三峡蓄水以来葛洲坝下中华鲟产卵场河床质特征变化规律

为探究葛洲坝下中华鲟(Acipenser sinensis)产卵场的河床质特征变化规律,研究基于水声学和水下视频影像分析三峡蓄水以来现有数据(2004—2020年),研究底质表观特征与水声学特征的相关性,分析产卵场底质特征变化及其原因。结果表明:(1)硬度、粗糙度和分形维数分别与河床质充塞度、粒径和主要组成相关;(2)葛洲坝下中华鲟产卵场河床底质特征参数在2004—2020年发生了明显的变化,硬度、粗糙度和分形维数三种特征均值在2004—2012年均呈现先增加后减少的趋势(P<0.01),在2012—2019年均显著增加(P<0.01),在2019—2020年显著减少(P<0.01);(3)产卵场含沙的底质比例在2004—2008年减少33.08%,在2008—2012年增加12.69%,在2012—2015年减少33.83%,此后其持续减少至2019年,在2019—2020年增加39.37%,期间的底质变化可能与三峡蓄水、泥沙调度、新修水坝的蓄水运行及期间发生的洪水有较大关联,且中华鲟的自然繁殖活动明显受河床质变化影响。研究结果为葛洲坝下中华鲟产卵场河床质的推演和产卵场的恢复与重建提供基础数据。

三峡蓄水以来葛洲坝下中华鲟产卵场河床质特征变化

中华鲟是国家一级保护水生动物,是产底层产粘性卵鱼类。河床质构成了中华鲟受精卵和早期胚胎发育的物理环境,其变化可能直接影响中华鲟自然繁殖的规模和效果。基于水声学和水下视频技术对葛洲坝下现存唯一已知中华鲟自然产卵场的河床质特征进行了连续观测,对三峡水库蓄水以来中华鲟自然产卵场的河床质特征变化进行了研究。水声学分析结果显示,2004—2012年间,中华鲟产卵场区域内河床硬度未有明显变化,但粗糙度显著增加(P<0.05)。对产卵位点的河床质特征分析表明,下产卵区的硬度增加(2012年显著高于2008和2004年(P<0.05)),上产卵区硬度呈明显下降趋势(2004年显著高于2008和2012年(P<0.05));上产卵区的河床粗糙度均呈不显著上升趋势(P>0.05);下产卵场区的河床粗糙度呈显著上升趋势(P<0.05)。水下视频观测结果显示,三峡蓄水导致的水体含沙量明显减少,对河床的冲刷日益明显,表现在产卵场江段沉积细砂和粗砂区域面积显著减少,河床卵石缝隙充塞度明显下降(P<0.05)。下产卵区在2007—2012年视频观察过程中发现河床卵石缝隙充分暴露,几乎没有任何细砂或粗砂填充,与上产卵区河床卵石缝隙充塞度特征明显不同。长期观测表明,2004—2012年期间中华鲟自然产卵位点发生了明显的改变,2004—2007年均发生在下产卵区,而2008—2012年均发生在上产卵区,自然繁殖规模和效果也明显下降。综合分析显示,中华鲟产卵场河床质特征的变化可能是导致中华鲟自然产卵位点的改变和迁移的原因,进而影响中华鲟自然产卵场的繁殖适合度,影响中华鲟自然繁殖的规模和效果。对三峡蓄水清水下泄的生态影响评估以及中华鲟自然产卵场的改良或修复有重要借鉴意义。

泥沙颗粒分析法在岷江下游河段河床质分析中的应用

泥沙颗粒分析是泥沙研究中的基础工作,可为河流演变、水生态环境及地质地貌等研究提供基础信息。对当前的泥沙颗粒分析方法进行了分类,并评价了各种分析方法的优缺点及适用范围,归纳总结了各种方法的计算原理。应用泥沙颗粒分析工具GRADSTAT对岷江河床采样的泥沙样品进行了计算分析,结果表明:岷江河床质分选很差,沿程粒径减小,由于上游水库拦截泥沙作用,下游的河床质中细颗粒成分较多。

都江堰河床质级配和推移质输沙率研究

以都江堰河段实测的河床质级配和卵石推移质资料为基础，经过分析计算得出：河床质代表粒径沿程的衰减符合倒数函数规律，卵石之间的碰撞破碎和磨损是该河段卵石沿程细化的重要因素。爱因斯坦推移质公式的计算结果与实测值基本一致，梅叶彼得公式计算的结果则明显偏小。在河流的涨水过程中，水流坡降变陡，挟沙能力增加，推移质输沙率加大。

刘家峡水库变动回水区河床质泥沙粒径分布

根据刘家峡水库变动回水区的河段地形特征和历年河床质泥沙粒径级配资料,分析了变动回水区河段淤积和冲刷时,河床质泥沙中值粒径的沿程变化和历年河床质泥沙中值粒径变化过程,并指出粒径分布由粗变细的转折点在变动回水区寺沟峡峡口处.

