠近边滩的沙洲趋于与边滩合并,并且人工林的稳定促进了沙洲边界的稳定及扩展。垂直方向上的人工林通过主树干群、子树干群及冠层群对洲滩产生抑制冲刷和促进淤积的作用。

长江中游砂卵石河段历史变迁及胶结卵石层分布研究

长江中游砂卵石河段枯水位稳定是河道与航道治理关注的重要问题,河床组成是其关键因素。在工程领域,一直重视长江中游砂卵石河段胶结卵石层对于维持节点河段稳定的作用,但胶结卵石层的分布问题,至今缺乏系统研究。基于已有研究成果,系统回顾了长江中游砂卵石河段的历史变迁过程,归纳了当前河道的形成时间,并推测松滋口以下河道内以全新统沉积为主。根据胶结卵石层的形成条件,认识到枝城以上和松滋口以下河道的河底均难以形成胶结卵石层,而关洲下伏的卵石层则有可能局部胶结。

黄河源区高寒草甸型二元结构河岸抗冲特性

针对高寒草甸型二元结构河岸抗冲特性,采用自主设计的原位冲刷装置在黄河源区弯曲河流典型二元结构河岸,开展0.4 m/s、1.0 m/s和1.6 m/s三种流速条件的上部根土层和下部砂土层的原位冲刷试验,分析冲刷后的剖面轮廓三维曲面特征。试验结果显示,当冲刷流速由0.4 m/s增加至1.6 m/s时,根土层、级配不良砂和级配良好砂河岸的淘刷深度增加幅度分别为19.9%、17.6%和27.2%。二元结构河岸的土体抗冲系数随冲刷时间增大呈指数函数增长,河岸抗冲能力依次为根土层>级配不良砂>级配良好砂。河岸上部的根土层,由于根系的缠绕和网结作用显著增强了土体抗冲能力,其平均抗冲系数分别是级配不良砂和级配良好砂的2.5倍和4.1倍。

深圳市龙岗区河道覆盖段安全隐患排查研究

为确保人民群众的生命财产安全,龙岗区采用孔内电视和招聘排查等方法对覆盖河道内部、地表隐患及结构安全性检测等方面进行安全隐患排查,并根据排查结果分析了隐患成因;结果发现龙岗区河道覆盖段存在诸多隐患。研究结果为龙岗区进行河道治理和隐患排查提供了重要参考依据。

基于简化毕肖普法的河道边坡稳定性分析

简化毕肖普法作为一种计算安全系数的常用方法 ,常被用来进行边坡稳定性分析。以嘉祥县梁山闸灌区供水项目穿心河河道工程为背景,采用简化毕肖普算法,通过AutoBank计算程序对河道边坡在稳定渗流期、施工期、设计洪水位骤降期、地震期四种工况下的稳定安全系数进行计算分析,并将计算结果与规范允许值进行对比,确保安全可靠。

洪水治导线研究与应用

规划治导线是河流保护治理和岸线功能维护管理的重要依据,研究洪水治导线对科学合理保护河流生态环境和处理水事权益具有重要意义。通过分析论证洪水治导线布设原则,研究提出了单宽流量、水流流速和水位升高值等多个治导线宽度控制参数。以清漳河为例,细化了洪水治导线布设原则,结合清漳河水文资料等分析提出了洪水治导线具体的控制参数,并以此进行了成果应用分析,结果表明:提出的洪水治导线布设原则和控制参数适用于清漳河,以此布设的洪水治导线是合理的。

长江口南港泥沙运动的水动力条件

应用流体运动最小阻力原理导出了分流角发育的理论计算公式 ,并在弓形断面假定条件下 ,对不同宽度比时的分流角作了计算 ,得出了与实测值相一致的结果 ;同时还定量地证明了长江南北港、南北槽分流角发育由小到大 ,直至极限而消亡的规律 .分汊水槽试验表明推移质大多偏向支汊 ,原因是在分流口支汊一侧由于边界层脱离而“搓”出一个个旋涡以吸引底沙 .分析得知 ,从南港主槽下泄的落潮流 ,在扩散角增大处 。

MIKE11模型在泗洪县城城区河网引水冲污工程中的应用

为构建和谐的泗洪县城区河网水系生态系统,有必要研究改善水系水环境的可行性技术方案。以泗洪县城区水系为例,利用MIKE11模型中的HD和AD模块构建了一维水动力模型及水质模型,分析了各种引水冲污工程措施调控对水系水量水质的影响,并利用水动力学模块对泗洪水文站实测水位、水质资料进行了率定,结果表明计算值与实测值吻合较好。

