- 王兆印;刘成;何耘;肖祺;
中华民族在4 000多年治理黄河的实践中,形成并传承一系列卓越的黄河治理方略,可归纳为"束水攻沙"和"宽河滞沙"两大类。结合对黄河下游河道历史变迁及水沙量演变过程的分析,浅析历史上黄河治理思想与实践的传承与发展。远古的大禹治水、汉代的"贾让三策"和王景治河证明了"宽河滞沙"方略的有效性。明代潘季驯、清代的靳辅和陈潢将"束水攻沙"治河方略付诸治黄实践并取得成功,丰富了治河理论。在王化云"宽河滞沙"治河主导思想的基础上不断完善和发展的人民治黄,实现了新中国成立至今70余年伏秋大汛不决口的奇迹。在黄河水沙量与过程发生了重大变化的今天,迫切需要探索黄河水沙运动和演变规律的新变化,制定新水沙条件下的黄河治理方略。
2021年01期 v.46 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1070K] <正>本刊已许可《中国学术期刊(光盘版)》电子杂志社在中国知网及其系列数据库产品中以数字化方式复制、汇编、发行、信息网络传播本刊全文。该社著作权使用费在本刊稿酬中一并支付。作者向本刊提交文章发表的行为即视为同意上述声明。
2021年01期 v.46 9页 [查看摘要][在线阅读][下载 683K] - 刘余;张根广;王愉乐;周双;
基于床面均匀泥沙颗粒相对位置关系,确定了瞬时作用流速及有效作用高度,建立了平坡泥沙起动条件与床面泥沙暴露度的关系。从理论上分析得到,泥沙跃移起动要求水流条件最高,滚动起动及滑动起动取决于泥沙颗粒的暴露角,且暴露角θ不随拖曳力系数C_D和上举力系数C_L的变化而变化。当暴露角θ小于42.8°时,泥沙更易于滚动起动;当暴露角θ大于42.8°时,泥沙更易于滑动起动。在此基础上,推导出了考虑两种起动模式的起动全概率公式,建立了床面推移质单宽输沙率公式。通过经典的推移质输沙率实测资料验证及误差计算表明,公式结构合理,计算精度较高,对于高、中、低输沙率都具有较好的适用性。
2021年01期 v.46 10-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1062K] - 樊金生;黄河清;余国安;刘晓芳;
边界条件对河流地貌形态具有重要影响,基于河道边界阻力水力半径分割方法,利用变分方法研究河岸与河底相对粗糙度对冲积河流平衡河道形态的影响。结果表明,河岸与河底相对粗糙度对河流达到平衡时的最大输沙率有一定的影响,但对河道平衡形态的影响非常显著。在临界和平均水力几何形态关系式中,随着河岸与河底相对粗糙度的增大,河宽关系式的系数逐渐减小,水深关系式的系数逐渐增大,但控制变量,特别是流量的指数变幅很小。
2021年01期 v.46 18-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 880K] - 姚记卓;夏军强;周美蓉;邓珊珊;
依据实测水沙及地形资料,分析了长江武汉河段近期平滩及枯水河槽形态的调整特点,确定了其与来水来沙及河床边界条件等因素之间的相关关系。三峡工程运用后,进入武汉河段的沙量大幅度减小(汉口站年均沙量仅为1.03亿t/a),河床冲刷较为显著,2001-2016年该河段平滩河槽累计冲刷量近1亿m~3。平滩及枯水河槽形态参数计算表明:近期河段平滩水深增加约1.8 m,但平滩河宽基本不变,面积相应增加约8%,故断面形态整体趋于窄深。由于枯水位下降与枯水河槽冲刷幅度基本一致,因此枯水河槽形态调整不明显,但枯水河槽宽深比在近些年略有减小。分析了河段尺度的平滩特征参数与各影响因素之间的关系,发现平滩水深及过水面积与前期水沙条件之间相关系数可达0.95,表明本文提出的经验关系能较好地反映水沙条件变化对平滩河槽形态调整的影响。
2021年01期 v.46 25-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1791K] - 乔宇;何青;王宪业;
根据长江口现场采集的短柱状表层沉积物,开展室内U-GEMS试验等,测量并分析了长江口表层沉积物的物理特征与起动能力的分布情况。结果表明:长江口表层沉积物起动能力受粒度与固结程度的综合影响,起动应力多介于0.4～0.65 Pa之间。河口中下游区域,北港中下段表层沉积物含水量较高,起动应力普遍小于0.5 Pa;南槽向口外泥库区方向,表层沉积物含水量逐渐增大,黏土含量增加,起动应力呈减小趋势。口外海滨区域,中值粒径北高南低,含水量分布格局相反,北部起动应力整体大于0.6 Pa,南部30～50 m等深线附近,起动应力低于其东北和西南两侧,该低值区与长江口外现代细颗粒沉积层向海延伸的边缘重合。通过对比试验测量结果与经验公式计算结果,验证了U-GEMS侵蚀系统的较高准确性,该试验方法在河口区的沉积物侵蚀能力研究中具有很好的推广应用前景。
2021年01期 v.46 34-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1412K] - 张乐涛;董俊武;张晨;张肖肖;
为认识近自然非治理状态下坡面系统径流侵蚀输沙的空间变化及其尺度关系,以黄土高原丘陵沟壑区团山沟集水区为例,筛选28次全坡面径流侵蚀产沙事件,选取或构建8类径流参量,建立了基于事件的尺度间的水沙关系,对径流泥沙动态进行量化描述。研究结果表明,输沙模数、平均及最大含沙量均在全坡面尺度达到最大值,变异系数则达到最小值。坡面土壤侵蚀防治应重点控制侵蚀能量的增长,改善侵蚀泥沙的输移条件,实现坡面系统的低输出平衡。