长江口南支河床质的运动规律

对长江口南支河床不同地貌单元上河床质的组成进行了分析,并通过室内环形水槽试验和现场资料分析、验证,得出不同河床质的运动规律,然后在分析各家泥砂运动公式的基础上,得出适合于长江口南支河床质的运动表达式。

新型锥式河床质采样器研制与应用

简要介绍一款新型锥式河床质采样器,分析工作原理、主要优点,并结合花园口、夹河滩水文站实际应用情况,探讨该采样器存在的一些问题及解决方法。新型锥式河床质采样器可实现黄河下游河段在水深大、流速急、河床硬的条件下河床质采样,在流速平稳的情况下,能有效地依照规范要求采到距河底淤泥表层10~20 cm深度的河床质,解决黄河下游河段过去采样仪器采样工作量大且历时长,以及大水深、大流速条件下难以采样等难题,适用于黄河全河流域和其他多沙性河流的河床质沙样采取。

黄河宁夏段河床质对河势变化的影响

在黄河宁夏段不同断面床沙观测试验的基础上,分析了该河段床沙特性,计算了该河段泥沙起动流速。通过起动流速计算成果分析了部分河段河势变化,结果表明：青铜峡—石嘴山河段右岸的平均粒径及粗沙占全沙的比例均大于左岸的,右岸的河床边界条件相对于左岸更稳定。各取样断面不同深度的泥沙平均粒径的起动流速为0.33~0.59 m/s,滩地流速为0.24~0.49 m/s,主槽起动流速为0.52~0.59 m/s,主槽流速为2.10~2.86 m/s。结合历年河势变化分析的结果与计算分析的结论基本一致。

新型锚式河床质采样器研制与应用

多年来黄河山东水文在采取河床质时,浅水区一般采用横式采样器进行河床质取样;水深较深时,一般用耙式取样器进行取样。耙式采样器由于取样口较短,集样部分为布袋,每次采样时,都要用细绳或夹子把布袋下口扎起来,在采样时,容易倾洒部分沙样,并且在容器内和布袋上存留部分沙样,给采样带来一定误差。新型锚式河床质采样器正是根据多年一线工作经验,结合生产实际需要而研制的。通过使用,不仅减少测验人员的工作量,而且大大提高了河床质采样精度。

犁式河床质采样器简介

一、前言河床质泥沙资料是研究河性、河相和河床演变、泥沙运动以及水利工程设计的重要资料。现有的河床质采样器种类繁多,如锹式、锥式、蚌式、挖斗式等,但是性能各异,其适用范围亦不相同。因此根据不同河床性质选用不同采样器,以取得有代表性的沙样,是多年来许多专业人员探索的问题之一。

犁式河床质采样器简介

犁式河床质采样器能够在水深大、流速大的大江大河中采集河床质。其特点能采取大的卵石,最大粒径达315mm。经寸滩水文站多年实践,性能良好,操作简便,取样效果可靠。

河床质与水流交换部分的计算

由于河床质和推移质这两方面水文测验在测站开展得很少,本文利用现有的水文流量原始资料,挖掘方法进行计算,可得到河床质与水流交换部分的体积计算成果。在泥沙测验中,这个方法有很大的实用性。通过计算发现:这部分泥沙变化过程与水位变化过程大体相一致,也深刻说明了泥沙变化所特有的规律性。

砂质河床与砾石河床的河型判别研究

砂质河床与砾石河床在水力学特征与泥沙运动特征方面都有较大差异 ,由此导致了河型特征的差异。本研究以世界上近 2 0 0条河流的资料为基础 ,在建立同时适用于砂质与砾石河床河型判别统一关系方面进行了尝试。以水流切力、河流功率以及无量纲切力Sd/D50 来表示水流强度 ,而以宽深比和无量纲河宽来间接反映河岸约束性 ,从而在一定程度上克服了河岸约束性难以定量表达的困难。研究发现 ,上述水流强度变量和河岸约束性变量的组合关系 ,在具有不同河型的砂质与砾石河床之间表现出较大的差异 ,从而实现了对砂质河床与砾石河床河型的定量判别 。

天然河流沙质河床上器测推移质输沙率含义的商榷

作者基于天然河流沙质河床上的推移质和悬移质两类运动形式的泥沙,不存在一个能够截然划分的界面,认为在沙质河床上利用推移质采样器实测的推移质输沙率,其组成不都是推移质泥沙,其中尚包括悬移质中的床沙质泥沙。为此,本文分析了长江中游干流宜昌和汉口水文站河段利用推移质采样器实测的推移质输沙率和与之相应测次的、按测时水沙条件计算的临底流层内悬移质中床沙质泥沙输沙率的相关关系,论证了沙质河床上器测推移质输沙率中推移质泥沙和悬移质中床沙质泥沙组成的机理。