长江口北槽优良河势机制

长江口南港北槽具有稳定的分流比和相对较小的分沙比 .其优良河势的机制在于 ,北槽与南港主槽衔接顺直 ,利于水流下泄 ;南。

不同含沙量水流对河床形态调整影响的实验研究

水沙条件变化后河床形态的调整是河流地貌学中一个极为重要的问题。但国内外学者基于不同的含沙量变化范围得出的结论刚好相反。采用过程响应模型实验方法,研究和验证了河床形态调整对于不同含沙量水流过程的复杂响应现象,从实验的角度部分地修正了Schumm关于水沙条件变化后河床形态调整方向的定性预测关系。

最小能耗率理论在分汊河段的应用

运用最小能耗率理论,研究了分汊河流的河相关系,得到了冲积河流支汊在自由发展或受制状况下的河流各几何要素和水动力要素之间的函数关系。这为进一步理解河道发展规律,制定航道整治工程方案提供了有用参考,也可与其它理论的数模计算相互验证。

葛洲坝水利枢纽运行后泥沙冲淤变化分析

对葛洲坝水利枢纽及其运行情况和河段特性进行了介绍。分析认为葛洲坝水利枢纽运行前后的入库水沙特性基本一致。探讨了库区冲淤变化特点、淤积量及其分布,冲淤过程及达到冲淤平衡的时间。对坝下游河床的冲淤过程、冲淤量、达到冲淤平衡的时间以及河床粗化,河底高程历年变化及同流量水位降低的原因、降低量及变化过程进行了分析总结。研究结果可为进一步探讨三峡水利枢纽与葛洲坝水利枢纽联合调度运用后水库泥沙淤积变化规律提供参考。

三峡工程蓄水运用以来荆江河段河岸稳定性初步研究

根据实测资料分析了三峡工程蓄水运用以来荆江河段水沙输移变化,河道冲淤变化以及典型险工段近岸坡度变化等,并在此基础上对其河岸稳定性进行了初步研究,结果表明,三峡水库蓄水运用以来,坝下游河段来沙量大幅度减少,荆江河段普遍发生冲刷,部分地段近岸河床的水下岸坡冲刷变陡,河岸稳定出现了不同程度的隐患,局部河段甚至发生了崩岸险情,已影响防洪安全与河势稳定等;建议加强荆江险工段的监测,对已发生的崩岸险情进行及时治理,对以往护岸工程的薄弱地段或可能发生崩岸险情的地段需及时加固守护;建议加强三峡工程运用后荆江河道演变与治理方面的研究。

近、现代黄河三角洲地貌形态反演

1855年黄河改夺大清河河道后于山东利津县东北入海。至今黄河尾闾河道历经10次大的改道变迁,塑造了近、现代黄河三角洲,形成了7个主要的亚三角洲堆积体。该文利用黄河尾闾河道改道资料,近、现代黄河河口流路变迁图,近、现代黄河三角洲体系图以及1985—1986年的水文工程地质钻孔资料,在研究黄河三角洲沉积模式的基础上,对工程地质钻孔数据进行沉积层序分析,将今论古,反推近、现代黄河三角洲沉积地貌,研究结果近似展示了近、现代黄河三角洲二维平面的发育演变和其时其地的地貌形态。

平面二维数学模型在桥梁工程防洪评价中的应用

为分析桥梁工程的修建对原河道水文情势的影响,以小龙门大桥工程为例,采用平面二维数学模型,模拟了5 a一遇设计洪水条件下工程修建前后河道内水位和流场分布特征的变化。结果表明,桥梁工程修建后在桥墩附近产生了一定的壅水与流场变化,有局部性的影响。

基于安全监测系统的大坝安全多层次模糊综合评判方法

为了更科学合理地对大坝工作状态进行评判,从系统的角度把大坝作为一个模糊整体,充分结合大坝已有的监测设施,考虑由于监测仪器运行状态给评判带来的影响,综合分析大坝的工作性态,提出了一个基于大坝安全监测系统的大坝安全多层次模糊综合评判方法.以某大坝为例,对大坝的工作状态进行了综合评判,结果表明应用本方法可充分体现监测数据可靠性对结果的影响,评判结果科学合理,更符合实际情况.

单一贴壁四面体框架绕流场三维数值模拟

四面体透水框架群作为一种新型的防冲促淤措施已经在各种河流工程中得到推广应用,由于其特殊的几何形状,仅依靠常见的量测手段确定其绕流场结构存在较大困难,使得对该类方法防护机理的理解受到限制。在CFD通用程序Fluent平台上建立三维水动力数值模型,对单一贴壁四面体透水框架的清水流场进行模拟,并与超声测速仪(ADV)实测结果进行对比验证。研究表明该数值模型有效地补充了三维复杂流场的物理实验结果,有助于理解四面体框架的防护机理。改变水力参数,计算得到阻力系数CD相对于雷诺数Re的变化曲线,当Re>105时,单一贴壁四面体框架的阻力系数CD为一常数值,大小为1.557。