Geomorphology Processes of Channel Planform Migration on Meandering Rivers

1 Introduction Morphological analysis on the planform migration structure of meandering river is an important basis for the reconstruction of evolution of paleochannel.Besides,it is a significant method for restoration of rivers through the

Fluvial Processes in the Meandering Reach of the Lower Wei River During the Course of Degradation

This paper presents an analysis of the changes of the longitudinal and lateral profiles in the meander- ing reach of the Lower Wei River over the period from October 1973 to October 1976 during the course of degradation.Analysis results indicated that retrogressive erosion and subsequent downstream erosion occurred in the reach due to the lowering in the Tongguan elevation and the inflowing water carrying low sediment con- centrations.At the end of the degradation,the main channel widths of the majority ...

冲积性弯曲河道造床过程及演变机制

冲积性弯曲河道独特的几何边界特征,使得弯曲河道的水沙运动特性和河床演变特性与其他类型河道显著不同。为模拟自然条件下的冲积性弯曲河道河床冲淤演变特性,采用自然模型法的理念在试验水槽中塑造出近似的弯曲河道,探究不同水沙条件对弯曲河道形成和发育过程的影响。试验表明:进口水沙循环周期长、来水来沙强度较小时,弯曲河道达到动态平衡状态所需的时间相对较短,河道形成稳定河宽也较小。弯曲河道在形成和发育过程中,河道的形态要素主要由水沙作用条件决定,在一定变化范围内,当水沙作用循环变换周期较短、来流流量较小、含沙量较大时,有利于形成弯曲度较大的河道;而当来流量较大、水位漫滩冲刷浅滩时,所塑造的弯曲河道会偏向于宽浅形断面形态。在河道弯曲程度和河道横断面形态的调整中,水沙作用变化对横断面形态塑造的作用相对较强。

黄河上游宁蒙河段平滩流量变化与水沙过程的响应关系

平滩流量是表征河道排洪输沙能力的重要指标,开展宁蒙河段平滩流量变化机理的研究对于治理黄河意义重大,本文采用实测资料分析的方法,研究了黄河上游宁蒙河段平滩流量变化特征及其与汛期水沙过程的定量关系。研究结果表明:黄河上游宁蒙河段沿程六站平滩流量由1960年代中期的3600~5800 m^(3)/s减小到目前的1900~4000 m^(3)/s。2000年前宁蒙河段三湖河口平滩流量与汛期水沙过程关系点群与2000年后两者关系点群存在明显分区,说明2000年后宁蒙河段河床演变机理发生了变化,遵循不同规律。建立的宁蒙河段三湖河口平滩流量与汛期水沙过程的定量关系式表明,宁蒙河段平滩流量随着汛期平均水量的减小(增大)而减小(增大),随着汛期平均来沙系数的减小(增大)而增大(减小),随着汛期水流过程参数的增大(减小)而增大(减小)。

超滤纳滤双膜工艺处理珠江西航道水源水的试验研究

针对广州市长距离引水运行成本大的问题,以本地珠江西航道水源开展预处理-常规工艺-超滤+纳滤双膜工艺试验研究,考察试验工艺对原水的处理效能,为广州市启动本地水源提供工艺、技术与参数支持。结果表明:预处理-常规工艺对水质常规污染物去除效果良好,常规出水基本满足国标,再经双膜工艺处理后,常规污染物浓度可进一步降低,纳滤出水色度、COD_(Mn)以及氨氮的浓度分别低至0.99度、0.84 mg/L以及0.02 mg/L。三维荧光及有机物相对分子质量分析结果表明,预处理-常规工艺可去除接近40%的荧光物质及小分子有机物,再经双膜工艺处理后,纳滤出水荧光物质去除超过80%,小分子有机物去除则超过60%。突发污染试验表明,预处理-常规工艺对新污染物去除效果有限,去除率约为20%~40%,而双膜工艺则具备高效应对常规污染物与新污染物的能力,增加双膜工艺后,试验工艺对两种常规污染物以及五种新污染物去除率均>90%。膜污染分析发现,造成超滤膜污染的主要荧光物质为色氨酸类蛋白质、类富里酸物质以及类腐殖酸物质,纳滤膜则主要为色氨酸类蛋白质,而造成两者膜污染的无机元素均主要为Ca、Si、Na、K等元素。

