游荡型辫状河沉积特征及沉积相模式

针对冀东油田高104 5区块馆陶组辫状河模式认识不清、砂体预测不准的问题,开展砂质辫状河河型分类研究。首先,根据区域地质背景、古气候、岩石粒度、层理构造、相序、溢岸、落淤层发育情况以及砂体形态等指标确定研究区为游荡型辫状河。随后,以Miall构型要素分析理论为指导,建立了辫流带、单一辫流带内河道和心滩边界识别标志,实现了研究区游荡型辫状河结构解剖,确定研究区单一辫流带宽度平均1 400.00 m,单一辫流带内心滩平均长度为414.47 m,宽度平均为158.86 m,河道宽度平均53.18 m。心滩长宽比集中在2.0~4.0,心滩宽度与辫状河道宽度比为2.2,为宽坝窄河道辫状河沉积模式。最后采用沉积数值模拟的方法,建立了研究区游荡型辫状河沉积相模式,可为油田开发提供指导。

游荡型黄河滩涂植物群落多样性及种间联结性

黄河干流流量季节性变化和小浪底“调水调沙”形成了黄河河南段特殊的游荡型滩涂生态系统,为揭示游荡型黄河滩涂(嫩滩、二滩、高滩和大堤)群落组成和种间关系及群落稳定性规律,于2015年9月至2018年11月,采用典型样方法在郑州黄河湿地自然保护区游荡型黄河滩涂开展群落学调查,利用149个草本层样方分析群落物种组成、多样性、种间联结性和群落稳定性。结果表明:(1)研究区植物共有90科289属445种,其中被子植物87科286属440种,裸子植物2科2属3种;蕨类植物仅见1属2种。(2)不同滩涂生境优势种具有显著差异,且总体狗牙根(Cynodon dactylon)、芦苇(Phragmites australis)和小蓬草(Erigeron canadensis)为优势种,国家二级保护植物野大豆(Glycine soja)呈斑块聚集分布,且为嫩滩和二滩亚优势种。(3)大堤物种多样性各指标取值最大,嫩滩次之,二滩和高滩较小。(4)χ^(2)检验、Jaccard指数、Pearson相关检验和Spearman秩相关检验表明,优势种种对种间联结性不强,各物种间相对独立。(5)二滩总体联结性呈现不显著负关联,其他3种类型均为显著负关联,M. Godron稳定性分析说明群落总体均处于不稳定演替阶段。因此,游荡型黄河滩涂生态系统总体不稳定,河道的游荡多变导致滩涂植物更新频繁,这可为黄河流域生态保护和高质量发展国家战略提供重要基础数据和科学指导。

基于遥感影像的黄河下游游荡型河段主槽演变特征研究

黄河河南段以游荡型河段为主,其水沙变化剧烈、主槽摆动频繁、河床变形严重,对河道生境产生了严重影响。采用Landsat卫星影像,并基于MNDVI水体指数对黄河游荡段30 a水体的河道边界信息进行提取,通过划分不同河段和区域计算不同时期河道主槽形态参数、河道摆动面积、摆动方向、迁移距离等指标,分析游荡段河道摆动的变化特征。结果表明:游荡段主槽水域面积明显减少,并向弯曲河流转变;R2区域是摆动面积最大及平均摆动面积最大的区域;1986-2019年游荡段左岸摆动的总面积为59.9 km^(2),向右岸摆动的总面积为53.3 km^(2),R1和R4段向左岸右岸摆动的面积大致相等,R2段主要向左岸摆动,R3段主要向右岸摆动,游荡段整体有略微向左岸摆动的趋势;R1区域整体略微向南迁移,R2区域整体向北迁移显著,R3整体向南迁移,R4整体略微向西迁移。小浪底水库运用后,进入游荡段水量与水库运用前基本相当,而泥沙主要集中在汛期输送;游荡段河道主槽变化与水流对滩岸土体的冲刷和洪水后的崩坍有关;控导工程对河流有明显的约束作用,R3区域中的部分河段S11、S12缺乏控导工程,河道主槽摆动剧烈。

