小浪底水库调控后黄河下游冲淤规律与水沙调控指标

为科学指导黄河调水调沙调度实践,根据小浪底水库调控后黄河下游冲淤规律对水沙调控指标进行优化。选取2011—2022年黄河下游实测121场不同含沙量级水沙过程,分析黄河下游水沙特点及其冲淤效率与水沙条件的响应关系,以黄河下游不淤积以及主槽过流能力不降低为总体目标提出水沙调控指标。结果表明:①小浪底水库对黄河下游水沙过程具有两极分化的调控作用,高含沙量水流(平均含沙量S av>10 kg/m^(3))的沙量全年占比为94%,清水水流(S av<1 kg/m^(3))的水量全年占比为85%。②高含沙量水流的淤积效率与平均含沙量呈正相关线性关系。③清水水流的冲刷效率与平均流量呈正相关对数关系。④对于高含沙量水流,丰水年调控水量为80亿m^(3),平均流量为2000~4600 m^(3)/s,平均含沙量为50 kg/m^(3);平水年调控水量为10亿m^(3),平均流量为2000~4600 m^(3)/s,平均含沙量为150 kg/m^(3);枯水年水库不排沙。对于清水水流,需要避免下泄平均流量在800~1800 m^(3)/s范围内的水流过程。

三峡水库蓄水后长江中游嘉鱼河段河床演变特性分析

嘉鱼河段是长江中游典型的碍航河段之一,需重点关注河床演变特性。根据1970~2021年实测水下地形资料,全面分析了该河段的冲淤、岸线、河床形态、洲滩深槽等变化,研究该河段自2003年三峡水库蓄水运用及2006年实施航道整治工程以来河床演变特性。结果表明:自三峡水库蓄水运用以来,该河段岸线基本稳定,河床冲刷部位主要在枯水河槽;近些年断面形态逐渐趋于稳定,岸线变化不大;河段内洲滩平面位置保持相对稳定的状态,仅在复兴洲尾部左缘、燕窝镇对面江中形成了一个新的江心洲;深槽平面位置较为稳定。研究成果可为该河段防洪调度、河道治理等提供参考。

长江与洞庭湖冲淤变化及其对防洪、水资源利用的影响与对策建议

三峡工程运用后,“清水”下泄,导致长江与洞庭湖发生冲淤调整,对坝下游江湖防洪与水资源利用等影响已逐步显现,而上游干支流控制性水利水电工程陆续建成投运,与三峡工程共同作用后对坝下游的影响将更加深远。在以往研究的基础上,结合新近实测资料进一步研究长江与洞庭湖水沙冲淤变化,分析江湖冲淤变化对防洪与水资源利用的影响,并提出相应的对策建议,可为未来江湖治理思路、治理方案的制定与实施等提供参考借鉴。

河谷文明演变与历史滑坡堵江——以金沙江上游卓英村为例

近年来,作者在横断山脉三江并流区开展历史堵江滑坡调查,在金沙江上游发现系列沿江分布的残碉,其中以左岸的白玉县卓英村残碉分布最为集中,共17座,且未见公开报道。这些残碉是一个历史部落或村庄的遗迹,是藏彝走廊历史文化遗存的组成部分。鉴于藏彝走廊研究主要集中在社会科学方面,本文尝试采用自然科学方法拓展相关研究。基于现场调查和地质测年,结合前人工作成果,确定残碉群的建造时间与历史归属,分析历史滑坡堵江事件对河流地貌与河谷文明演变的影响。结果表明:1)卓英村残碉群兴建于1780~1490 a BP,相应的历史年代为东汉末期至南朝时期,按地域极有可能是古白狼国遗迹;2)残碉的修建高程和时间与措拉古滑坡堰塞湖尾部的湖滩高程和溃决时间等具有较好的一致性,湖泊淤积、干热河谷气候、取水便利等为卓英村的兴起奠定了基础;3)约1510 a BP前的一次大洪水事件导致措拉堰塞坝完全溃决,岸坡塌岸引起的耕地逐渐消失,以及取水不便等人居环境恶化是导致卓英村被遗弃的自然因素;4)横断山脉河流历史堵江滑坡引起的河道淤积为民族迁徙提供了良好的通道,也留存了丰富的历史遗迹,类似卓英村残碉的深入研究有望丰富和拓展白狼国与藏彝走廊的研究内容。

