余新明[1]2004年在《河道冲淤情况下分流分沙模式初步研究》文中认为河道分流是冲积河道中一种常见的形式，江心洲、江心滩可以引起河道分流，而分水道、引水渠也是一种常见的河道分流形式。目前，在对河道分流的认识与治理开发上虽取得了不少成绩，但随着社会经济的发展，人们对分流河道演变规律的认识与治理要求越来越高，随着人类对河流改造活动的加剧，河道的水沙条件可能发生急剧的改变，这些变化有可能使分流分沙的缓慢变化加剧，甚至改变原来的分流规律，许多研究者对分流分沙进行了较深入的研究，并能较好地解决了工程实际问题。然而，这些研究基本上都忽略了分流口附近水流结构因支流的引水而发生改变，特别是在河道发生了一定的冲淤变化后，这些变化更加变得复杂。当干流河道发生冲淤后将引起河流系统中的水、沙、河床之间相互关系的改变，这将会进一步导致其分流分沙规律的改变，因此对河道发生冲淤变化后的分水分沙问题的研究将对工程与生产实践具有重大的指导意义，同时也具有较大的理论意义。 根据这个主题全文主要讨论了以下叁个方面。 第一部分是河道冲淤对水位变化情况的分析。该部分主要是分析和总结不同特点河道中冲淤变化与水位升降之间的关系。通过一定概化处理，分类计算河道冲淤对水位变化的影响，初步分析了不同断面形态及不同冲淤幅度情况下河道水位的变化规律，此外还通过分析水库下游的分流河道演变特性，为进一步分析分流河道发生冲淤变化后分流分沙的变化情况。 第二部分主要是从干流的冲淤变化来对河道的分流分沙进行初步的研究。由于干流的冲淤改变了分流道河底相对高程，从而改变了分流道的分流分沙，而在这方面的有关研究很少，特别是在叁峡水利工程建成后，因其下游河道将经历先冲后淤的一段很长的过程，这将改变叁口的分流分沙的发展，故而影响到江湖关系以及防洪策略。该部分主要是根据水力学及河流动力学的基本原理，考虑了坎高相对变化和河床冲淤与水位下降的关系，建立了河道发生冲淤变化后的分流分沙计算公式，通过概化水槽对公式进行了合理性分析及用荆江裁弯后的实测数据对公式进行了初步的验证，以外还对不同断面形态河段的分流分沙计算公式进行了初步的探讨。 第叁部分是工程应用。该部分对取水口位于荆江河段的引江济汉工程分流道淤积进行计算，计算考虑了叁峡水库运行后的荆江河道的冲淤，并应用了本文提出的分流分沙模式，根据计算结果修改了公式的参数，使模型在运用上能够满足工程要求。
王秀英[2]2006年在《冲积河流航道整治设计参数确定方法研究》文中认为欧美国家航道治理的经验教训表明,强制性的整治并不能从根本上改变河床固有的演变特性,对河流的自然属性干预过大必然会带来更为严重的问题。充分考虑水沙条件与河床演变规律,利用河流自身特点,通过较少的工程措施,引导其向有利于通航条件改善的方向发展是更为科学的航道整治思路。这就要求作为浅滩整治工程基础的参数设计能够反映河段演变特性、浅滩冲淤规律及航道条件要求,并方便使用。而且水库下游河床处于非平衡调整过程中,浅滩演变规律会发生一定变化,航道条件也会随之出现许多新问题,部分河段甚至可能恶化。因此,水库下游非平衡条件下的整治参数更需要以能够准确反映工程作用的方法为基础,结合水库修建前后的差异分析确定。保证航道整治工程符合河床演变的一般规律,同时又能解决具体河段的特殊问题一直是整治参数确定的重点和要求。然而,目前枯水浅滩航道整治设计参数与河床演变规律之间关系的研究多是针对具体整治河段展开,综合性研究成果进展较为缓慢。虽然参数确定方法逐渐发展,但各方法之间的相互关系及其理论基础仍然不够完善,以至于不同方法确定的结果相差较大,更有些复杂河段无法应用。本文对航道整治设计理论及参数确定方法进行了系统分析和改进,综合考虑河床演变规律与航道整治工程作用,以浅滩碍航淤积量为结点,将产生淤积的水沙过程、河床冲淤、浅滩演变与消除碍航影响的通航设计水位、整治参数、整治建筑物联系到一起,力图概化影响因子,选取典型变量改进参数确定方法,使其能够反映水沙特性、浅滩类型、演变规律及航道等级。如此即便在水库下游非平衡条件下,通过合理选择变量值,仍能够适用,进而保证了水库修建前后工程设计的一致性。