黑臭河道水质监测及综合治理措施研究

为了提高黑臭河道水体的治理效率,以某黑臭河道污水水样为研究对象,对其不同取样点以及不同取样时间段的水质进行了监测分析,并采用“微孔曝气+生物质吸附材料+微生物菌剂”的组合工艺措施对黑臭河道污水进行了综合治理,考察了不同因素对污水处理效果的影响。结果表明,目标黑臭河道4个取样点不同时间所取水样的平均透明度、溶解氧(DO)、氧化还原电位(ORP)和氨氮(NH_(3)-N)浓度均达到轻度黑臭水体的标准,河道水质存在严重的污染现象。在曝气强度为250L·h^(-1)、生物质吸附材料投加量为8g·L^(-1)、微生物菌剂投加量为0.035g·L^(-1)的条件下,经过“微孔曝气+生物质吸附材料+微生物菌剂”组合工艺处理后的河道污水水质指标显著改善,河道黑臭现象得到了消除,综合治理效果较好。

长江下游镇扬河段历史变迁与河道演变分析

镇扬河段位于长江下游感潮段,为典型的分汊河道,长期以来其河道演变复杂多变。基于历史文献、古地图、近现代地形测图及水文资料等资料,分析了镇扬河段长期演变规律。研究表明:西汉之前镇扬河段为长江河口,泥沙在古河口逐渐落淤,北岸边滩发育,河道总体南移、河宽缩窄,江中泥沙落淤并逐渐发育为稳定沙洲,形成世业洲汊道与和畅洲汊道。历史时期,河道水力和输沙特性是河道形成和演变的主要因素,南北两岸节点为控制河势的关键;20世纪50年代后,镇扬河段河道形态相对稳定,近期演变主要表现为汊道段河势格局的调整,河道内各类工程的建设等人类活动成为影响河床演变的重要外因。

黄河口清水沟流路水沙变化与河道演变响应

采用实测资料分析的方法,研究了水沙变化条件下黄河口清水沟流路河道演变的复杂响应过程。研究结果表明:1986年以后,黄河口清水沟流路水沙减少,河道萎缩,过流能力减小,断面形态宽浅;2000年以后,小浪底水库蓄水拦沙运用,黄河口水沙关系明显改善,河道萎缩有所恢复,过流能力增大,断面形态趋于窄深,黄河口河道演变与水沙过程有着良好的响应关系,河道过流能力随汛期5年滑动平均水量的增大而增大,随汛期5年滑动平均来沙系数的增大而减小。未来应通过上中游水库群的联合水沙调控运用,持续调控出5年以上水沙关系协调的下游水沙过程,这样对黄河口河道冲刷能产生良好的效果。

不同水沙条件下黄河下游二级悬河的发展过程

以大量实测横断面资料为基础,研究了1973￣1997年不同水沙过程对黄河下游二级悬河形成过程的影响。发现花园口至高村河段二级悬河集中形成于1985￣1997年的枯水阶段。高村以下河段二级悬河的形成可分两个阶段,1973￣1985年大水条件下是冲刷主槽和淤积滩地的时期,但是由于泥沙主要堆积在靠近滩唇的部位,造成河床横比降增大;1985￣1997年枯水条件下泥沙在主槽中大量淤积,导致二级悬河的形势更加严重。生产堤限制了泥沙的堆积范围,导致生产堤内滩地平均高程增长速度明显快于生产堤外滩地平均高程增长速度,生产堤距较窄的河段生产堤内滩地平均高程增长速度较快,显示了生产堤对二级悬河的发展有促进作用。

长江口北港拦门沙河段上段演变分析

根据水文泥沙观测和地形资料分析,三十多年来,在长江洪水造床作用、南北港分流口通道的兴衰更替以及北港分流分沙功能增强等因素作用下,北港拦门沙河段上段发生了较大变化,例六沙脊的形成及其沙尾下移;河道中央呈现纵长17km的水下沙脊,形成二槽一脊的W型复式河槽;团结沙外侧发育了北港北沙等地貌现象。

