长江中游盆地地质环境系统演变与防洪对策

在构造沉降、泥沙淤积及人工围堤的相互作用下,长江中游盆地地质环境系统分割为演变方向不同的两部分:堤外水域成为人工过饱盆地,堤内垸地成为人工饥饿盆地。因此,长江某些区段及洞庭湖洪水位抬升,垸地高程不断降低,洪涝渍害不断加剧。在系统分析基础上,初步提出了重建良性循环的人工—自然复合地质环境系统的思路与防洪对策。

长江流域水沙输移特性

该文通过对长江上、中、下游 (以宜昌站、汉口站、大通站为代表 )径流量和输沙量自186 5～ 1985年记录的统计以及两者的相关分析 ,阐明了长江水沙输移的时空分布特征 :径流量从上游向下游明显增加 ;输沙量洪季自上游向中游递减 ,下游较中游稍有增加但仍低于上游 ,枯季从上游向下游增加。这种分布特征受河道比降、河流类型、水流流速、沉积物粒径范围。

电厂从港池取水对进港航道及港池回淤的影响

在分析工程区域自然条件和泥沙条件的基础上 ,利用二维潮流数学模型模拟电厂从港池取水对进港航道和港池水动力条件的影响 .计算结果表明 ,电厂取水引起航道落潮流速降低产生的进港航道泥沙回淤及港池淤积均不大 .

泥质粉砂沉积物—天然气水合物混合体系的力学特性

天然气水合物开采过程中,厘清储层力学参数的演化特征是进行工程地质风险评估的基础,但目前针对中国南海含天然气水合物泥质粉砂储层力学性质评价与测试相关研究的报道却鲜见。为此,以南海北部神弧海域W18/19矿体天然气水合物顶界沉积物为研究对象,用四氢呋喃(THF)水合物代替天然气水合物,以此来探讨泥质粉砂沉积物-天然气水合物混合体系的力学参数演化特征。研究结果表明:①在低质量丰度条件(小于等于16.7%)下泥质粉砂沉积物-天然气水合物混合体系呈现应变硬化破坏特征,抗剪强度、切线模量、内聚力随着水合物含量的增大而增大;②纯天然气水合物的应力-应变曲线表现出明显的脆性破坏特征,与低丰度条件下的泥质粉砂沉积物-天然气水合物混合体系破坏特征截然不同。进而提出了采用丰度(质量丰度或体积丰度)代替原有的砂质沉积物中饱和度概念来表征天然气水合物含量的建议,在考虑天然气水合物合成结束后泥质粉砂沉积物含水率影响的基础上,将泥质粉砂型天然气水合物-沉积物混合体系划分为纯沉积物、含天然气水合物沉积物、含沉积物天然气水合物和纯天然气水合物4种基本类型,以克服目前针对含天然气水合物泥质粉砂储层力学性质研究中所存在的不足。

小浪底水利枢纽防泥沙淤堵试验研究

小浪底水利枢纽泥沙的防治关系到工程的安全运行.在枢纽后期运用过程中,确定进水塔前允许淤沙高程值,并制定防止塔前泥沙淤堵的泄流排沙方案是非常紧迫的事情.利用正态浑水动床模型试验对允许淤沙高程187 m进行复核.在此试验成果的基础上,将典型年洪水过程概化为5种工况进行泄流孔洞运行调度方案试验,发现各孔洞排沙效率与孔洞组合运用方式、闸门开启时间、孔洞附近地形、泄流量大小等诸多因素相关联.提出了泄流孔洞运行调度推荐方案:当出库流量小于发电洞泄量时,优先启用发电洞泄流;当出库流量超过发电洞泄量时,超出部分按照通过排沙洞、明流洞、孔板洞的顺序泄流,同时排沙洞以3号、2号、1号的开启顺序拉沙效果为佳.

LAWI水电站取水防沙及沉沙池沉沙冲沙试验研究

针对LAWI水电站工程库容小、来沙量大、库前河道宽阔泥沙极易淤积的特点,采用模型试验对电站进水口的取水防沙方式进行研究,对比分析电站进水口正向取水和侧向取水的优缺点,提出采用侧向取水的运行方式,保证了电站进水口的取水、防沙要求。研究沉沙池的沉沙规律及冲沙方式,对沉沙池冲沙管道的体型进行了优化分析,确保了沉沙池内沉沙的顺利排出,保证了工程的安全运行。