研究特色在于将河流动力学及河床演变研究成果与航道工程理论相结合,从基本概念层面完善整治参数理论体系,探讨各确定方法的理论支持与不足;通过分析不同类型浅滩演变规律及参数确定影响因素,提出整治工程保证率概念,并与能够反映浅滩碍航特性及航道等级的碍航淤积量、有效冲刷时间共同引入整治线宽度确定方法,给出了不同类型浅滩整治线宽度确定公式和河流动力学统一公式。论文结合长江中下游航道整治实例,分析了应用中存在的问题,采用改进公式进行试算,取得了较好效果,对进一步开展理论研究和工程技术运用研究都具有重要参考价值。全文主要讨论了以下几个方面的问题:(1)通过分析水沙条件及河床冲淤变化与航道整治工程设计的关系阐明航道整治设计理论有待健全和完善,提出以河床演变基本规律为指导,体现具体河段浅滩碍航特性的航道设计、整治参数确定方法是水沙条件变化前后航道整治发展的必然要求。(2)归纳总结了平衡状态下河流水沙输移、河床冲淤变化的一般特性,在此基础上对比分析了非平衡条件下水沙变化情况及其下游河道在输沙、河床冲淤等方面的响应;从航道治理角度分析浅滩类型及其演变规律,并总结了水库下游浅滩演变特点,以便于提取反映浅滩碍航特性的变量,为进一步航道整治设计提供理论支持。(3)对现有确定设计最低通航水位的方法进行了总结,重点分析了综合历时曲线法和保证率频率法在保证率取法、计算差值比较及数学表述等方面的区别,获得了取得一致性结论的途径。采用综合历时曲线法校核计算长江中下游重点水文站设计水位,并与保证率频率法计算结果进行了比较,分析结果表明各水文站设计水位在过去二十年内有明显的升降变化。将原有设计水位的概念延伸至非平衡河流河床冲淤变化过程中,提出了以水库调度和下游河段一维数学模型计算为基础的建库后设计水位变化线确定方法,以叁峡水库蓄水后下游河段为例,分析了不同蓄水阶段设计水位的主要影响因素、影响过程及变化程度,计算了各站不同时段设计水位,构成非平衡河流设计水位变化线。保证率概念在设计水位确定中使用,实际上它可以贯穿整个航道整治工程设计,包括整治线布置、整治水位、整治线宽度。依据一定保证率确定工程所针对的条件,可起到简化水沙过程,反应工程对河床改变程度的作用。(4)以总体河势控制为前提,分析航道整治参数的基本问题;从航道整治工程特点出发,将其基本概念与河流动力学概念进行区分;总结整治参数影响因素及整治工程分类;与以往认识不同,指出整治线布置是整治水位、整治线宽度确定的基础,航道等级相同时,不同整治线布置方案对应不同碍航淤积量、浅滩冲刷时段,进而有不同整治水位和整治线宽度。总结分析了不同类型浅滩整治线布置原则,引进环流消失理论获得整治线型理论公式用以确定过渡段长度,在长江中游河段取得较好效果。(5)对现有沙质河床枯水整治水位确定方法进行了总结,分析各种方法的适用条件、可对比性;以长江中下游整治工程经验为基础,指出已有方法确定整治水位中存在的不足,依据整治参数影响因素总结了较为适用的方法;分析非平衡条件下整治水位确定方法,提出了在水位变化过程中利用水库下泄流量分级特点,采取两极整治策略,随着河床冲淤发展确定整治水位变化线的方法。(6)在系统分析现有整治线宽度确定方法的基础上,将其归纳为叁种模式,剖析了各自的理论支持,针对顺直河段、分汊河段、弯曲河段浅滩整治前后断面冲淤关系,将浅滩演变特征量:碍航淤积量、有效冲刷时间、整治保证率引入整治线宽度确定公式,提出了分别适用于守护型和调整型不同河段的整治线宽度河流动力学方法计算公式,并以碾子湾水道、陆溪口水道及武桥水道为例确定整治线宽度;将非平衡条件下碍航淤积量分解为水沙波动引起和河床单向冲淤引起两部分,根据非平衡河床发展阶段分别确定,从而获得整治线宽度变化线,依据一定保证率,综合确定整治线宽度。(7)以守护型和调整型航道整治工程为标准对主要航道整治建筑物进行了分类讨论,分析了建筑物布置方法、结构形式、主要作用。