黄河宁夏段游荡型河段河床演变分析及冲淤计算

银川市外滩区域属黄河宁夏段的游荡型河段,河道右岸设置格宾石笼用于保护外滩景区,但石笼断裂加速了水下根石的侵蚀。为研究该河段岸坡失稳后的河势发展,对布设护岸工程后的脆弱区河岸变形情况进行监测,利用“河猫”系统等仪器对24个预设典型横断面的水动力学要素进行实测,并采用地形断面法进行河道冲淤分析。结果表明:在研究时段内,河道水下地形左低右高,右岸受护岸作用保护,岸线基本稳定,近岸处河床淤积;左岸岸线及主流线不断左移且摆动剧烈,左岸冲刷严重,发生崩岸现象;沿程断面形态由W形演变为V形;河段横断面流场基本朝向左岸,未形成螺旋运动;河道在10个月的时间内总淤积量为5.6940万m3,平均淤积厚度为1.20 m。因此,护岸的水下根石可以有效阻止河岸的冲刷下切,但在一定程度上会造成淤积,应做好排淤工作。

黄河游荡型河段桥梁通航孔布置研究

以包银高铁磴口黄河特大桥为例,对所在游荡型河段进行岸线及洲滩变化分析、河床断面变化情况分析,在桥梁选址不满足GB 50139—2014《内河通航标准》且无法调整的情况下,提出采取多跨覆盖主槽变化范围、合理布置桥跨的措施。通过研究现状条件下航道布置情况,对桥跨方案进行了优化调整,使现状主槽内的4×178 m主跨满足代表船型单孔双向通航要求,右侧边跨和位于左侧滩地边跨满足代表船型单孔单向通航要求,多跨通航孔覆盖了主槽摆动范围。在不实施滩槽守护及航道整治工程的情况下满足了航道通航条件,实现了桥梁建设与航道保护的和谐共赢,对同类型项目的桥梁设计具有一定的参考价值。

黄河下游游荡型河段的治理方略

基于黄河河势"流性习散,河性习弯"的变化特性,提出了适应未来水沙条件的黄河下游游荡型河段治理方略:在现有河弯工程与改建的"束流节制工程"强力约束下,靠溜险工及控导工程与以生产堤为基础改造成的护滩防洪堤共同构成第一道防线,发挥控制流路,束流输沙及避免中常洪灾的作用,在完成标准化建设的大堤上有目的地修建防滚河工程后成为第二道防线,结合在大堤至控导工程及村庄至大堤的道路标准提高后形成的格堤,既可在发挥分滞洪作用的同时,有计划地淤滩治滩。此外,"河南运河"也可作为黄河下游河道长期治理的战略措施。

游荡型河流的平面二维水沙数学模型

为使数学模型能模拟游荡性河流因水流弯曲、分汊等导致的环流输沙作用,本文首先在悬移质泥沙对流扩散方程中增加了横向输沙项,然后引入适合游荡型河流的塌岸模式及局部动网格技术和网格融合技术,解决了河岸变形模拟和河道整治工程导致网格再生、床沙级配变化模拟等关键性难题,开发出可模拟游荡性河流河床演变且可反映河道整治工程作用的平面二维水沙数学模型。最后,以黄河下游柳园口—夹河滩河段为例,应用本文模型对游荡型河流河势变化进行了数值模拟,结果表明本模型能够真实地模拟出游荡型河流独特的河床演变过程。