灌区多孔质生态河床的改良及净污效果试验研究

将多孔质生态河床技术引入生态型灌区受损水体修复中.在冬季低温条件下,通过室内试验,延续了前期研究,采用仿生植物填料丝改良了块石多孔质生态河床,并与碎石多孔质生态河床对比,分析了两种河床模型对污染水体的净化效果.结果表明:采用仿生植物填料丝改良的块石多孔质生态河床是修复受损水体较理想的方法,它可以有效地降低由于水力条件的改变对河床的扰动,减轻由于底质污染物向上覆水体的再释放而导致的二次污染程度,还有利于增加河床的比表面积,增加微生物的数量和种类,提高河流的自净能力.此外,对比分析了两种河床模型对TP,TN、NH4+-N和CODMn去除机制.

巴音河河床硬质化对地下水循环模式的影响研究

在西北干旱区,人类活动通过大型水利工程、农业引水灌溉等方式在不同程度上影响和改变着天然状态下的地下水循环模式,并引发一系列的次生灾害。以青海省德令哈市巴音河为例,选取山前冲洪积和冲湖积平原为研究区,利用MODFLOW软件沿河流方向建立地下水流的剖面二维数值模型,划分地下水流系统,分析相同径流量条件下河床硬质化对地下水循环模式的影响作用。结果表明河床硬质化改变了河流对地下水的补给机制,极大地影响了局部地下水流系统,使得地下水位整体下降,溢出带位置下移约800 m,且地下水出现了集中排泄现象。

非均质河床双排桥墩局部冲刷数值模拟研究

精确模拟山区河流非均匀沙质河床桥墩的局部冲刷对桥梁设计和安全运行具有重要的意义。以黑石渡大桥河床床沙特征为背景,采用Flow3D软件开展非均匀沙质河床上双排圆柱形桥墩冲刷三维数值模拟研究。为考虑河床非均匀泥沙的悬移质运动、泥沙挟带、推移质输运等过程,在数值模拟过程中,根据非均匀沙质河床的颗粒分布曲线,对所筛取的各个级配范围内的颗粒采用其对应的中值粒径来表征。模拟得到了双柱排桥墩局部流场结构、河床的冲淤变化和上下游桥墩周围冲刷坑形态。研究表明:受桥墩阻水作用影响,墩前壅水、墩后跌水现象明显。墩周冲刷坑基本贯通整个墩周区域,受上游墩保护作用影响,下游墩冲刷坑的发育深度和规模小于上游墩。将数值模拟结果与试验结果进行了对比分析,二者吻合较好。研究成果可为深入开展非均匀沙质河床桥墩局部冲刷研究提供参考。

全套管全回转钻机与旋挖钻机组合在薄覆盖层硬质河床引孔中的应用

赣州市蟠龙大桥18号水中墩处为薄覆盖层硬质河床,水中措施为采用锁扣钢管桩围堰,底部进入硬质河床,无法直接打入。针对该问题,采用全套管全回转钻机与旋挖钻机组合引孔施工,通过全回转钻机下放套管,作为引孔的导向及围护,且无须设置泥浆池,避免了环境污染;旋挖钻机高效出土并同全套管全回转钻机组合应用,不仅展现了全回转钻机扭矩大及套管下放的特点,还发挥了旋挖钻机高效钻进的优势。工程实践表明,将各类设备优势充分利用,可大大提升施工工效。

有底钢套箱法施工淤泥质河床中的低桩承台

针对深圳皇岗—落马洲口岸第二公路桥工程主桥1号墩施工特点,介绍了在淤泥质河床中采用有底钢套箱施工低桩承台的施工方法和工艺流程。实践证明该技术安全、高效,保证了工期和质量。

淤泥质河床基础钢板桩围堰施工及其优化

1概况 钢板桩围堰的施工在水利工程中已大量采用，我公司（广东水电二局股份有限公司）在汕头大围六个应急堤段达标加固工程中成功应用了这项技术，在此对此项工艺的应用的几点体会供大家共享。汕头大围项目有许多新建改建水闸、泵站，所有的水闸泵站的地基基础都是淤泥地质，处在水闸、泵站进出口的施工围堰更是建在夹有块石（为防冲刷而抛下的块石护脚，仍有部分在围堰范围内）的淤泥地质之上，根据设计的要求为保障围堰安全大多采用钢板桩围堰，且围堰为满足水下工程项目的施工围至主河道，设计都要求使用双层钢板桩，中间部分填粘土防渗，