施勇[3]2006年在《长江中下游水沙输运及其调控数学模型研究》文中指出根据长江中下游水系复杂，涉及范围广，地域差异显着，空间尺度变化大，区域组成复杂多样，且耦合作用强，相互影响，相互制约等实际情况，从探索长江中下游水沙输运规律包括河道水沙和湖泊水沙运动规律入手，针对一维非恒定流非均匀沙河网水沙输运和河床演变模型，二维湖泊水沙有限控制体积法数学模型，以及在数值模拟框架内对区域内各种水力单元或环节的计算模式，包括分流口、汇流口水沙计算模式，河网动边界及其计算模式，湖泊泥沙输沙率计算模式，动床阻力计算模式和河道横断面变形计算模式，进行了深入研究，从而构建了长江中下游水沙输运数学模型。所得研究成果通过长江中下游长历时水沙输运和河床变形的模拟计算，并与实测资料相比较，取得了良好成果。在上述研究的基础上，开展了长江中下游防洪若干规划方案的论证计算，论证计算的成果已运用长江中下游防洪规划之中，并将所研究的数学模型延伸到长江中下游实时环境下的洪水预报与调度仿真模拟，并以此为内核建立了长江中下游实时洪水预报调度系统，该系统已在长江中下游防汛中进行试运行，取得了良好的效果。 论文共分为六章进行讨论。第一章绪论，重点讨论研究课题的背景、科学意义及其研究现状；第二章长江中下游江河湖泊水沙特性，重点讨论长江中下游水沙特性的复杂性和建模难点；第叁章一维河网水沙数值模拟的核心算法，针对复杂水系水沙模拟存在的问题，讨论复杂水系水沙计算模式的建立和关键环节的科学技术处理；第四章平面二维水沙数值模拟核心算法，利用目前高性能水流计算方法，建立二维水沙数值模拟的有限控制体积算法，并对二维湖泊泥沙淤积规律及其特性，提出湖泊泥沙淤积计算模式；第五章模型的率定与检验，通过长江中下游水沙资料对所建模型算法进行检验；第六章模型的应用，重点讨论研究成果的实际运用。
王洪杨[4]2017年在《弯曲分汊河道水沙运动与河床演变耦合机理研究》文中进行了进一步梳理叁峡水库运用后改变了下游河道的水沙条件,下泄泥沙量大幅减少,相应水库下游弯曲分汊河道的演变过程也会作出响应,对防洪、航运、岸线利用等方面可能产生影响。因此,开展弯曲分汊河道水沙运动与河床演变耦合机理研究具有重要理论与实际意义。本文在总结了国内外已有研究成果的基础上,通过原型观测资料分析、概化模型试验与理论阐释相结合的方法,综合研究了弯曲分汊河段的水沙运动特性与河床演变规律,以及二者之间的耦合机理,预测了弯曲分汊河道的演变趋势。本文开展的主要工作与取得的主要成果如下:(1)通过原型观测资料分析与概化模型试验,研究揭示了不同水流条件下弯曲分汊河道分流区、汊道段与汇流区的水面比降、断面平均流速沿程变化、横断面流速分布、水流动力轴线、水流紊动强度及紊动能的变化规律。(2)在分析选取悬移质水流挟沙力公式与利用实测资料检验推移质输沙率公式的基础上,结合不同年份监利河段的河道地形、水沙资料和概化模型试验流速观测数据,阐明了不同水流条件下弯曲分汊河道悬移质泥沙与推移质泥沙运动规律,探讨了悬移质含沙量分布与主流分布的异位现象。(3)通过原型观测资料分析和概化模型试验,分析揭示了不同水沙条件下弯曲分汊河道总体冲淤变化规律及分流区、汊道段、汇流区的演变规律,探讨了弯曲分汊河道主支汊移位的演变模式。(4)通过弯曲分汊河道的水沙运动与河床演变之间的关联分析,揭示了二者之间的耦合机理,并以监利河段为例,预测了来沙减小条件下该河段的演变趋势。
葛华[5]2010年在《水库下游非均匀沙输移及模拟技术初步研究》文中认为水库作为人类开发利用河流功能的一种重要形式,在发挥防洪、发电、航运、灌溉等多方面工程效益的同时,由于改变了天然情况下河流的水沙条件,从而对水库下游的河道演变带来非常深远的影响。世界各国的河流开发历史和经验教训表明,对水库下游泥沙输移的认识及预计不足,将导致众多水利工程难以发挥其目的,甚至产生一些负面效益。因此,深入分析水库下游非均匀沙的输移特点,明确其内在机理,提高其模拟预测技术,对于做到防患于未然,以便及早采取措施,发挥水库的最大工程效益具有非常重要的意义。本文归纳和总结了水库下游非均匀沙输移以及河道冲淤调整的一般性规律,深化了对其内在机理的认识,并在当前研究成果的基础上,针对一维泥沙数学模型中的关键技术和参数进行了探讨,并根据实测资料对一些关键参数进行了率定。