三峡工程运用后长江中下游河道冲刷特征及其影响

三峡及其上游干支流梯级水库建成运用后,大坝下游“清水下泄”引起了长江中下游河道发生长时间、长距离的冲刷。2001-2021年期间宜昌至长江口已累计冲刷了50.3亿m^(3),需厘清河道冲刷对河势、防洪、航运等方面产生影响。分析表明:三峡工程运用后,长江中下游河势总体稳定,弯道段出现切滩撇弯、汊道段出现塞支强干等现象;河道槽蓄量的持续增加,进一步增大了河道调蓄和行洪能力,但水流顶冲点的变化和近岸河床的冲刷下切,使得河道崩岸频发,并影响河势稳定和防洪安全;在河道冲刷、河势控制与航道工程综合作用下,长江中下游航道条件总体得到改善,但河道不均衡冲刷使得坝下游砂卵石河段出现“坡陡流急”,沙质河段出现洲滩散乱、航槽移位等现象,影响航道条件;同流量下枯水位呈下降态势,逢极枯年份影响长江中下游用水安全;江湖关系发生新变化,“三口”分流道由原淤积转为冲刷,两湖湖区水位不同程度的降低,枯水位出现时间有所提前,不利于湖区水资源和生态环境的安全与可持续发展;三峡工程实施枯水期补水调度和“压咸潮”调度以及长江口北支淤积减缓,对于遏制长江口咸潮入侵有利,入海泥沙显著减少引起长江口近岸河床冲刷,影响沿岸码头的安全运行。

长江老海坝段近期河道演变及其影响因素分析

近年来受三峡蓄水及河道整治工程影响,长江下游部分河道边界及水沙条件发生了显著变化,特别是老海坝河段年内冲淤演变剧烈,对河道防洪、航运及岸线利用产生影响。本文采用近15年的地形实测资料,探讨老海坝险工段河床演变特征,并对其影响因素开展研究。结果表明:1)老海坝河段平面变化较小,南岸附近-10、-30 m等深线基本稳定,-50 m深槽范围有所扩大;2)河道横断面形态横向变化小,纵向变化大,呈现向窄深方向发展的趋势;3)老海坝抛石护岸工程的实施,改变不同等深线区间内河床的冲淤变化幅度,加剧了深槽冲淤幅度,其中岸坡附近冲淤变化相对较小,深槽冲淤幅度较大,九龙港-十一圩港段冲淤演变最为剧烈;4)老海坝段-30 m以下深槽冲淤量与上游大通站造床流量呈负相关,同时受河道地质边界条件影响,在弯道水流离心力作用下,河床仍将长期处于被冲刷状态。研究成果可为河势急剧变化区的河道演变及岸坡防护提供参考依据。

软体排护底在南京八卦洲右汊进口段治理中的应用效果分析

八卦洲右汊进口段实施了系混凝土软体排全断面护底工程。但由于八卦洲右汊是主汊,水深流急、地形变化复杂,进行河床全断面整体铺排施工难度大。为明晰软体排在该工程中的应用效果,利用多波束测深系统多次采集工程区水下地形数据,通过多波束效果图检测软体排铺排质量,并利用GIS空间分析技术定量分析不同时期工程区河床变化,更好地掌握工程整治与运行效果。结果表明,完工后工程区河床由以冲刷为主转为以淤积为主,最大淤积幅度可达7.87 m,工程阻止了进口断面进一步扩大;2020年特大洪水后,工程区河床整体淤积量和淤积面积持续增加,淤积面积占比由66.6%上升至83.9%,淤积量由41.4万m^(3)上升至54.5万m^(3);全断面软体排护底工程运行稳定,发挥了工程防护效果。

供水枢纽河道冲淤规律及成因分析

以塔里木河流域某河道为研究对象,基于已有水文地质资料,研究近年来该河道的年平均分段冲淤量、年平均累积冲淤量和冲淤规律,并系统分析了河床冲淤的原因。结果表明,各枢纽河道段的河床冲淤变化形式呈现为先淤积后冲刷或持续冲刷趋势;河床自然冲刷量占冲刷总量的2.44%,采砂占比29.53%,无规划采砂和航道整治占比68.03%,采砂活动是造成河床冲刷的主要原因。

