- 冯志毅;邓安军;陆琴;冯胜航;吕瑞茹;
基于2008—2023年实测资料分析了向家坝水电站下游河道的冲淤演变规律,采用数值模拟计算了大流量条件下近坝河段的极限冲刷情况。天然情况下,向家坝水电站下游河道河床相对稳定,冲淤基本平衡;施工截流期,坝下游4.0 km范围内的河段冲刷明显,深泓线平均下切5.0 m左右,而距坝超过4.0 km的河段整体变化较小;水库运用后,坝下游32.0 km的河段深泓平均下切0.33 m,其中距坝13.0～16.0 km的河段整体下切5.0 m左右,主要与采砂有关;整体来看,2012—2023年下游河道累积冲刷1 103万m~3,其中人工采砂917万m~3,河道水流冲刷仅186万m~3;在20 000 m~3/s大流量条件下,下游距坝2.1 km的断面刷深3.63 m,距坝6.0 km的断面冲刷2.21 m,大流量条件下向家坝下游河床仍有可能发生较大冲刷。
2025年04期 v.50 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 2278K] - 李明;周成成;袁晶;余文钧;夏楷;
长江中游沙卵石河段的枯水位下降问题既直接影响航道条件,也关系到葛洲坝船闸的正常运行,历来颇受关注。2014年以来,枝城以上枯水同流量的水位基本保持稳定,枝城以下水面比降持续增加,枝城至大埠街河段流量7 000 m~3/s的水位落差增加约2.5 m,比降达到了1.4■。在水位下降过程中,时段起始的能量损失比降是河道枯水位控制作用的表现,能量损失比降越大,水位下降向上游传递过程中的同等衰减幅度所需要的河段长度就越短。目前枝城至大埠街河段的沿程能量损失比降水平匹配该河段的长度,可以有效限制出口水位下降对枝城以上河段的影响,未来随着枯水位进一步下降,枯水位下降将逐渐向下段乃至末端集中,出口水位下降的向上影响范围还将进一步缩短至枝江以下。
2025年04期 v.50 9-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1407K] - 李乐诗;吴腾;秦杰;曾睿;滕辉;
河床冲淤平衡的研究多集中于平衡判定、平衡过程中的水沙变化等,而关于平衡时间的研究较为有限。以概化水槽为研究对象,采用一维水沙模型研究清水条件下的河床冲淤平衡时间,分析清水条件下平衡时间与各影响因素之间的关系。结果表明,随着单宽流量的增加,平衡时间先下降,后趋于平稳;随着初始河床坡度增加,平衡时间单调减小。在中值粒径不变的情况下,平衡时间随泥沙分布标准差的增加逐渐增加。基于数值模拟结果,对河床平衡时间进行无量纲化处理,并选取合适的无量纲参数,拟合得到清水冲刷条件下平衡时间计算公式。
2025年04期 v.50 15-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1563K] <正>《泥沙研究》是中国科学技术协会主管、中国水利学会主办、泥沙专业委员会编辑出版的基础研究学术期刊(双月刊),是全国中文核心期刊和中国科技核心期刊,创刊于1956年,是水利行业创刊较早、泥沙专业影响最大的学术期刊。《泥沙研究》刊登泥沙专业方面的学术论文、专题综述和工程技术总结。
2025年04期 v.50 22页 [查看摘要][在线阅读][下载 559K] - 魏天兴;荆丽波;缪今典;张晓明;侯磊;
土壤粒径分布影响土壤的水力侵蚀特性,是重要的土壤物理特性之一。以黄土丘陵沟壑区山西吉县蔡家川嵌套流域为研究对象,探究其流域面积、森林覆盖率和流域高程对下游各堰周边淤积泥沙粒径分布的影响。结果表明:流域面积越大,淤积泥沙粒径越小且淤积粒径小于1 mm;植被覆盖度对下游各堰周边淤积土壤没有趋势性的筛选作用,流域所处海拔高度对淤积泥沙粒径影响不大;粒径大于5 mm的影响因素从高到底分别为:森林覆盖率>农地比例>河流比降>流域面积,粒径小于5 mm的影响因素从高到底分别为:流域面积>森林覆盖率>农地比例>河流比降。研究结果可为黄土高原黄土丘陵沟壑区水土流失治理提供科学依据。
2025年04期 v.50 23-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 842K] - 陈子健;罗红春;冀鸿兰;李志军;
冰盖的存在显著改变了河道水力条件,研究冰下泥沙起动流速对于理解冰期河流的河床冲淤机制至关重要。基于Einstein阻力划分原则和分形理论,建立了明渠与冰盖条件下泥沙起动流速的相互关系,并采用双幂律函数推导了冰下非黏性泥沙起动流速公式,通过野外原型试验,进一步探究了泥沙起动对河床冲淤变化的影响。研究结果表明,冰下河床区流速垂线分布具有分形特性,所得公式与试验数据拟合度高,平均相对误差为6.67%,对较粗颗粒的泥沙起动流速预测效果更佳,精度较马子普公式提高8%。此外,结合野外原型试验发现冰塞河段的泥沙更易起动,河床断面表现出“冰塞减小,河床淤积”的特点。
2025年04期 v.50 30-36+58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1388K] - 刘世涛;毋新房;涂从刚;于三甲;黄桂平;张佳辉;