在此基础上,结合具体问题,建立了长江中下游宜昌-大通河段的一维河网非恒定水沙数学模型,在利用最新的实测数据对模型进行验证的基础上,针对叁峡水库不同蓄水方案的下泄水沙条件对未来长江中下游的河床冲淤及水力特性变化等进行了预测计算,并对预测结果的合理性进行了分析。全文主要讨论了以下几个方面的问题：(1)水库下游非均匀沙恢复特性及机理：分析了不同水沙条件对构成河床冲淤的泥沙沉降与上扬两个方面的影响因素,在总结和归纳水库下游沙量恢复一般特性的基础上,根据泥沙沉降与上扬构成的泥沙交换特点,明确阐述了水库下游非均匀沙恢复特点的内在机理,并构造了不同冲刷历时沙量恢复略估的表达式,可较好的反映出已建水库下游的沙量恢复的一般性规律。同时,依据实测资料对泥沙输移方程中的恢复系数进行了分析,结果表明其数量级可达10-3-10-1,且一般随着粒径的增大而减小,随着冲刷历时的增加和床沙的粗化而呈递减的趋势。之后,对长江中下游非均匀沙冲淤量对来沙的响应及不同时期来沙减少后的沙量恢复差异进行了分析,指出就年统计值而言,长江中游非均匀沙年冲淤量与年输入沙量的关系比较密切,一般随着泥沙粒径的增大,两者相关性逐渐增强,单位年来沙量改变引起的下游河道年冲淤量逐渐增大,河道相应的输沙能力也逐渐减小,且沿程呈现递减趋势。分析表明,虽然90年代前后和叁峡水库蓄水前后长江中游来沙量均有一定程度的减少,但由于后者各粒径组泥沙减少幅度更大、且水沙条件改变之前河床已基本处于冲刷状态,再加之水力条件的影响,其沙量恢复现象更加明显。(2)水库下游河流平衡趋向调整：依据水库下游实测资料以及水槽实验资料,按照河床组成性质的不同,对水库下游卵石夹沙河床和沙质河床在平衡趋向过程中的部分调整现象进行了归纳与总结,并深入分析了各调整方式在平衡趋向过程的作用及内在机理。分析指出,卵石夹沙河床经过冲刷以后,通常可通过形成卵石抗冲保护层而使河段达到平衡状态,而沙质河床在平衡趋向过程中的调整方式则更加多样化,其中,纵剖面的趋缓调整、床沙的粗化调整以及横断面的下切与展宽调整的终极方向是改变影响河床冲刷发展的两个方面,即增强河床自身的抗冲刷能力与削弱水流塑造河床的能力。在清水冲刷条件下,当两者相当时河床才能进入最终的绝对平衡状态,而此状态是由泥沙的起动条件决定的。(3)一维非均匀沙数值模拟关键技术探讨：在当前研究的基础上,针对泥沙数学模型中的关键技术进行了进一步的探讨：①基于泥沙运动统计理论的泥沙上扬通量与沉降通量推导了非均匀沙挟沙能力表达式,并与当前研究成果进行了对比,同时结合天然河道实际情况以及部分参数研究的不足,提出修正方法；②根据泥沙运动的扩散理论,通过引入调整系数,对非平衡输沙条件下的含沙量沿垂线分布公式进行了理论推导和参数拟合,其结果可用于基于泥沙运动统计理论进行的泥沙恢复饱和系数计算之中；③推导了基于沙波运动的混合层厚度计算方法,该方法可以体现非恒定泥沙数学模型中不同时间步长对其取值的影响；④对流速沿断面分布公式进行了简单的理论推导与参数拟合,以用于一维泥沙数学模型中基于水流不饱和程度构造的断面冲淤面积分配计算之中。(4)叁峡水库蓄水后长江中下游一维水沙数值模拟研究：建立了适用于长江中下游宜昌-大通河段的一维河网非恒定水沙数学模型,并利用叁峡水库蓄水前后2002-2006年的最新实测数据对模型进行了验证。之后,根据叁峡水库基本蓄水方案以及不同提前抬高蓄水水位方案的下泄水沙条件,对沿程各河段的冲淤量、冲淤发展过程以及沿程的水位变化进行了模拟预测计算。计算结果符合水库下游泥沙输移的一般规律,并与相关极限冲刷量预测结果以及近年实测结果符合较好。
余新明, 谈广鸣[6]2005年在《河道冲淤变化对分流分沙比的影响》文中研究表明主要针对干流河床冲淤变化对支流分流分沙的影响进行初步研究,充分考虑了分流口口门附近的环流结构和含沙量沿垂线分布的特性,建立了干流河床冲淤变化后支流分流分沙比的计算公式,用荆江裁弯后分流分沙的变化对公式进行了验证,并根据公式预测叁峡建坝后对荆江叁口分流分沙的影响.
