Incipient Velocity of Non-uniform Sediment in Sloping River Bends

A model for incipient movement of sediment in rolling pattern was established. In this model, the starting of sediment particles under low transport rate, the exposure degree of sediment, the lateral slope of water surface and the effect of transverse circulating current induced by the hydraulic structure of bend flow were fully considered. A theoretical formula for the incipient velocity of non-cohesive and non-uniform sediment in sloping river bends was developed. The results from the theoretical formula compared well with the experimental data.

近10年长江中游重点险工段近岸河床冲淤演变特点分析

险工段是河道岸坡易崩段,是长江防洪体系的薄弱环节,险工段近岸河床演变直接关乎沿江堤防稳定和防洪安全。根据近10 a来长江中游重点险工段观测成果,研究了险工段近岸河床冲淤演变特点及水沙条件、整治工程、土体组成等对险工段河床演变的影响。结果表明,整治工程实施对保障险工段近岸河床稳定具有显著作用,岸坡趋于稳定是长江中游重点险工段演变的总体规律。受局部河势调整影响,仍有1/3左右的险工段近岸河床存在冲刷趋陡的现象,需加强观测并采取相应守护措施。研究成果对研判长江中游重点险工段岸坡稳定发展趋势、优化险工段观测位置布设具有重要意义。

植被恢复模式对河岸边坡土壤性质的影响研究

为了对不同植被恢复模式下的河岸边坡土壤的性质进行研究,此次研究以辽河保护区内的流域边坡为研究对象,采用了刺槐、小蓬草、杨树、狗牙根和草本植物五种植被恢复模式对河岸边坡进行改善,然后设置不同的实验分别对五种植被恢复模式下的土壤理化性质进行探究。实验结果表明,狗牙根种植区下的土壤容重可以达到0.162 g/cm^(3)。小蓬草种植区下的土壤含水量、有机质和有效磷含量分别可以达到16.2%、24.7 g/kg,和0.11 g/kg。五种植被恢复模式下的pH值范围在7.7~8.3之间。故不同植被恢复模式对土壤性质的影响具有差异性。

平铺式生态框格在护岸工程中的应用

近年来,我国高度重视生态环境保护,在一定程度上促进了安全生态保护技术的改进。而生态框格已广泛应用到水利工程、交通运输、市政公用等领域的边坡防护工程中,即贯彻生态、安全、人与自然和谐、环境完整的基本原则,又结合绿化设计,通过生态护岸的建设,减少河道治理过程中对生态环境的破坏,维护河道的可持续发展,实现人水和谐。本文结合浚河生态修复工程中的施工实例,探讨了生态护岸的建设方法,以及对环境的影响,阐述了生态护岸应用于河道治理的可行性和可靠性。

大藤峡水利枢纽工程兴宾库区征地工作难点分析

以兴宾库区为例对大藤峡水利枢纽工程库区征地工作的主要难点进行梳理,并提出了解决方法与措施建议,为今后同类工程项目的征地工作的开展提供参考经验。

基于高分辨率遥感影像的荆江河段南部洪道崩岸监测——以戥盘洲弯道为例

为研究长江支流崩岸情况,本文以荆江河段南部松滋河戥盘洲弯道及江心洲为例,利用高分辨率遥感影像数据,采用定量描述的方法,对其2013—2022年崩岸情况进行监测。监测结果表明,河道和江心洲都存在不同程度的崩岸,其中监测点南部河道宽度由2013年4月的203.11 m扩宽至2022年11月的287.94 m,平均每年扩宽8.5 m,每月扩宽0.74 m。5个监测点在监测期内都有不同程度的崩岸,崩岸程度最严重的监测点至河道岸边的距离从2013年4月的122.56 m缩短至2022年11月的60.13 m,平均每月缩短达0.54 m。因此,利用高分辨率遥感影像开展崩岸监测是一种非常有效的监测手段,是常规监测的有益补充;建议在开展长江主干流崩岸监测和修建防护工程的同时,应加强对长江支流河道崩岸的监测和河道防护。

河道崩岸评估方法研究进展

开展河道崩岸评估方法研究工作对崩岸灾害预防有着重大作用。基于现有河道崩岸研究成果,对崩岸类型、影响因素进行了梳理,并将现有崩岸评估方法归纳为基于经验的崩岸评估、基于力平衡分析的岸坡稳定计算评估、基于岸坡崩退的数值模拟评估和河岸稳定性综合判断评估等4种崩岸评估方法。本文分析了各崩岸评估方法的优点和不足,并对其中存在的系统性问题进行总结,如崩岸机理研究不够深入、崩岸主导因素的权重无法确定、计算过程存在大量简化等问题,并对未来崩岸评估研究工作的开展提出了相关建议。