长江下游新生洲洲头分流段演变特征及洲头守护措施

洲头分流段的河床演变对河势控制与稳定起着承上启下的关键作用,历来受到工程界的广泛关注。长江新生洲洲头分流段处于苏皖交界,是长江南京河段的门户。通过分析历史及近年上游小黄洲汊道、下游新生洲汊道及新生洲洲头分流段的河床演变特征,揭示了上下两个汊道分流比变化及洲头冲淤、汊道兴衰的内在关联性,论证了洲头控制对汊道水动力变化及主支汊演变的重要性,指出在三峡水库新运行的水沙条件、河势变化及汊道河势稳定性要求下,守护新生洲洲头的治理措施应以恢复近年洲头冲刷后退前的滩势为原则,修建长度、方向、高程合理的洲头导流坝,并辅以护底及洲头两缘的护岸工程,以及对小黄洲洲尾右侧至洲尾滩脊进行局部疏浚。成果可为该河段的全面系统治理提供有益参考。

桥区河段洲滩变化对通航条件的影响

桥区河段的洲滩演变,可能会改变桥区的航道条件,影响船舶通航。武汉长江大桥所在的武桥水道河段汉阳边滩年内呈现汛冲枯淤的规律,如果枯水期汉阳边滩淤积展宽,武汉长江大桥上水通航孔水深不足,不能通航,或者即使水深足够,但因桥位上游的航槽过于弯曲,上水船舶通航困难,常需要调标改孔,严重时必须采取疏浚措施。将二维水流数学模型与船舶运动漂移量模型相结合,计算分析了汉阳边滩不同淤积形态条件下上行船舶通过大桥上游弯道的所需航宽,从船舶运动学角度分析了汉阳边滩淤积展宽影响桥区通航的机理。结果表明,即使4 m等深线没有直接淤积通航桥孔,当汉阳边滩突咀较大且靠近大桥时,桥位上游弯道宽度不满足上水船舶安全通航所需航宽的要求,必须采取相应措施。

太行山前平原动水条件下地下调蓄功能实验研究——以滹沱河冲洪积平原为例

实验研究表明 ,在河道过水动水条件下 ,太行山前冲洪积平原地下调蓄功能不仅与总过水量、过水时间有关 ,而且还与河道过水流量的大小有关 ;平均每增加 1个流量 ,引起距河道 95m处地下水位上升 0 .0 31～ 0 .0 36m。距河道不同距离的地下水 ,获取河道渗漏补给的初始时间和强度存在一个随着距离增长而逐步衰减的过程 ;但是地下水位对河道渗漏补给的响应规律是一致的 ,初期为补给强度快速增大过程 ,达到极限后 ,转变为缓慢衰减过程。最有利地下水获取河道渗漏补给的地下水位埋深为 2 .0～ 2 .5m ,入渗速率大小与河道地层岩性有关。一般规律是 ,颗粒愈粗 ,入渗率愈大 ;当地下水埋深小于 2 .0m时 ,受支持毛细水顶托作用影响 ,亚沙土比粉沙的入渗率大。总之 ,山前冲洪积平原具有较强的地下调蓄能力 ,但不恒量 ,是随着各种因素改变而不断变化。

黄河下游游荡河段河床演变对河道整治的响应

为预测黄河下游游荡性河道大规模整治后对河床演变的作用,基于河流动力学理论,通过物理模型试验的方法,以黄河下游游荡性河道典型河段为对象,研究了河床过程对河道整治的复杂响应关系。研究结果表明,河槽横断面形态的调整与人工边界约束程度、流量变差及含沙量变差有关;只要整治工程体系平面布设合理,整治工程量达到一定规模后,通过河道整治,可使河槽横断面形态趋于窄深方向发展,促使游荡型河道向限制性弯曲型河道转化,同时,河道泄洪输沙能力有所提高;河道整治后,不同河段的比降调整不会平行进行。