孙昭华[7]2004年在《水沙变异条件下河流系统调整机理及其功能维持初步研究》文中研究表明世界各国河流开发历史和经验教训表明,由于对人类活动引起水沙条件变化后河流系统的调整机理认识不足,流域开发中普遍引起某项或多项河流功能受损或衰竭。造成这种现象的深层原因,一是对河流系统中水、沙、河床之间的整体联系和互相影响的机理认识不足,导致河流系统中出现意想不到的现象和负面效应;二是对水沙变化和河流系统调整的后续环境、生态和社会效应认识不足,在保障或优化某项河流功能的同时,却导致河流系统整体健康的损害。因此,从整体上研究水沙变异条件下河流系统的调整机理,对于河流健康的保障具有重要意义。保持河流各方面整体协调是流域开发研究的重点和必然趋势。然而,目前相关的研究大多是针对河流功能受损后的修复和防护,而对于水沙调节可能引起的河流系统功能调整研究甚少。大量事实表明,当人们意识到各种工程对河流系统的影响时,往往河流系统功能已受到明显损伤,对河流系统自然、生态环境的修复和重建是十分困难甚至不可能,防患于未然胜于任何补救措施。水沙变异后河流系统调整涉及领域广,时空跨度大。当前的研究已经在各相关领域中开展了相当广泛而深入的工作,但这些成果往往是从不同的角度出发,具有不同的时空尺度,而且由于是在单学科内结合河流系统的单方面属性开展,对相互之间的因果制约以及层次关系缺乏深入的认识,不利于对河流系统整体调整趋势的预测和分析。本文以水沙变异为主线,遵循从原因至结果的顺序,力图建立不同变化与河流系统不同响应之间的联系,以便最终能够达到根据水沙变化而预测河流系统功能调整的目的。研究的特色在于,同时注重了河流系统动力特征、形态特征的动态变化及其防洪、生态等方面的效应,为河流系统调整预测和功能评估打下基础。论文对水库下游的泥沙输移、河型转化、浅滩演变等方面开展了深入研究,并对河流系统调整对区域整体的防洪形势、生态环境状态影响进行了详细讨论,是从不同方面、不同尺度同时研究河流系统的首次尝试,在河流系统动力与形态、微观与宏观、地貌与生态等变化的层次性、联系性方面得到了一些有益的认识。同时,论文结合了长江叁峡下游的实际背景,一些结论对于长江水资源开发过程中河流系统功能的整体维持具有参考价值。全文主要讨论了以下几个方面的问题:(1)分析了水沙变异与河流系统的作用特性,明确了河流系统各方面的调整实际上是系统输入特性的不同方面变化造成的;回顾了对河流系统及其功能的认识过程与研究现状,说明了建立水沙变化与河流调整对应关系的意义和必要性。(2)鉴于目前对水库下游泥沙输移特征未形成明确的统一认识,本文以大量实测资料证明:水库下游的泥沙输移能力不可能超出建库前的天然水平,全沙和分组输沙量都符合这个规律,而且与水库运用方式、下游河床形态调整等因素无关。基于水库下游泥沙输移变化一般特征,讨论了黄河小浪底调水调沙的可行性和叁峡下游冲刷冲淤计算的合理性。利用水库调水调沙使下游河道输沙能力超过天然水平的尝试是值得斟酌的;目前对叁峡下游的冲淤预测结论中,冲刷发展进程和冲淤分布存在值得商榷之处。(3)分析了水、沙过程各种特征因素对河型过程的影响,明确水、沙、河床边界在河型塑造过程中的地位与作用。根据丹江口等水库下游水沙变异特点,分析总结了不同变异情况下可能发生的河型调整;结合叁峡下游水沙条件的变化以及河型转化的机理,预估了不同河型区段的变化趋势:下荆江河段建库后首先发生下切,但由于流量增大的影响,冲刷将主要转为侧蚀,曲率有所增大。对于城陵矶以下的稳定江心洲河段而言,对流量变幅比较敏感,但由于建库前后流量变幅差别不大,而且距坝距离较远,沙量恢复程度高,因此不会发生明显的河型变化。