分汊与游荡型辫状河储层构型研究:以苏丹FN油田为例

辫状河储层构型研究对预测剩余油分布有重要作用,但目前国内外学者对辫状河储层构型的研究多停留在笼统的辫状河模式上,对不同类型辫状河的构型研究较少。本文在文献调研和露头观察的基础上,对分汊和游荡两种类型的辫状河分别进行研究。以苏丹FN油田为例,依据"层次约束,模式拟合和多维互动"的构型解剖思路,综合岩心和测井资料分别对分汊与游荡型两种辫状河进行构型单元解剖,从单一辫流带砂体厚度、隔夹层发育规模、心滩坝与辫状河道发育规模及关系、落淤层与沟道发育规模及模式等方面入手,分层次定量计算不同河型构型单元的发育规模,探讨不同规模构型要素对剩余油形成与分布的控制作用。研究发现分汊型辫状河单一辫流带砂体厚度小于游荡型辫状河,连片分布的隔层稳定性强于游荡型辫状河;分汊型及游荡型辫状河都广泛发育心滩坝、辫状河道等砂体,规模和形态类似;分汊型辫状河心滩坝被河道下切完全,内部发育落淤层与沟道沉积,两者分期孤立分布或同期切割分布;游荡型辫状河心滩坝内镶嵌着规模较小的辫状河道(沟道),落淤层较不发育。最终总结了构型界面渗流屏障在垂向上影响剩余油分布的5种模式,以及构型单元渗透性较差处如心滩坝边部、泥质(半)充填河道等易形成剩余油富集。

游荡型河道透水整治建筑物研究综述

从游荡型河道透水整治建筑物的角度 ,总结和探讨了以往河道整治中取得的成功经验。研究表明 :透水整治建筑物具有适应不同标准洪水、不与河流争空间、少抢险或不抢险、保护生态等优点。这些优点与当前洪水管理思想相适应 ,并对内陆河游荡型河道整治具有良好的借鉴意义。

黄河下游游荡型河段河势演变规律

阐述了黄河下游枯水少沙系列、丰水少沙系列河势演变情况,指出了河势演变的特点,并总结了河势演变基本规律:①河势自然演变的程度同来水来沙变幅成正比;②河床的可动性决定河势演变的剧烈程度;③主流线的弯曲系数、弯道半径自上而下呈增大趋势;④河势的演变具有关联性,具体表现为"一弯变、多弯变";⑤主流线有"小水坐弯、大水趋直"的特点;⑥节点及人工边界对河势的演变具有限制作用。

黄河下游游荡型河段洪水演进与河床变形过程的数值模拟

黄河下游游荡型河段的河床变形过程相当复杂 ,横向变形尤为突出 ,现有水沙数学模型一般仅能模拟河床纵向冲淤 ,不能模拟滩岸横向冲刷与崩塌 ,本文将平面二维水沙数学模型与粘性河岸冲刷的力学模型相结合 ,建立河床变形的平面二维混合模型。然后以黄河下游花园口至夹河滩的游荡型河段为例 ,采用该混合模型 ,首次较为全面地模拟了 1982年汛期的洪水演进与河床变形过程。沿程最高水位、出口断面流量过程等计算值与实测值符合较好。计算结果还表现为大水时主槽冲刷 ,滩地淤积 ;小水时主槽淤积 ,滩地崩塌。

分段整治实现游荡型河道整治的有机统一

在分析黄河游荡型河道形态和河床演变特点的基础上 ,结合河工模型试验结果 ,指出游荡型河道进一步整治需坚持继承和发展的观点 ,抓控制性工程建设的同时 ,要注意“节点工程”与“微弯型河道整治措施”相结合。根据游荡型河道形态 ,把河道分为若干小河段 ,实行整体整治与分段整治相结合 ,实现游荡型河道整治的有机统一。

黄河游荡型河段河势变化数学模型

在已有成果的基础上,通过解决水流横向输沙模拟、滩岸在水力冲刷与重力坍塌作用下的变形计算及其数值计算的适应性等关键性难题,首次开发出了可模拟黄河游荡型河道河势变化的数学模型。初步验证结果表明,该模型能够反映游荡型河流河床的演变特征,可用于黄河下游游荡型河道河势变化的模拟计算。

川藏公路尼洋河下游宽浅游荡型河段水毁路基防护试点工程

川藏公路K4257+710～K4258+205位于尼洋河下游宽浅游荡型河段。通过对该段路基水毁的形成因素、水毁特征及防护工程水毁的分析,再通过野外路基防护工程模型试验,建立适合该段路基的冲刷保护计算公式:hs/h=1 3(B/r)0 391(h/d)0 141Fr0 947exp(-0 16m-0 11(σg-1 3)),确定了路基水毁永久性防护工程的方案。在保证足够的基础埋深的基础上,提出了一种新的防护工程结构,为青藏高原宽浅游荡型河段水毁路基防护工程建设提供了示范。