新水沙环境下青草沙水库外侧滩地形态调整特征及保护措施

采用青草沙水库周边2014-2019年实测水下地形数据,定量分析了各堤段滩地形态调整特征,基于MIKE21数值模型对护滩措施的效果进行了模拟。结果表明:2014年后青草沙水库外侧滩地基本未出现明显的淤积外延发展,且局部沙体逐渐萎缩,其中北堤中段外侧滩地头部大幅度冲退,最大距离近900 m(-5 m及-10 m等深线),沙体形态呈扁平化调整,须适时进行保护;新桥通道进、出口落潮主流略有偏转,向水库大堤侧靠近,影响滩地的冲淤过程;在青草沙外侧滩地头部沙体实施潜堤护滩措施后,北堤中段外沙体滩面流速整体明显减小,且对周边区域的水动力过程影响较小。

地面沉降对河道泄洪能力影响分析

以安徽省阜阳市地面沉降中心处阜阳闸水文站为研究对象,采用河流动力学理论,推求河道泄洪能力与断面冲淤因子关系式,分析历年冲淤因子变化曲线与地面沉降变化曲线之间因果关系和相关性,进一步剖析在多年平均来水量及来沙量没有显著变化情况下,断面冲淤因子逐年减少的原因。结果表明,随着地面沉降的持续河道泄洪能力逐年减少,同等泄洪流量下河道水位逐年偏高,并依据历史水文资料对分析结果进行验证,为阜阳城市防洪安全和颍河洪水科学调度提供参考依据。

黄河废弃三角洲海底冲淤演变规律研究

1976年黄河改道清水沟流路后 ,钓口流路三角洲叶瓣废弃 ,由于大量陆源沉积物供应的断绝 ,原来形成的快速堆积地形变得极不稳定 ,水下三角洲岸坡受到海洋动力快速冲蚀作用。根据长期水深资料的对比研究 ,波浪侵蚀使水下岸坡整体变缓以适应新的沉积动力环境 ,正逐渐形成新的冲淤平衡剖面。对整个研究区的水深资料进行叠加 ,总结其海底冲淤演变规律。采用 2 0 6 6 0、2 0 6 5 6、2 0 6 5 2和 2 0 6 4 8剖面上的散点 (整数水深点 )水深变化 ,结果表明废弃三角洲海底由浅水区向深水区冲淤组合呈带状分布 ,且越向深水区周期性越明显。

近、现代黄河三角洲发育演变研究进展

系统综述了1980年以来国内有关近、现代黄河三角洲发育演变的研究进展。总结了三角洲变迁对黄河下游近口河段的反馈影响和三角洲发育模式等研究成果。重点评述了黄河三角洲的形成影响因素和冲淤演变过程,肯定了数值计算方法和遥感与GIS技术已经成为定量计算与半定量分析黄河三角洲冲淤演变的重要研究手段。并指出今后研究的主要问题,包括突发性事件在潮滩冲淤变化中的作用、人类活动影响程度的定量表达、岸滩处于不冲不淤时的最佳剖面形态、现有冲淤数值模型的完善和GIS与数值模型系统的集成研究等。

布设断面测算河道水库容积及冲淤量的数学解析与概化

以河道水库容积及冲淤量测算为目标 ,提出了断面布设要求、容积等效概化断面间距的推算方法 ,探讨了容积及冲淤量计算公式的适用性 ,导出了比较实用的断面间宽、平均深呈线性变化情况的容积计算公式。本研究成果的实质是 。

黄河下游水沙条件对河道冲淤的影响

根据1950年以来黄河下游河道实测水沙资料，分析了黄河下游河道汛期淤积比与小浪底站径流量、输沙量、平均流量、平均含沙量和来沙系数的关系；根据2002～2008年小浪底水库8次调水调沙期间的实测数据，进一步分析了调水调沙时黄河下游河道水沙条件对河道冲淤的影响。结果表明：黄河下游河道汛期淤积比随小浪底站径流量或平均流量的增大而减小，随小浪底站平均含沙量或来沙系数的增大而增大；调水调沙期间下游河道均发生了冲刷，河道淤积比随来沙量、出库平均含沙量和来沙系数的增大而增大，随出库径流量和洪水历时的增大而减小；2007年汛后小浪底出库调控流量为3600m^3／s、含沙量为40kg／m^3时，下游河道基本达到冲淤平衡。