清水河治理河段生态防洪堤及护岸护坡设计计算

舒茶镇和百神庙镇部分河段治理是补齐清水河防洪短板,完善舒城县城镇封闭防洪体系的关键。根据舒城县“国家生态文明建设示范区”巩固提升战略发展要求,结合治理河段防洪现存主要问题,按照20a1遇洪水设防,提出防洪堤加高培厚、护岸护坡加固和修建堤顶防汛道路相结合的治理方案。护岸护坡型式比选和设计计算分析成果表明:优选的满铺草皮均质土堤生态方案,在提高河道防洪标准和行洪能力的基础上,有效修复了河道水生态系统功能。

深厚软基河道岸坡生态治理方案研究——以鄂州市长港河旭东村段为例

为解决深厚软基河道岸坡整治中的安全性与生态性、景观性难以兼顾的问题,达到人水和谐的生态治河要求,以湖北省鄂州市长港河旭东村段为研究对象,提出了集安全性、生态性、观赏性于一体的“亲水平台+生态框+植生块护坡+水生植物”护岸形式以及预应力管桩加固地基的岸坡综合整治方案。采用AutoBank 7.7软件计算不同桩长的软基加固方案在不同工况条件下的河岸稳定安全系数,并分析了桩长与河岸稳定之间的关系。结果表明:用于加固地基的管桩桩长变化对于岸坡的稳定影响较大,在桩长达到临界长度之前,岸坡的安全系数逐渐增大,当桩长达到一定程度后,安全系数不再随桩长的增加而增加。该方案治理效果良好,可为类似工程提供一定参考。

焦作新河岸坡防护工程混凝土力学试验研究

为研究焦作新河岸坡防护工程混凝土材料物理损伤作用下的力学特征,设计浸水作用与受热作用两种物理环境,开展损伤后混凝土力学特征影响变化。水化作用对混凝土承载应力具有损伤效应,浸水时间愈长,对强度的削弱作用愈显著,但围压效应可抑制水化损伤作用。变形特征参数受水化、高温作用影响效应与强度参数一致,且混凝土延性变形随浸水时间延长而增大。该研究成果可为水利工程中物理损伤作用下混凝土力学试验提供参考。

基于BSTEM的河岸崩塌机理研究

河岸崩塌现象在天然河流中非常普遍,在河道演变中发挥着重要作用。为了量化研究河岸土体性质和岸坡倾角对河岸稳定性的影响,基于计算河岸稳定和坡脚冲刷的BSTEM模型,选取6种不同典型物质的河岸,研究了6种岸坡倾角下均质河岸的稳定性。在忽略潜水位的条件下,非粘性岸坡和粘性岸坡的崩塌模式不同。对于非粘性河岸,影响河岸稳定性的主导因素是有效内摩擦角,有效内摩擦角越大,河岸越稳定;对于粘性河岸,影响河岸稳定性的主导因素是有效粘聚力,有效粘聚力越大,河岸越稳定。有效粘聚力差值相同时,有效内摩擦角差值的绝对值越小,安全系数增加越多。岸坡倾角增加使河岸稳定性降低,安全系数减小。非粘性河岸的有效内摩擦角越大,安全系数对岸坡倾角的变化越敏感。而对于粘性河岸,有效粘聚力越大,安全系数对岸坡倾角的变化越敏感。

生态修复技术在水环境保护中的应用

该文从生态修复技术的综合利用入手,分析了基于生态修复技术的水环境治理方法。结合水生植物与微生物生长需求、根据风景园林治理理论、综合分析河流地段功能等各方面因素,实现人工湿地科学构建、水生植物层次化种植以及水生动物群落多样化建设。通过对该文给出的工程实例实施水环境综合治理情况连续监测,验证了此方法应用后河道岸坡水环境各项水质污染指标均有所下降,证实了水环境保护中生态修复技术综合利用具有良好的成效。

空港区内河防洪提升河道综合治理实践

以揭阳空港区内的登岗河治理为研究对象,通过梳理河道现状,针对其河道淤积,行洪能力下降,水质下降的问题现状,将河道整治中心线基本上沿原河道中心布置,局部调整,平顺河道,重点进行了河道清淤疏浚和护岸整治。清除河道垃圾、腐烂淤泥、消除卡口,适当增大过流断面,从而提高河道过流能力。设计的生态护岸满足了岸坡稳定性要求。也设计了施工中的水土保持方案。

博罗县河道清淤深度对岸堤变形及渗流影响分析

河道清淤能够提高河道防洪、排涝和灌溉能力,但由于施工扰动,部分清淤工程会引起河道岸坡应力调整、卸荷变形及损伤破坏,影响坡体安全和工程质量。本文以博罗县河道清淤项目为例,结合非饱和流固耦合理论,分析了清淤深度对岸坡滑动面、安全系数、塑性破坏以及监测点位移的影响。结果表明:随着清淤深度的增大,边坡的安全系数逐渐降低,当清淤深度为1.6m时,安全系数为1.58,比原始岸坡降低了9.19%;清淤深度对边坡的塑性破坏有明显影响,当开挖到设计高度后,其坡角的塑变破坏范围约为临空面长度的1/3;随着开挖深度的增加,4个边坡监测点的水平位移均呈增长趋势,但非线性特征明显,呈对数函数增长;随着开挖至最后阶段,岸堤内部的地下水向清淤方向流动,其中出口的流速最大。

