荆江石首河段近50年河床演变分析

河道裁弯及三峡工程运用对荆江石首河段的河床演变产生了显著影响。结合实测水沙及地形资料分析,研究了该河段近50年来的河床演变特点,主要包括河床冲淤、平面及断面形态调整三个方面。分析结果表明:两次裁弯使得石首河段平面形态发生显著调整,1966-1975年该河段深泓平均摆幅达42.0m/a,且总体向左岸摆动。三峡工程运用后,大规模护岸工程的实施使石首河段的平面形态趋于稳定,深泓平均摆幅减小到29.8m/a,但北门口下段、调弦口弯道等位置的深泓摆动仍较为剧烈,使得这些局部河段岸线崩退现象十分明显。此外还分析了石首河段断面形态的调整过程,并建立了河段平滩河槽形态参数与前5年汛期平均水流冲刷强度的经验关系式,用于反映河段平滩河槽形态随水沙条件的变化趋势。

三峡工程运用初期石首河段冲淤试验及河势控制方案研究

利用长江防洪实体模型动床模型试验,研究了三峡工程运用初期不同时期石首河段的冲淤变化规律,并预测其河势变化趋势;针对该河段出现的新情况进行研究分析,提出了该河段的河势控制方案。研究结果表明:三峡工程蓄水运用至2022年末,该河段总体河势与近期基本一致,依然维持目前新生滩左汊为主汊、左汊内左槽为主河槽的分汊格局,但局部河势仍有一定程度的调整变化。该河段的河势控制初步思路为:对深泓近岸及主流顶冲的险工段采用护岸守护,包括对已建护岸工程的加固及未护段的新护;另外,根据河势调整趋势,对局部洲滩进行守护,以稳定目前较为有利的河势格局或防止其向不利河势方向转化。

长江中游石首河段崩岸数值模拟研究

以石首河段为例,针对弯曲河段复杂的地形和河势,基于移动坐标的计算原理,建立移动坐标下的平面二维水沙数学模型。通过在泥沙运动方程中增加横向输沙项,对该模型进行扩展,使其能较好地模拟弯道环流的横向输沙效应;借助土力学中边坡稳定性理论,对河岸崩塌变形进行数值模拟。对该河段水流泥沙运动过程及河床演变过程的复演结果,表明该模型不仅能够模拟该河段水流运动规律,而且还能模拟河道的崩岸。