(4)以往对浅滩演变的研究多是针对个别浅滩特例,不够系统。文中尝试从水沙条件和河床形态的角度分析浅滩演变的实质,认为浅滩的主要影响因素是河床局部形态,河段挟沙力与来沙量二者之间的跟随性差是形成浅滩的主要原因,提出了通过断面挟沙力随流量变化的指数值来判别浅滩恶劣程度的认识。结合丹江口水库下游相关资料,总结了水沙变异条件下不同特征河段浅滩的变化规律;分析总结了天然情况下长江中下游浅滩成因并预估叁峡建库后演变趋势。(5)文中分析了修建水库对下游洪水过程时空分异性的影响,并以叁峡下游为例开展了深入讨论。采用多种方法推求长江中游各种组合类型的典型洪水,为复杂区域的设计洪水推求提供参考,以此为基础,比较了叁峡调节作用、下游的河道冲淤对中游各类型洪水过程的影响,叁峡建库后前20年,长江中游尤其是城陵矶附近洪水形势依然严峻。总结流域洪水泥沙过程模拟与调控方法,文中建立了适用于复杂大型河网的泥沙数学模型,水流、泥沙系数矩阵均可分组求解,提出了多种汊点分沙模式。(6)分析了修建水库等水沙调节措施对下游河流生态环境影响的时空范围、作用方式;深入分析了生态需水量的概念内涵与基本要素,对各种估算方法的原理、适用性等进行了比较。文中一定程度上也对河流地貌—生态系统之间的联系,生态环境的层次分级,状态评估指标确定原则等进行了探讨,为今后研究打下基础。(7)探讨了如何利用水沙、河床、生态等各方面信息对河流系统整体功能进行评估,限制水沙过程最大调节程度的途径。全文主要从水沙变异的角度讨论了河流系统的调整机理,强调了调整过程的层次性、关联性、时空分异性等特征,为水沙变异条件下河流系统功能预测和评估打下初步的基础。
郑惊涛[8]2008年在《弯曲分汊河段泥沙运动规律研究》文中研究说明弯曲分汊型河道在冲积平原河流中常见,其水沙运动规律较为复杂。我国长江中下游是典型的河槽分汊型河流,浅滩众多,河床演变剧烈,主槽与支汊交替转化,碍航问题突出,成为制约航运发展的“瓶颈”。叁峡工程蓄水运用后,将引起长江中游典型弯道段浅滩航道条件发生新的变化,部分浅滩航道条件还将进一步恶化。因此,研究长江中游典型弯道段浅滩成因及演变机理具有重要的理论意义和工程实用价值。本论文工作结合交通部西部交通建设科技项目“长江中游严重碍航河段—监利河段航道治理关键技术研究”而开展的。通过对长江中下游弯曲分汊河段的平面形态、水文泥沙特性和河床演变特征等进行广泛的调研分析,研究了影响弯曲分汊河段主支汊转换的主要因素;通过清水冲刷试验,系统模拟了叁个不同时期(左汊为主、左右平衡、右汊为主)、四种洲滩型式的弯曲分汊河段河床和江心洲岸线的泥沙运动和冲刷变形,给出了弯曲分汊河段浅滩成因及演变机理;通过比较四种洲滩型式下,洲头、洲尾及江心洲洲体体积的变化情况,得出四种洲滩型式下,江心洲的稳定性从高到底依次为:右汊为主加边滩、右汊为主、左汊为主和左右汊平衡;通过理论分析和模型试验给出了水流挟沙力沿程变化的关系曲线,得出在进口处和弯顶或弯顶以下的地方水流挟沙力较大,容易形成冲刷,分流区的水流挟沙力最小,易发生淤积;通过分析水流紊动特性,得出分流区底部水流的脉动动能比较分散,是分流区浅滩形成的一个重要原因;通过与原型河段冲淤变化对比,概化模型试验结果基本合理。本文研究成果已经初步应用于实际工程,取得了良好的经济和社会效益,并可用于其它弯曲分汊型航道的治理。