长江宜昌至汉口河段输沙特性分析

通过对长江宜昌至汉口干支流水文站50年水文资料的分析发现,长江干流年水量变化不大,而年沙量变化很大,造成沙量增减变化的主要原因是荆江三口(藕池口,松枝口,太平口)分洪分沙、量的逐年减少、干流来沙及汉江丹江口水库蓄水运用引起的。本文还从沙量平衡法和断面法分析了宜昌至汉口河段的泥沙冲淤和输沙特性,发现城陵矶至汉口河段长期处于淤积状态,是上下游河段挟沙力平衡的一个调节河段。并预测三峡水库蓄水后下游年沙量将进一步减少。

黄河三角洲桩西至黄河海港海域冲淤演化特征研究

针对目前胜利油田海堤防护工程有27.7 km 的临海海堤存在非常严重的安全隐患,根据历史资料分析、数值模拟以及实测资料推算,研究了黄河三角洲地区桩西至黄河海港海域25 a,50 a 一遇渡流共同作用下冲淤变化,得出研究区海域冲淤演化特征。为该海岸段海岸防护工程加固方案的设计、施工以及工程的灾害预测,提供了可借鉴的科学依据。

桥位附近水流及局部冲刷的数值模拟

将平面二维河道推移质冲淤数学模型和桥位局部冲刷经验公式有机地结合起来，计算整体河段泥沙冲淤和桥位局部地区泥沙冲刷，既考虑了局部流态对整体流场的影响，又反应了整体流场对局部流态的影响。文中以长江黄石大桥河段为例，计算其桥位冲刷，计算结果与模型测量资料基本一致，效果良好。

冲淤河道水位预报模型及其应用

根据河流动力学基本方程，采用水文学与水－沙关系相结合的方法，建立了适用于不受回水顶托影响，以悬移质为主且水－沙关系良好的冲淤河道的水位预报模型，应用于渭河咸阳－华县河段，精度提高。

灌河河口河道冲淤演变及航道自然条件分析

通过对近20 a实测水文地形资料的深入分析,得到了灌河干流河道及出口水道的冲淤演变规律:干流河道在盐东控制闸建闸前,以响水为界上段冲刷下段淤积,建闸后,从多年平均来看上段明显淤积下段冲刷;近10 a来,陈家港以下的干流河道弯道凹岸处均为深槽逼岸的冲刷区,且处在持续稳定冲刷状态;自20世纪80年代以来,灌河口外岸滩冲刷强度减弱,近10 a来,河口外冲淤近于平衡状态。这些研究为灌河口码头、航道等工程建设提供科学依据。

黄河内蒙古河段来沙组成对河道淤积影响研究

泥沙输移不仅受水流和边界条件的影响,泥沙粒径的粗细会直接影响泥沙的输移过程,引发河床的冲淤调整。黄河内蒙古河段的淤积不仅受水沙量的影响,支流和干流来沙组成的影响也不可忽视。本文以水文站的实测资料为基础,结合孔兑取样结果,以三盛公-头道拐冲积性河段为对象,分析了1960-2005年悬沙组成的变化特点、分组泥沙的冲淤特性及支流不同来沙情况下干流、孔兑来沙组成对河道淤积的影响。研究表明,孔兑来沙量少时,沿程悬沙组成略有细化相应的河床冲淤调整取决于干流来水来沙条件;孔兑来沙量大时,对于冲刷时段沿程悬沙组成略有粗化,对于淤积时段悬沙组成沿程明显细化,但头道拐的悬沙组成并没有因为支流来沙量大而发生明显的变化,表明孔兑粗泥沙基本都淤积在河道中,对干流淤积产生较大影响。研究提出的内蒙古河段淤积泥沙来源的相关成果,可为区域防洪减淤措施的研究提供参考依据。