河岸崩塌与稳定分析

在总结了以往长江河道崩岸问题研究成果的基础上,分析了不同河型河道崩岸的特点及机理,提出了岸坡滑动的计算模式、稳定岸坡的坡降、河道崩岸的预测方法等,在抗滑稳定计算上考虑了河岸动水压力对河岸崩塌的作用;在河岸稳定性判定上,提出了用河道深泓距岸距离和水深确定当前河岸坡度,并与其当前稳定坡度相比较,来判定河岸是否稳定,对于长江中下游,粘土、亚粘土与细沙土夹层河岸的稳定坡度均缓于1∶3.0,各崩岸段深泓离岸距离与平均河宽之比一般为0.07～0.30.

河道渠化治理研究

阐述人工裁弯、缩窄河床和固化河岸等河道渠化治理措施对河流的有利和不利影响以及控制渠化河床冲刷下切的措施 (修建拦挡坝、抛石护底、衬砌护底和人工加沙 ) .提出渠化河道设计的两个重要参数─—渠化河宽和平衡比降的确定方法 .介绍美国密西西比河与密苏里河。

荆江典型河湾河势变化三维数值模型

分别建立了三维水沙数学模型及考虑纵向坍塌范围的二元结构河岸崩塌力学模型,并将两者结合,建立了荆江典型河湾河势研究的三维数值模型。基于非正交网格采用局部网格可动技术处理由崩岸引起的河道摆动过程。模型采用有限体积法对方程进行离散,采用与动量插值技术相结合的SIMPLEC算法进行模型求解。对石首河湾进行了模拟研究,模拟结果表明,模型能够较好地模拟出蜿蜒河道的水沙运动规律,成功地复演了石首河湾1996年10月—1998年10月期间剧烈的河势变化(主、支汊易位及河道摆动等)过程,实测结果与模拟结果吻合较好;其中河岸坍塌是该河段河势变化剧烈的主要原因之一。

河湾坡岸非均匀沙起动流速公式探讨

针对河湾水流的特性,考虑了相对暴露度引起的附加质量力的影响,引入了等效粒径的概念,采用滑动平衡模式建立了河湾坡岸无黏性非均匀沙起动流速公式,通过试验资料对公式的合理性进行了验证,结果较为理想。

河岸边坡草被减流减沙效应及其坡面流水动力学特征

为研究草本植被覆盖对河岸边坡坡面流水动力学特征及产流产沙规律的影响,阐明坡面生物措施的减流减沙效益,在放水流量为5ml/s、坡度约为15°的条件下对不同草本植被覆盖类型的河岸自然边坡进行野外放水冲刷试验。结果表明:(1)植被覆盖坡面的初始产沙量均大于裸地,黄花蒿的产沙量最大(1.92g),其次是野豌豆(1.73g)、狼尾草(1.24g),裸地(0.96g)最小;从产沙趋势上看,裸地坡面的产沙过程呈先升高后下降的趋势,而狼尾草、野豌豆、黄花蒿则呈整体递减趋势;(2)4种不同下垫面边坡土壤稳定入渗率介于2.10~4.30之间,狼尾草(4.30mm/min)最大,野豌豆(3.91mm/min)、黄花蒿(3.10mm/min)次之,裸地(2.10mm/min)最小,且入渗过程均符合Horton入渗公式:i=i_c+(i_0+i_c)e^(-kt);(3)各草本植被覆盖坡面的减流效益按大小排序为狼尾草(57.41%)>野豌豆(40.74%)>黄花蒿(37.03%);减沙效益大小排序为狼尾草(55.73%)>野豌豆(45.71%)>黄花蒿(26.89%);(4)3种草本植被坡面的径流流速及费汝德数均小于裸地,而雷诺数与裸地相比差异不大,均分布在32.46~33.90之间;各植被坡面的Darcy—Weisbach阻力系数及糙率系数分别是裸地的3.96~12.85倍和1.96~2.52倍。研究结果可为进一步揭示草被的减流减沙作用及土壤侵蚀动力过程提供理论依据。

长江中下游岸坡变形破坏的主要型式及处理

长江中下游各段岸坡结构存在明显差异 ,引起变形破坏的主导因素也各不相同 ,导致崩岸的型式及条件各不一样 ,给工程处理带来较大的难度。影响岸坡稳定的因素大致可划分为地质、河流及水动力学、水文气象及人类活动因素 ,这 4大因素既相互制约又相互影响。岸坡变形破坏的基本模式是侵蚀型、崩塌型、滑移型。崩塌型又分为冲刷浪坎型、坍塌后退型、塌陷型 ;滑移型又分为整体性滑移型、牵引式滑移型。在崩岸发生后 ,应充分分析不同堤段崩岸产生的主导因素、特点及崩岸类型、岸坡的土层结构型式、有无地质缺陷等 ,然后制订出有效的处理对策及方案。