2021年01期 v.46 42-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1103K] - 杨玥;李志威;胡旭跃;吴新宇;
黄河源白河与黑河是典型的弯曲河流,河道沿程凸岸分布着形态各异的点边滩。作为凸岸前缘的新淤积体,点边滩的变化与弯道形态和同岸泥沙淤积具有密切联系。基于遥感影像解译与野外观测,识别河道边界和提取点边滩,分析点边滩的几何形态特征及其变化规律。白河与黑河下游54个凸岸点边滩可按形态特征分为圆弧形、长条形、U型和微弯形点边滩,其形态特征由弯道曲率决定。岸线曲率最大的点边滩呈圆弧形,最小的点边滩呈微弯形。长宽比最大的是微弯点边滩,长宽比最大值为41.38,长宽比最小的是长条形点边滩,长宽比最小值为16.80。不同河段中各类型点边滩分布情况不同,如圆弧形点边滩在白河占比约50%,在黑河仅占32.5%。弯道凸岸点边滩的发育过程是持续的淤积增厚,且其内外边界同时向凹岸方向横向迁移。
2021年01期 v.46 50-56+17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1548K] - 翟婷婷;赵广举;穆兴民;高鹏;
研究流域极端降雨条件下的水沙动态变化过程是应对气候变化引起的洪涝灾害风险的基础。针对皇甫川、佳芦河和延河流域水土保持治理前后的极端暴雨洪水,对比分析了各流域极端降雨事件中径流泥沙过程的特征变化。研究结果表明,水土保持措施能降低洪涝灾害风险,可将延河流域200年一遇的特大洪水事件降低为风险更小的50年一遇洪水。由于水土保持措施可有效调蓄洪峰、降低含沙量,延河流域洪峰流量和最大含沙量较治理前降低了89.77%和49.25%;同时显著减缓洪水消退过程,各流域洪水过程由陡落均转变为缓落。在气候变化背景下,为应对黄土高原地区局地暴雨灾害,仍需加强水土保持措施监管,开展工程措施的除险加固,提高水土保持措施抵御极端暴雨灾害的能力。
2021年01期 v.46 57-63+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1551K] - 赵立娟;Seunghee Kwon;Yuseung Kim;
长距离管道输送的减阻是疏浚工程的重要问题,利用在管道内施加电磁场来减少管道输送阻力是一种新兴的技术。通过建立内径为150 mm的水平管道水力输送细沙试验系统,对比试验了电磁场作用下流量为34～70 m~3/h,中值粒径d_(50)为6.39μm的细沙管道水力输送水力坡度的变化。细沙的体积浓度范围为3.63%～11.14%(重量浓度为9%～25%)。试验结果表明,在一定条件下,通过外加电磁场可以降低管道水力输送细沙浆体的阻力损失。
2021年01期 v.46 64-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1277K] - 王腾;蒋栋增;宋斌;
基于黏土的流变特性,将黏土视为一种流体,用Herschel-Bulkley模型模拟,采用计算流体力学(CFD)软件Fluent建立二维管道冲刷模型,结合SST k-ω湍流模型以及VOF两相流模型对黏土海床上管道局部冲刷进行数值模拟研究。研究分析表明:海底管道的存在增加了海流对海床的剪切应力,随悬空高度增大,海床剪应力逐渐减小。管道冲刷深度主要受黏土的不排水抗剪强度和流场流速的影响,管道的局部冲刷深度随土体强度的增大而减小,屈服应力为150 Pa时其冲刷深度为0.63D,约为屈服应力为600 Pa时的2倍。管道的局部冲刷深度随流速的增大而增大,流速每增加0.2 m/s其管道下方的冲刷深度平均会增加0.16D。受管道对流场的扰动,管道下游的尾流冲刷深度对流场流速大小更为敏感。
2021年01期 v.46 68-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1439K] - 侯志军;侯佼建;伊晓燕;
针对并线桥墩在多沙河流上的局部冲刷问题,采用1:100正态模型水槽对桥梁平面正交在不同形状、上下游不同桥梁间距的桥墩布置进行了系列试验研究,对上下游桥墩在不同水流强度、不同桥梁间距条件下的局部冲刷过程进行系统观测和分析。结果表明,桥墩并线时,桥墩周围水流流态较为复杂,受上游墩阻水绕流影响,下游墩周围水流紊动强度减小,流速减弱。当上下游桥墩距离较近时,上下游桥墩局部冲刷坑深度均小于相应单独桥墩,下游桥墩冲深小于上游桥墩冲深,这种差异随桥梁间距的增大而逐步减弱。随着水流强度及桥墩尺度的增大,下游桥墩不受上游桥墩影响的距离相应增大,当流速为2 m/s、墩径为2～8 m时,其影响距离约为350～660 m。
2021年01期 v.46 74-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1528K] -
<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。
2021年01期 v.46 80页 [查看摘要][在线阅读][下载 887K] 下载本期数据