屈贵贤[9]2014年在《长江下游大通—江阴段近五十年河床演变特征及其原因分析》文中指出自然与人为双重影响下的河流变化过程研究,是当前国际地球科学研究的一个前沿课题。长江作为人类活动最强烈的河流以及在很大程度上受季风气候影响、水沙变率很大的河流,是研究河流过程对自然与人为作用响应的理想河流。长江干流河床近五十年来的冲淤变化和调整,是自然环境变化和人类活动双重影响的结果,已经成为国内外关注的一个研究热点。叁峡工程运行以来,由于来沙量的减少,不仅导致中游近坝河段遭受强烈冲刷,并且还导致长江河口岸滩的侵蚀。而下游河段,尤其是位于潮区界和潮流界附近的大通--江阴河段冲淤变化如何,是怎么响应的,还缺乏系统的研究。本文在地理信息系统和数字高程模型技术的支撑下,对长江下游大通-江阴河段六个时期(1959、1969、1983、1992、2003、2008)的河道地形图进行了分析处理,建立了河道水下地形数据库,选取其中叁个年份(1969、2003、2008)的数据建立了数字高程模型,对研究河段的形态特征、冲淤变化及其成因机制进行了系统分析。发现了对于叁峡工程影响的一种新的响应机制,发现了上、中、下叁段不同的冲淤变化特征和响应模式,揭示出该河段河床冲淤变化随着深度增大而增大的规律。对于深化长江受自然与人为影响的响应机制的认识,以及指导长江流域和河道工程建设等,均具有重要的意义。主要结论如下：(1)该河段对于叁峡大坝影响的响应,与其它河段有所不同。在叁峡大坝建成后的前五年(2003-2008),该河段平均来说并没有随着上游来沙量的减少而发生冲刷,而是发生了淤积。原因在于该段位于潮区界和潮流界变动比较敏感的河段,叁峡蓄水后,洪水流量减少,导致洪水期潮区界上移,水力坡度减小。净淤积量为47822.45万立方米。(2)该河段的上、中、下叁段的冲淤变化,表现出不同的变化特征和响应模式。叁峡蓄水运行后(2003-2008),上段由小幅冲淤交替转为以冲刷为主,中段由冲刷转为淤积,下段由淤积转为冲刷。这是因为,叁峡蓄水后,到达大通站的泥沙量减少,因此上段(大通-芜湖河段)发生冲刷。进入中段(芜湖-镇江河段)后,一方面由于上段冲刷使得含沙量得以补充,挟沙能力下降,另一方面由于潮区界上移导致河流纵比降减小,使得径流流速下降,挟沙能力进一步降低,从而造成河床淤积。进入研究河段下段,由于同时受到径流与潮流双重作用,落潮时落潮流与径流同向迭加,流速增大,同时含沙量因泥沙在中段落淤而有所下降,此时挟沙能力增强,从而导致下段发生冲刷。(3)不同类型河道对冲淤的响应也存在差异。弯道河床演变特征表现为深槽下切和深泓左右摆动,其次表现为对岸浅滩的淤积。不稳定的汊道段则表现为左右汊冲淤调整加剧,深槽下切或淤积,汉道入口和出口的深泓左右摆动为其主要特征。节点段,深泓位置无较大变化,河段入口和出口处断面冲淤显着。(4)由于受到河岸工程的影响,大部分河段的横向冲淤(摆动)受到限制。河床冲淤变化主要表现为10米等深线附近及其以下深槽的冲淤,以及沿着河道方向的纵向冲淤变化。(5)该河段近五十年,由于受到河道工程的影响,河床宽度存在着减小的趋势。其中,1983-1992年间,河宽缩窄约11.9%。江心洲的发育逐渐趋于稳定。(6)在受人类活动影响较小的自然状态下,上下游河段之间在河床演变中具有较好的关联性。节点段主泓的位置变化对下游河段的演变具有直接影响。护岸工程的实施,对稳定节点段河势作用显着。近期,各分汉河段之间的上下游关联性有减弱趋势。
