三峡水库航道泥沙淤积模式及航道通过能力提升研究

三峡入库水沙条件发生变化,运行十年来的泥沙淤积与论证阶段存在差异,库区航道通过能力提升建设面临新的问题。实测资料分析表明:库区泥沙淤积总量约为15亿t,淤积物中值粒径多在0.01 mm以下,主要分布在常年回水区的宽谷和弯道河段,峡谷段无累积性淤积;卵石淤积集中在变动回水区,但累积性淤积不大;常年库区黄花城航道已发生悬移质淤积碍航,变动回水区消落期部分航槽推移质运动存在碍航。基于现场测量、数学模型和物理模型等,提出了三峡库区航道泥沙淤积模式,成功应用于典型细沙淤积碍航河段黄花城水道治理方案的数学模型和物理模型中。针对变动回水区航道通过能力提升问题,基于全库区二维水沙数学模型预测得出库尾泥沙溯源淤积将没有预期严重,可进行4.5 m深水航道的建设,并提出了初步治理思路。

粉砂淤泥质海岸开敞航道淤积模式探讨

粉砂淤泥质海岸开挖的开敞航道,普遍存在淤积问题,而且在风暴浪作用过后,经常出现泥沙大量骤淤现象。根据已有的研究成果,指出航道淤积除存在悬移质淤积、推移质淤积、层移质淤积外,还有泥沙流滑淤积、航道侧面土体滑坡淤积2种方式,并概念性地分析了粉砂淤泥质海岸航道淤积。在常浪状况下,主要为“悬移质+推移质+层移质”的淤积组合模式;在风暴浪状况下,主要为“悬移质+推移质+层移质+泥沙流滑+航道侧面土体滑坡”的淤积组合模式。

洞庭湖泥沙淤积数值模拟模式

在确保沙量守恒的非恒定流、非均匀沙的二维水沙数学模型的基础上,通过洞庭湖水沙输运和河床变形计算实践,比较了两种冲泻质与床沙质的转化模式,提出了包括冲泻质在内的泥沙淤积模式和水沙动边界计算模式。从洞庭湖泥沙输运和河床变形计算的结果看,洞庭湖泥沙淤积数值模式具有较好的稳定性和较高的模拟精度,说明所建湖泊泥沙模型的良好性能和具有推广运用的前景。

黄河上游高含沙水流交汇区河床形态及冲淤变化规律

黄河上游交汇区为典型的高含沙水流交汇区,支流高含沙洪水往往引起剧烈的河床形态调整及冲淤变化。利用室内模型实验、野外观测资料,研究了支流高含沙洪水入汇干流后,交汇区变化过程及冲淤计算方法。研究表明,交汇区河床形态包括壅水区淤积沙坝、分离区沙洲、输水输沙主槽及分离区以下河段的沙洲等基本元素。进入交汇口上游壅水区的泥沙全部落淤,淤积量随高含沙洪水沙量的增加呈线性线增加;提出的交汇口以下河段的泥沙淤积模式,揭示了泥沙淤积的主要影响因素为支流高含沙洪水沙量、汇流比、恢复饱和系数等,支流高含沙洪水沙量的作用更为明显,该模式可以定量描述交汇口以下河段的泥沙淤积。支流高含沙洪水形成的淤积沙洲的冲刷,取决于干流洪水流量及持续时间。黄河上游交汇区的淤积沙洲,较优的冲刷流量为2000 m3/s左右,冲刷历时为10天左右。