快速准确地测量河道地形及河床冲淤变化,对研究河流状态具有重大意义。针对SfM-MVS在河工模型试验中缺乏应用性指导、精度不稳定等问题,通过实验验证SfM-MVS可以获取比TLS更高分辨率、可视化效果更好、测量精度相当的三维模型。从图像质量与图像预处理、镜头畸变与相机标定方法、测量网形设计与优化三方面对SfM-MVS在河工模型三维重建中的精度优化开展了实验研究,经优化后SfMMVS三维模型的测量精度显著提升。从前期准备、图像采集、图像处理与精度评定等方面,为SfM-MVS在河工模型试验中应用提供一般性指导。
2025年04期 v.50 37-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 2121K] - 孙智霖;马吉光;赵林;邹星;
为探究移动射流对黏土底床挖沟形态的影响,提高海底管道回填效率,设计多喷嘴射流装置并进行黏性底床后挖沟移动射流物理模型试验,研究喷嘴移动速度、喷嘴射流角度和土壤不排水抗剪强度对冲沟效果的影响,并对黏性底床冲沟形态进行讨论分析。单喷嘴射流试验表明喷嘴向射流移动方向偏转5°时冲沟效果最优;四喷嘴射流试验表明射流移动速度增加时,冲沟深度减小,冲刷产能增加趋势由快变慢,冲刷比能减小并趋向稳定,试验中最佳射流移动速度为10 mm/s;黏土不排水抗剪强度增加时,冲沟深度减小;进行射流埋管试验,试验装置回填效率可达65%,表明该装置可大幅缩短回填时间。研究成果对挖沟机的优化设计和施工运行具有指导意义。
2025年04期 v.50 45-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 2532K] - 曹萌;吴金涛;徐航宇;蔡吉伟;陈曦;何刚;
借助三维多波束测深技术对锦屏一级水电站库区进行水下检查。首次查明了该库区全范围水下三维地形地貌现状的特征,基于三维多波束点云数据实现了库区库容的精准计算。通过周期性检查成果数据的对比对库岸现阶段的变化情况进行有效评估,分析库岸边坡及河道冲淤态势,揭示了库区演化规律。通过多年期多波束水下地形数据的对比,分析河道冲淤和库容参数指标,可以为电厂的运行安全评估提供重要支撑。
2025年04期 v.50 52-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1509K] - 张萍;申红彬;王海周;曹兵;
黄河下游在小浪底水库投入运用并开展调水调沙后,河道持续冲刷,进而引发床沙粒径粗化与冲刷效率降低,实质为河流在新的水沙条件下自动调整趋于再平衡的过程。基于河床演变滞后响应模型,结合河床冲淤过程中输沙率调整的滞后响应模型,改进河床淤积体体积平衡值的计算方法,并推导建立了河床再平衡调整的时间方程。以黄河下游游荡河段的花园口—高村段为例,对其河床持续冲刷再平衡调整时间过程进行模拟与分析。结果表明,河床淤积体体积计算值与实测值的时间变化过程吻合良好。经多方案比较计算认为,后期调水调沙可以考虑在控制来沙量的条件下适当增加平均流量。
2025年04期 v.50 59-64+44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1343K] - 胡成飞;刘烨;张毅;曾剑;
塘前滩地冲刷是影响海塘结构稳定的主要因素之一,掌握河口区复杂动力条件下塘前滩地冲刷特性并预测冲刷高程,对保障海塘安全具有重要作用。基于钱塘江河口海宁尖山段2016—2020年塘前滩地监测资料,结合河口洪潮动力及江道地形数据,对尖山段塘前滩地冲刷特性开展研究。结果表明:尖山段塘前滩地冲淤对洪潮动力变化的响应机制具有时空变异性。西顺堤和西南顺堤以洪水冲刷为主,若丰水期或梅汛期后北槽发育,枯水大潮期西顺堤滩地进一步刷深,西南顺堤滩地则开始淤高,枯水弱潮期滩地均呈淤高态势;下游侧东南顺堤段受丁坝掩护,塘前滩地高程较高。塘前滩地高程与洪水、潮汐和塘前主槽变迁具有良好的相关关系,可据此预测塘前滩地冲刷高程。
2025年04期 v.50 65-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1864K] - 鲍宪远;何进宇;王忠静;张登毓;崔烜玮;
泥沙资源化利用作为一种综合考虑经济效益和生态效益的处理方式,其研究现状、挑战和发展前景缺乏系统分析。通过对黄河泥沙来源、特点和利用现状的研究成果进行广泛梳理,分析了黄河泥沙的形成过程和理化特性,归纳整理了泥沙资源化利用现状,基于现状提出并探讨了当前存在的挑战,提出了相应的建议。虽然目前形成了较为成熟的泥沙资源化利用方向,但在技术能力和环境保护等方面仍存在不足。当前存在的挑战有经济效益较低、生态环境保护要求、技术创新能力不足和社会认知度参与度低等。提出的策略包括探索资源化利用新途径、建立完善的环保监测评估体系、加强宣传教育、创新公众参与机制等。
2025年04期 v.50 73-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 910K] 下载本期数据