河流水沙过程边界层的现象、机理与主控因素
安晨歌;傅旭东;已有研究表明，在周期性洪水作用下，河流动态平衡表现为水沙过程边界层的形式，但是非恒定泥沙补给的影响仍缺乏深入研究。通过数值模拟和理论分析，研究了非恒定水沙补给条件下的河流平衡。发现周期性非恒定泥沙补给条件下，河流平衡同样表现为水沙过程边界层，其形成原因为泥沙补给和水流挟沙力之间的周期性不匹配。对于水沙过程边界层之外的稳定河床，其平衡形态由平均流量、水流非恒定性、平均泥沙补给速率决定，但不受泥沙补给非恒定性影响。河流平衡状态受水流非恒定性影响、但不受泥沙补给非恒定性影响，原因在于水流挟沙力与水流流量之间的非线性关系。
大粗糙度条件下的临界希尔兹数
许晓阳;王平;魏欢;张根广;与小粗糙度条件相比，大粗糙度条件下的泥沙起动规律更为复杂，经典的希尔兹曲线难以直接应用于大粗糙度条件。鉴于此，基于床面阻力研究中的流层划分原理，提出了大粗糙度条件下的临界希尔兹数计算方法。在前人的研究基础上，基于小粗糙度条件下的泥沙起动规律，建立了小粗糙度条件下的临界希尔兹数计算公式。对比分析大粗糙度和小粗糙度条件下的泥沙起动规律，建立了大粗糙度条件下的临界希尔兹数计算公式。经与水槽实测资料、野外实测资料及其他经典泥沙临界希尔兹数公式的对比，表明建立的公式具有良好的适用性。
山区河流推移质簇群形成及演变特征试验研究
肖毅;尹思琪;邓敬宏;刘洁;推移质簇群是山区河流床面微地貌结构的重要组成部分，对泥沙输移、河床阻力及河道地形塑造具有显著影响。通过连续水流变化条件下的均匀推移质簇群演化概化试验，分析了簇群演变过程与水流强度响应关系及簇群形态的统计特征。试验结果表明，簇群形成数量的概率密度分布与水流强度关系密切，不同床面布置形式的簇群演变过程特征参数存在差异。矩形密排床面的簇群形成、稳定、崩解阶段存在明确的水流强度阈值，通过对颗粒与床面接触面受力分析可知，梅花形密排床面的颗粒起动水流拖曳力为矩形密排床面的73.82%,因此相同水流条件下梅花形密排床面的簇群运动更剧烈，较难形成稳定阶段。研究成果为理解推移质簇群演变机理提供了理论基础，也为山区河流微地貌变化与水流条件响应量化关系研究提供了参考。
《泥沙研究》投稿和征订启事
<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。主要专业范围包括:泥沙运动基本理论,河流动力学,河床演变,河流地貌;流域产沙,水土保持,水沙变化,泥沙配置利用;水库泥沙,河流及航道整治,河口、港湾及海岸泥沙;枢纽及电站泥沙,渠系泥沙,环境泥沙,泥石流及风沙,管路固体输送,工业取水防沙;泥沙数学模型技术,泥沙实体模型技术,泥沙测试仪器与技术等。
考虑吹填过程的疏浚淤泥大应变非线性自重固结
刘长森;李传勋;疏浚淤泥往往需自重固结后才具备资源回收利用的条件，但目前疏浚淤泥自重固结理论大多忽略吹填过程的影响，致使疏浚淤泥的初始固结计算存在偏差。在Gibson大应变固结理论基础上，考虑疏浚淤泥厚度随吹填进程而增厚的过程影响，引入疏浚淤泥的非线性压缩和渗透特性，建立考虑吹填过程影响的疏浚淤泥大应变非线性自重固结模型，并获得模型的数值解答。在此基础上，对比分析考虑吹填过程与忽略该过程对疏浚淤泥固结性状影响的异同，为实际工程中如何处理且优化疏浚淤泥堆场提供理论依据。
黏性与非黏性混合泥沙沉降特性试验研究
罗文姚;刘春嵘;刘红;袁文昊;杨闻宇;为研究粉砂与黏粒混合泥沙沉降特性，在大尺度沉降筒中进行了沉降试验。测量了泥面位置和瞬时含沙量，根据测量结果给出了瞬时含沙量垂直分布规律、泥面沉速及不同位置处泥沙的瞬时沉速。发现在沉降一段时间后，泥面沉速和不同位置处的瞬时沉速基本相等。据此提出混合泥沙存在群体沉降和离散沉降两种模式。小于某一临界粒径的泥沙以群体模式沉降，沉速是含沙量的函数，与粒径无关；大于某一临界粒径的泥沙以离散模式沉降，沉速是颗粒粒径和含沙量的函数。由试验确定了临界粒径的值和群体沉速的最大值。基于双沉降模式给出了预测含沙量和泥沙粒径概率密度时空变化的方程。
