基于遥感影像的黄河下游游荡段河势演变分析

为了研究小浪底水库运行后黄河下游游荡段河势演变情况,选取黄河下游游荡段2001-2020年近20年的Landsat卫星遥感影像图片,基于ARCGIS和ENVI软件采用边缘提取算法提取河道水边线及修正归一化差异水体指数(MNDWI)法提取水体,分析汛期河道水面宽度、汛后主流位置、汛后心滩数量等特征指标。结果表明:①小浪底水库运行后,经过20年的冲淤调整,黄河下游游荡段河势在汛期得到明显改善,主流基本归顺;②该河段河型没有明显变化,汛期水面宽度随流量同增同减,总体上逐年变宽,但夹河滩-高村河段水面宽度由于河道整治工程的控制较为稳定;③采用MNDWI法对水体的智能化提取,发现主流摆幅呈现3种规律:①主流位置基本不变②主流位置向同一个方向移动③主流位置迁徙不定;④心滩数量与流量呈负相关,总体上在2001-2007年逐年减少,2007年达到最小值13个,2007-2015年逐年增多,2015年达到最大值58个,2015-2020年又逐年减少,同时在河道河型突变位置也会发生变化。河势调整会改变河道整治工程的有效性,同时也会对滩区群众的生产生活造成影响,因此需要加强黄河下游游荡段河势的监测并对心滩的变化予以足够的重视,提升对黄河下游河势调整规律及心滩演变的认识。

基于系列水沙条件的黄河内蒙段河床演变试验研究

为了探讨系列径流泥沙过程对河床演变的累积效应,对黄河内蒙三湖河口-昭君坟河段,进行了5种不同系列年水沙过程的河床演变试验研究。规划整治工程方案因归顺河势,有效减少了主槽淤积;调水方案流量Q<400m3/s出现几率低,有效减小了小水淤积。不同方案累积淤积量还与高含沙支流洪水的入汇几率有关,入汇次数多,淤积量大;同时也对模拟河段局部纵剖面演变有重要影响。当水沙系列过程使得小流量过程占优时,河相关系槡B/H增大,平滩流量降低;数据分析表明汛期来沙系数S/Q与河相系数槡B/H间存在对数型关联性,说明汛期水沙条件是影响河道断面形态的重要因素。

长江中游主流摆动效应研究

长江中游属大型冲积性平原河流,大部分河段内都存在主流摆动的现象。本文通过大量的实测资料分析,揭示出长江中游主流摆动现象普遍存在的事实,其物理作用机制为通过改变高流速带的平面位置,引起主输沙带的移位,从而造成主流带冲刷、缓流带淤积的不均匀冲淤分布。这种冲淤的不均匀性将产生一系列的累积效应,如洲滩切割、岸线崩退、浅滩淤浅及涉水工程损毁等,甚至还会诱发河道滩槽格局和河势的调整。

长江下游江阴-福姜沙弯曲与分汊过渡河段边滩演变研究

研究三峡工程蓄水后长江边滩的水沙动力条件及其演变规律,有助于合理利用边滩资源,促进长江航运发展,具有重要的科学研究意义及实践应用价值。以靖江边滩为例,根据该水域丰富的水沙及地形观测资料,分析了弯曲与分汊河型过渡段靖江边滩年内动态冲淤演变规律及其成因。研究表明:靖江边滩上段河势稳定,中下段冲淤反复,边滩冲淤变化主要位于7.0~12.5 m范围。靖江边滩沿程冲淤年内随流量的变化而变化,边滩上游弯道节点年内主流摆动、丰水期上游丰富的泥沙来源以及下游福姜沙阻水分流是造成过渡段靖江边滩冲淤演变的主要影响因素。

黄河下游三官庙至韦滩河段主流摆动规律及其驱动机制

随着三门峡、小浪底、陆浑、故县以及河口村等骨干水库群的联合调度运用,黄河下游的水沙过程发生了显著的改变.近年来,特殊的水沙条件引起黄河下游三官庙至韦滩河段的河势发生改变,造成了滩地大量坍塌,并且危及到两岸村庄与堤防安全.为了明确三官庙至韦滩河段的主流摆动规律及其驱动机制,采用资料分析与理论研究,阐述了三官庙至韦滩河段的河道与工程概况,分析了该河段水沙过程与河道冲淤变化特征.同时,根据不同时期该河段的河势调整特点及其与水沙过程之间的响应关系,预估了不同流量过程条件下的河势演变趋势.研究表明,从短期来看,长历时大水冲刷形成的河槽较为稳定,加之河道整治工程的不断完善,河势将按照治导线行走的概率增大.但是从长期来看,随着骨干水库群的投入使用与工农业用水量的增长,黄河下游持续小水的可能性将偏大,主流则会在河道内摆动.

长江中下游鹅头型分汊河道演变机理及发展趋势研究

本文从河势周期性调整、滩槽冲淤变形特点等方面分析了长江中下游鹅头型分汊河道的演变特征。结合矶头挑流作用、主流摆动及上游河势变化,揭示了鹅头型分汊河道演变内在机理。并依据三峡水库蓄水后长江中下游水沙及河床边界条件调整规律,预估鹅头型分汊河道演变趋势。