长江口演变趋势研究与长远整治方向探讨

长江口河道多级分汊,江面宽阔,江中沙洲密布,在径流、潮流、波浪等多种动力因素作用下,河床演变极为复杂。随着河口地区社会经济的快速发展,对长江口的综合整治与开发利用提出了越来越迫切的要求。首先系统分析了长江口的历史发育模式,长江口三级分汊、四口入海总体河势格局的形成,长江口的近期河道演变特征。在此基础上,对长江口的河道演变趋势进行了分析预测。同时根据长江口的自然演变趋势和经济社会发展及生态环境保护等方面的要求,对长江口长远整治方向进行了初步探讨。

黄河下游河床演变中的地貌临界

从地貌学的角度 ,比较深入地研究了黄河下游河床演变中的几个临界问题 :纵剖面调整的临界问题、河道平面形态的临界问题、河型对河床边界的临界响应问题以及河床断面形态的临界判别问题。并且以河型转化趋势预测为例 ,对地貌临界在河床演变中的应用作了进一步的探讨。结果表明 ,小浪底水库建成后 ,在其清水下泄期间 。

高压输电线路跨越河流对防洪的影响评价

输电线路有时不可避免地要跨越河流和穿越湖泊、蓄滞洪区等。《中华人民共和国防洪法》规定:建设跨河工程设施,应当符合防洪标准、岸线规划、航运要求和其他技术要求,不得危害堤防安全,影响河势稳定、妨碍行洪畅通。因此,需对输电线路跨越河流时的防洪安全影响因素进行分析研究。对湖北赤壁附近拟建某跨江输电线路,主要从两个方面对河道中建塔对防洪安全影响进行了研究:①输电线路的修建对河道行洪、河势以及防洪工程的影响;②河道演变以及行洪对输电线路工程自身安全的影响。结果表明:河道中修建的输电线塔对河道的过流断面、行泄没有大的影响;受洪水冲刷影响,河道中输电线塔塔基的冲刷深度分别为3.95 m和3.22 m,应采用适当的防护措施。

长江中游黄州河段采砂影响分析

河道采砂等人类活动对河道演变的影响是河流动力学研究的一个重要课题。以长江黄州河段为例,在实测水沙系列的基础上,采用平面二维水沙数学模型研究了不同流量级下工程河段采砂后水位、流速和汊道分流比等变化规律,并模拟了不同典型年水沙条件下洲滩河段演变过程和采砂区冲淤特性。研究结果表明,在不同流量条件下,随着流量的增加,水位和流速变化幅度有所减小、影响程度降低;分流比对平滩流量反应更加敏感,平滩流量条件下分流比有明显增加;三峡水库蓄水运行后,在不同典型水文年条件下,随着洲滩的冲刷后退加剧,布置在洲尾的采砂区泥沙回淤明显。

河道疏浚回淤过程数值模拟

以平面二维水流泥沙数学模型为基础，对河道挖槽疏浚回淤过程的一般规律进行了模拟。模型考虑了河道的横向展宽，先模拟出一条概化的稳定平衡河槽，再模拟开挖后的回淤过程，因而挖槽回淤模拟排除了挖槽外的其它因素影响。对于本文中的概化河道，得出了开挖后的回淤量与淤积分布规律。挖槽河段在很长一段时间内保持比原平衡河道较窄深的断面形态。

长江芦家河浅滩段石泓大开挖方案的研究

三峡水库蓄水运用后,长江芦家河浅滩段将出现局部坡陡流急的航道问题,石泓大开挖为解决此问题的方案之一。采用全沙动床模型实验方法,研究了石泓大开挖方案实施后对改善航道条件、对本河段及上游河段河势变化可能产生的影响等。研究表明:石泓大开挖方案将改善本河段的航行条件;也将使本河段枯水期的主、支汊易位;改变松滋河的分流特性;与此同时石泓大开挖方案将加剧上游水位的下降,并可能因此影响葛洲坝船闸的正常运行;挖槽中推移质泥沙的回淤有待于今后的进一步研究。