段光磊[10]2012年在《冲积河流冲淤量计算模式研究》文中指出大量的数学模型、实体模型和水工程泥沙试验、河道整治、航道整治研究等,均建立在河道实测冲淤变化资料的基础上,因此河道的冲淤数量及其分布是科学试验、工程调度和河道演变及整治研究的重要基础资料。断面地形法、网格地形法和输沙量平衡法是计算河道冲淤量广泛采用的叁种模式。而在生产实践中,分别采用断面地形法和输沙率量平衡法计算的同一河段、同一时段冲淤量往往差别很大,甚至部分河段、部分时段存在冲淤性质相反情况。本文采用大量的实测水沙、地形资料,运用断面法、网格地形法和输沙量平衡法,计算了叁峡水库蓄水后叁峡坝下游宜昌至监利河段的河床冲淤量。对不同计算方法中影响计算精度的因素进行了研究。运用非线性分形理论对河床起伏程度与断面代表性关系进行了研究。对水文测验和河道测量观测布置提出了合理性建议。具体研究内容和所得主要结论如下。(1)河道冲淤量计算结果若要达到一定的精度,除在弯道、汉道断面宜布置相对较密的断面外,在河道急剧放宽和束窄的局部河段断面不宜太稀。若采用断面地形法计算宜枝河段河段冲淤量,断而间距不宜大于2倍河宽。断面面积采用椎体法和梯形法计算河道冲淤量,差异很小,两种方法均能满足要求。(2)随着网格尺寸增大,河道真实地形被“坦化”,局部地形的细微变化弱化,同水位级下河槽槽蓄量减小,河道冲淤量也呈减小趋势；利用地形测图数据进行网格地形法计算时,网格尺寸不宜大于地形施测断面点间距。对1：10000地形图而言,在60m以内为宜；对1：5000地形图而言,在30m以内为宜。DEM克里格法插值优于其他插值方法,能相对准确地还原原始地形。(3)采用长江水利委员会水文局临底悬沙观测试验资料,探讨了叁峡坝下游实测悬移质输沙量改正问题。常规悬沙测验中,叁峡坝下游河段悬移质泥沙测验需要考虑临底悬沙含沙量较大问题。另外,采砂河段需要准确的采砂量,分流河段要考虑分沙量和口门至水文站河道冲淤量。对实测成果进行修正后,输沙量平衡法才能得到准确结果,否则该方法计算的冲淤量明显偏小(4)采用分形几何理论和方法探讨了断面、河床表面起伏度与冲淤量的关系。得到：荆江河段固定断而间距大,弯道、分汉河段的固定断面控制不了地形变化,两种方法计算结果差异大。荆江局部河段固定断面代表性不强,需要适当加密固定断面,有些断面方向需要调整。冲淤量差值百分数及床面分形维数有一定的相关关系,床面分形维度越大的河段,网格法与断而法冲淤量差异也越大。(5)对叁种不同计算方法精度进行了综合评价。影响输沙量平衡法计算精度的因素主要有低含沙量、冲刷河段临底悬沙含沙量大、采砂量估算误差和口常简测法输沙量测验的系统误差等。网格地形法计算精度主要有地形测量精度,特别是水深测量精度和局部不易实测的局部空白区,以及网格插值方法和分辨率大小等。断面法测量精度主要影响因素除断面测量精度,特别是水深测量误差,以及断面代表性和断面间距量算误差等。
参考文献：
[1]. 河道冲淤情况下分流分沙模式初步研究[D]. 余新明. 武汉大学. 2004
[2]. 冲积河流航道整治设计参数确定方法研究[D]. 王秀英. 武汉大学. 2006
[3]. 长江中下游水沙输运及其调控数学模型研究[D]. 施勇. 河海大学. 2006
[4]. 弯曲分汊河道水沙运动与河床演变耦合机理研究[D]. 王洪杨. 长江科学院. 2017
[5]. 水库下游非均匀沙输移及模拟技术初步研究[D]. 葛华. 武汉大学. 2010
[6]. 河道冲淤变化对分流分沙比的影响[J]. 余新明, 谈广鸣. 武汉大学学报(工学版). 2005
[7]. 水沙变异条件下河流系统调整机理及其功能维持初步研究[D]. 孙昭华. 武汉大学. 2004
[8]. 弯曲分汊河段泥沙运动规律研究[D]. 郑惊涛. 重庆交通大学. 2008
[9]. 长江下游大通—江阴段近五十年河床演变特征及其原因分析[D]. 屈贵贤. 南京师范大学. 2014
[10]. 冲积河流冲淤量计算模式研究[D]. 段光磊. 武汉大学. 2012