变坡陡比降河道强输沙下泥沙淤积与水位激增的试验研究

山洪常常挟带大量松散块体汇入山区性河道,使河流处于强输沙状态。强输沙水流进入中下游河段后,由于坡降变缓,会衍生出河床地形的淤积抬高,使水位大幅度的升高。通过变坡陡比降水槽,采用单因素控制法研究了强输沙条件下河床地形的冲淤发展及水位变化规律,并根据河流自动调整作用机理,分析了河道淤积发展传播规律,揭示了泥沙在山洪中的附加致灾作用。试验结果表明:上游陡坡河道的强输沙水流,进入下游较缓河段时,在床面可发生淤积,该淤积影响可快速向上游传播,导致河床大范围淤高。其淤积起始位置和淤高厚度与水流强度、含沙浓度等因素有关。更为严重的是,局部淤积发生后,床面比降的变化可能会改变局部河段的急流状态,使淤积锋面处发生水跃,从而显著提高洪水水位。试验发现当上游泥沙补给减弱后,淤积的床沙又快速被水流冲刷掉,使洪水之后很难发现河床淤积的痕迹。

变坡陡比降河道泥沙淤积逆向发展速度的试验研究

针对山区性河流上陡下缓的比降特点,通过变坡陡比降水槽采用单因素控制法,研究了强输沙状态下加沙强度、流量及泥沙粒径对泥沙淤积逆向发展速度的影响。试验结果表明:上游陡坡河道的强输沙水流,进入下游略缓的陡坡时,在床面可发生淤积,该淤积影响向上游传播的速度与加沙强度、流量及泥沙粒径有关。上游加沙强度越大、来流流量越小或加沙粒径越大,泥沙淤积逆行发展速度越快。泥沙逆向淤积发展的速度还与河床比降有关,总体上,比降越小,逆向淤积发展速度越快。

变坡陡比降河道逆行淤积物清水冲刷规律研究

陡坡河道洪水过程中常伴有强烈的泥沙输移,导致河道行洪断面缩小及水位的异常激增,但洪水过后泥沙往往被冲刷输往下游,在河道中难以发现泥沙的踪迹。泥沙造成洪水漫溢仅在洪水过程中发生作用,使得人们通常认为洪水发生的根源是强降雨,而忽略了泥沙的附加致灾作用。为了探索泥沙在洪水灾害中的影响,本文在变坡水槽中研究了在上游来沙量突变为零时床面前期淤积泥沙的冲刷发展及水位变化规律,解释了非超标洪水条件下,河道洪水位畸高而又未见明显的断面萎缩异常灾害的现象,探明了泥沙与洪水灾害的因果联系。试验结果表明上游来流量、加沙强度和泥沙粒径越大,冲刷水深越大。上游来流量、加沙强度和河床比降越大、泥沙粒径越小,冲刷速度越快。

吉林九站松花江大桥河段航道整治方案研究

吉林市九站松花江铁路大桥桥区河道地形起伏大,枯水期航道尺度不足,水位落差集中,存在明显的陡比降。加之桥区临时建筑物未拆除,导致过水断面剧烈收缩,形成急流,严重碍航。采用二维水流数学模型对整治方案进行了计算分析。结果表明:扩大卡口断面和航槽疏浚不能有效解决该河段陡比降的问题,而采用复式断面对桥下游边滩进行开挖可较好地调整水流流态,降低流速,消除陡比降,通航条件较好,可为桥区河段急险滩整治提供借鉴。