泾河流域径流—泥沙的尺度效应研究

[目的]分析泾河流域径流和泥沙的尺度效应,并通过突变检测确定突变时间点,对比突变前后水沙尺度效应的变化,为气候变化和人类活动对水沙尺度效应研究提供支持。[方法]收集整理了泾河流域1958—2013年的水沙资料,基于流域水沙异源的特性,将流域分成南北两个分支,分别探讨2条分支水沙的尺度效应,并通过Mann-Kendall突变检验方法计算出突变时间点,对比突变前后尺度效应的异同。[结果](1)南北两分支的径流—泥沙之间的尺度效应具有反向关系。北支(洪德—张家山)的产流模数随面积增加表现为线性增加,南支(三关口—张家山)的产流模数随面积增加表现出对数函数关系,随集水面积增大产流模数先快速减小后缓慢减小。北支的产沙模数随面积增加表现为线性减少,南支的产沙模数随面积增加表现出幂函数关系,即随面积增大产沙模数先快速增加后缓慢增加;(2)突变后水沙都比突变前出现了不同程度的减少,突变前后水沙的尺度效应大部分具有相同的拟合函数关系式,仅南支的产沙模数由突变前的最优二项式函数拟合转变为突变后的线性函数。[结论]气候变化和人类活动的共同作用不同程度的改变了泾河流域径流—泥沙的尺度效应。

污水泵站前池防淤措施的研究

由于城市污水中含有大量固体悬浮颗粒 ,城市污水泵站前池普遍存在淤积问题 ,给泵站运行、管理带来不便 ,有必要通过水力模型浑水试验探求前池防淤措施 .结合上海市污水治理 2期工程南线 #A泵站水力模型试验研究 ,利用浑水试验 ,对城市污水泵站前池淤积问题进行一定的探讨 ,通过对不同的改进措施下前池淤积状况的分析比较 ,提出了在原设计前池中设置

三川河流域近30年水土保持蓄水拦沙效益分析

根据黄河中游三川河流域至 2 0 0 0年的水文气象和水土保持措施量资料 ,分析了流域近 30年降水、水沙变化特点和治理进展情况 ;通过水沙量还原计算 ,并在地表径流量推求和降水指标计算优选的基础上 ,建立汛期天然水沙量计算公式 ,进而计算分析出 70年代以来各年代的蓄水拦沙效益。结果表明 ,该流域水土保持措施的蓄水拦沙效益十分显著 ,尤其是 80年代蓄水、拦沙效益和 90年代的拦沙效益分别较 70年代提高了 2 2 7%、18 4 %和2 3 5 %。

50年来灞河流域水沙变化特征分析

根据灞河流域水沙特点,选取反映灞河流域水沙变化趋势的马渡王水文站,利用灞河流域50年的实测年径流量和年输沙量资料,采用Mann-Kendall非参数统计检验法、小波分析法、双累积曲线法,结合流域降雨量分析了灞河流域水沙年际变化特点及突变的年份。结果表明:灞河流域水沙年内分配极不均匀,水沙总体下降趋势明显;水沙序列具有多时间尺度特征,但变化尺度并不一致;径流量和输沙量分别在1989年和1981年发生了突变,但突变时间具有差异性,且输沙量的敏感性更强;进一步分析表明,降雨量的波动是径流量年际变化的主要影响因素,而输沙量的减少则主要受到径流量和人类活动的综合影响。

祖厉河流域1957~2016年水沙变化特征及影响因素分析

【目的】对祖厉河流域的水沙及周期变化进行研究,以期为当地水资源管理、流域生态保护和水土流失治理提供科学依据.【方法】采用M-K检验、Morlet小波及回归分析,对祖厉河流域1957~2016年降水量、径流量和输沙量变化进行研究.【结果】1957~2016年祖厉河流域降水量、径流量和输沙量均呈现波动减少趋势,且年际存在明显的丰-枯周期性变化.径流量、输沙量分别在2002、2004年以后呈显著减少趋势(P<0.05);年降水量存在5 a,9 a,14 a和22 a四个变化周期,径流量和输沙量变化周期一致,均为4 a,8 a和22 a.在15 a的平均周期下,降水量对径流量的决定系数R2逐渐减小,人为活动对径流量和输沙量的R2逐渐增大;降水和水土保持措施对径流量减少的贡献率为26.76%和73.24%,对输沙量减少的贡献率为12.17%和87.83%.【结论】祖厉河流域1957~2016年降水量对径流量、输沙量的影响由强逐渐减弱,水土保持措施的影响逐渐增强,且成为影响水沙变化的主要因素.

秃尾河流域水沙突变及其驱动因素

由于近年来秃尾河流域入黄径流量和输沙量锐减,基于高家川水文站1956-2011年56 a实测水文泥沙数据,综合分析了流域水沙演变规律,采用滑动t检验法和Mann-Kendall检验法对年径流量和年输沙量序列突变情况进行了检验,利用建立水沙双累积曲线模型,定量估算了人类活动的减水、减沙量。结果表明:流域年径流量和年输沙量均呈显著减少趋势;高家川站年径流量序列和输沙量序列突变年份分别在1976年和1996年。人类活动是影响流域入黄水沙量锐减的主要因素,受人类活动影响,径流量减少49.45亿m^3,占累积总径流量的35.94%;输沙量减少3.07亿t,占累积总输沙量的86.42%。