黄河下游游荡型河道提升治理目标与对策

黄河下游因剧烈的游荡特性与悬河特征使其河道治理成为世界性难题,黄河流域生态保护和高质量发展已上升为重大国家战略,其主要目标任务中明确提出要保障黄河长治久安。然而,299 km游荡型河段河势未完全控制,危及大堤安全。根据国家战略对河道治理的新要求,在总结下游游荡型河道整治历程的基础上,分析了新时期下游游荡型河道整治在黄河防洪体系中的地位、作用以及提升治理目标,剖析了目前游荡型河道存在的问题及需要应对的挑战,提出了完善河道整治工程措施、加强畸形散乱河势治理、研发仿生态工程新材料与新坝型等提升治理对策,支撑新时期河道和滩区综合提升治理工程的实施。

分汊与游荡型辫状河隔夹层层次结构特征

前人对辫状河储层的研究往往笼统地将其作为一种储层类型,对不同类型辫状河储层研究较少。在文献调研和露头观察的基础上,以苏丹FN油田为例,按"层次约束"思路,参考Miall等关于河流相的构型界面分级体系,对分汊与游荡型两种辫状河储层内发育的隔夹层层次结构及特征进行了分析。研究发现,分汊型辫状河隔夹层主要包括泛滥平原沉积、泥质充填或半充填河道、落淤层及沟道细粒沉积。而游荡型辫状河隔夹层仅包括泛滥平原沉积和少量泥质半充填河道。不同层次、不同规模的隔夹层在岩石类型、发育程度、厚度及展布特征等方面均存在较大差异,对底水油藏水进方式及剩余油分布的控制各不相同。最后总结了隔夹层在垂向上影响剩余油分布的5种模式及其相对应的剩余油富集区。

黄河下游游荡型河段床面形态变化特征

床面形态是水流阻力及泥沙输移的重要组成部分。利用床面形态控制数及床面形态判别方法,结合黄河下游花园口河段多波束水下三维地形及河床纵剖面资料,研究发现黄河下游游荡型河段床面形态主要表现为沙垄、过渡及动平整。当流量逐渐增大时,床面形态逐渐由沙垄向过渡、动平整方向发展。天然条件下,当流量小于1 500 m^3/s时,床面主要表现为沙垄,床面形态的波长与波高之比平均为550;当流量大于2 000 m^3/s时,床面形态主要为动平整。在持续冲刷条件下,当流量小于1 500 m^3/s时,床面形态表现为双尺度沙垄,即波高为0.2~1.2 m的小尺度沙垄叠加在波高为2~3 m的大尺度沙垄的迎水面与背水面上。

黄河下游游荡型河道整治效果评估

从河势流路稳定性和河床稳定性等方面分析了黄河下游游荡型河道整治对河势的控制效果。结果表明:经采用微弯型整治方案后,游荡型河段的主溜平均摆动范围逐渐减小,河流稳定性明显提高;每处工程稳定靠溜长度不小于2300 m、工程长4 500 m左右,可以基本稳定游荡型河道的河势,但主流仍会在一定范围内变化。

高含沙水流游荡型河道滩槽冲淤演变特点及机理分析

黄河下游游荡型河道河床逐年淤积抬升的众多影响因素中，高含沙洪水起着十分重要的作用，本文根据概化模型试验结果和野外实测资料，分析了高含沙水流游荡型河道滩槽冲淤演变特点，特别提出窄深河槽一方面由高含沙水流自身塑造。

黄河下游游荡型河段河相遥感监测分析研究

通过对断面河相系数研究与应用的讨论,提出了基于遥感影像推求河段平均水面宽和结合流量资料推求河道平均水深的河段河相系数概念,采用多年调水调沙期间遥感监测数据对黄河下游花园口—夹河滩、夹河滩—高村河段进行了初步研究。结果表明,该方法能够描述河道特性的实际情况。