珠江流域下游1960-2019水沙异变诊断及其控制因素

为了阐明强人类活动下珠江流域下游水沙异变时间节点以及异变机制,通过对1960-2019年珠江流域下游主要水文控制站西江高要、北江石角、东江博罗,以及西江干流马口和北江干流三水站的长时序水沙数据,采用Mann-Kendall非参数秩次相关检验法、Pettitt检验法和双累积曲线,诊断了三江不同流域的水沙异变点,并阐明异变的主控因子。结果表明:(1)根据以上诊断方法,可以将水沙变化分为异变和显著变化两个层级;(2)对于流量来说,马口站流量在1986年发生显著变化,主要受气候控制;三水站的流量在1991年发生异变,主要是由于人类挖沙导致三水剖面迅速下降,经过思贤滘的分水比增大引起了径流量异变。其他站位没有发生径流显著变化以及异变;(3)5个站位的输沙率只有石角站没有发生异变,但是在1999年发生了显著变化,主要受到上游水库的建设控制。其余4个站位的输沙率和输沙量都发生了异变,而每个站位的异变时间和原因并不相同。高要站和马口站输沙率在1999-2000年发生了异变,主控制因子为上游水库和大坝的建设。北江干流的三水站和东江博罗站输沙率分别在2003年、1988年发生异变,主要是由于上游水土保持造成的。综上,珠江流域下游的水沙异变主要受到人类活动控制,理解其异变机制对河口生态环境保护和可持续利用具有重要意义。

1956-2018年资江干流径流输沙演变规律与特征分析

研究资江径流泥沙演变规律与变异特征,了解资江干流径流变异与输沙量变化情况,为流域水资源可持续利用提供政策建议。根据资江流域干流主要控制站1956-2018年长时间序列径流量和输沙量数据,运用累积距平法、M-K法、集中度与集中期、小波分析法和均值差异T检验法等分析资江年径流量和输沙量的演变规律与特征。结果表明:(1)径流量不同年代时段的变化率-18.2%~25.8%,Z统计值为0.7058,径流量变化趋势不显著;而输沙量减少趋势较为明显,Z统计值为-5.0592,通过信度99%的显著性检验;(2)资江年径流量未发生明显的突变,而输沙量在1995年发生了突变;(3)资江径流存在第一主周期为26a的周期性,输沙量存在第一主周期为34a的周期性规律;(4)资江径流量变化存在1956-1966年、1982-1988年2002-2015年3个少水期,1967-1981年、1989-2001年、2016-2018年3个多水期,输沙量变化存在1956-1976年、1988-1997年2个多沙期,1977-1987年、1998-2018年2个少沙期;(5)径流量集中度为31.8%,输沙量集中度为73.7%,资江径流泥沙年内分配不均匀性特征明显。

水电站沉沙池泥沙沉降率计算方法分析与检验

设计沉沙池时,首先要解决的问题之一是悬移质泥沙沉降计算方法。为此,对目前国内外业界采用的计算方法分类进行分析,并以成都勘测设计研究院进行沉沙池原型观测的资料和成都勘测设计研究院科学研究所进行的专题水槽试验成果,对准静水沉降法、沉降概率法和超饱和输沙法三种方法进行了检验,其中超饱和输沙法偏差最小。为此,明确推荐采用超饱和输沙法。该方法已经列入《水利水电工程沉沙池设计规范》。

水电站引水渠上涡管排沙式沉沙池试验研究

通过对涡管排沙式沉沙池的试验研究，证明这种沉沙池具有较好的沉沙及排沙作用。该沉沙池对悬移质中粗粒径部分排除率较高，对细粒径部分排除率较低。为了提高涡管排沙式沉沙池的总排沙效果，文中建议了几项技术措施。

小水库泥沙淤积量测算方法研究

在建立概化模型的基础上,以库容曲线为基础,推求出测算小水库泥沙淤积量的平均淤积高程法、校正因数法和部分表面面积法;并推求出泥沙淤积体规则概化的锥体公式和拟台体公式等测算小水库泥沙淤积量的简化方法.采用简化方法测算小水库泥沙淤积量简单方便,可大大提高工作效率.

引水式电站泥沙的分级处理与涡管排沙式沉沙池

根据在山溪性河流上修建引水枢纽引水防沙的经验，提出在立面上多层次防沙排沙与在平面上分级防沙排沙相结合，以达到电站引水渠多引水少进沙的目的，并介绍某涡管排沙式沉沙池的设计思想及运行实践。

黄河流域三门峡水文测区泥沙密度试验分析

黄河流域三门峡水文测区地处黄河中下游,测区所辖水文站分布在晋、陕、甘、豫区间,是黄河流域多沙、粗沙区,也是治理黄河泥沙的重点区域。多年来,测区各水文站大多采用置换法推求泥沙水样的沙重,泥沙密度值均取经验值2.70 g/cm^3。为了验证这一数值的准确性,在1990~1995年试验的基础上,于2007年和2013年,在本测区黄河干流和重要支流的12个水文站和库区取样,进行密度试验。通过统计分析,求出本测区黄河干流各站的泥沙密度值为2.71g/cm^3、支流各站的泥沙密度为2.73g/cm^3。