坝下游清水冲刷作用下河床粗化研究综述
冯志毅;邓安军;吕瑞茹;李卓普;唐尧;路子岩;水库运行改变下游水沙条件，坝下游河道发生冲淤调整，影响下游堤防稳定与航运安全。国内外学者围绕坝下游再造床过程开展了大量研究。从不同河床质类型出发，系统梳理了坝下游河床粗化机理、粗化层级配调整、床沙活动层与粗化层厚度、极限冲刷及判别准则等相关成果。现有床沙粗化研究多聚焦于推移质与床沙或悬移质与床沙之间的交换过程，而对床沙粗化过程本质上涉及的悬移质、推移质与床沙三种泥沙运动形式之间的动态转化关注不足，且目前在粗化层厚度取值、极限冲刷判别标准等方面尚未形成统一认识。未来研究应从理论上深入揭示不同运动状态泥沙之间的相互转化机制，构建可耦合描述三类泥沙转化过程的床沙粗化计算模型，并通过研发高精度测量设备对河床粗化现象进行精细化观测，融合高分辨观测、模型试验及数值模拟等手段，揭示粗化层动态演化机制。
长江下游天星洲河段洪枯交替的滩槽冲淤变化特征
史常乐;吴张勇;刘全帅;卞佳琪;程龙;樊璠;2016—2023年长江天星洲河段经历洪枯交替过程，滩槽冲淤特性显著改变。采用实测资料分析的方法，揭示鳗鱼沙心滩与天星洲的冲淤响应机制。结果表明：三峡水库蓄水后，长江下游输沙量锐减70.7%，2023年大通站输沙量创历史新低；洪枯交替条件下天星洲河段呈现“大水淤积、小水冲刷”的反常规律，2020年洪水鳗鱼沙和天星洲整体淤积，鳗鱼沙左汊和天星洲右汊深泓同步右移约670 m，而2022年枯水冲刷，且天星洲河段滩槽冲淤互换。尽管整治工程稳定了河道形态，但鳗鱼沙左汊槽容积持续萎缩(2016年73%降为2023年58%)。建议加强河段常态化监测，以评估工程效果并预测河势。
基于深度学习模型的大理河流域水沙模拟与预测
于鹤祥;任宗萍;王友胜;李婧妮;王启航;深度学习模型能够处理复杂的非线性关系，且无需预先设定物理过程或参数，在流域水沙模拟预测方面展现出巨大潜力。为探究深度学习模型在流域水沙模拟预测方面的能力，基于大理河流域1960—2021年的水沙实测数据，采用EEMD-GRU、EEMD-LSTM和EEMD-GRU-LSTM三种深度学习模型对流域水沙变化进行了模拟，评估了三种深度学习模型在模拟流域水沙变化的适宜性。结果表明，大理河流域近62年来年径流量和年输沙量均呈显著下降趋势，三种深度学习模型和实测结果表现出较好的一致性；EEMD-GRU-LSTM对年径流量和年输沙量模拟精度均优于其他两种模型，其纳什效率系数分别为0.69和0.58。深度学习模型在流域水沙模拟预测方面具有一定效果，且后续相关研究可以使用多种模型耦合将模型作进一步的改进。
耦合Budyko与因子分解的流域水沙变化归因分析方法
谢瑾如;秦伟;丁琳;王向东;方金鑫;长江上游生态脆弱，对气候变化敏感。为定量评估气候和下垫面变化对该区流域径流、输沙的影响，以五郎河为典型流域，耦合Budyko框架与因子分解法，建立含沙量与侵蚀动力、侵蚀阻力的响应关系，开展水沙演变归因分析。结果表明：研究期内流域年径流与输沙量均显著减少(P<0.01)，突变点为2005年。与基准期(1990—2005年)相比，突变后时期(2006—2022年)气候变化主导了径流减少(贡献率为67.23%)，下垫面变化贡献率为32.77%；二者对输沙量减少的贡献率则基本相当(分别为49.50%和50.50%)。研究成果可为长江上游水土资源管理提供科学支撑。
中国坡面水蚀预报模型研究
江忠善 ,郑粉莉 ,武敏基于我国坡面水蚀预报模型研究成果,考虑浅沟侵蚀对坡面侵蚀产沙的重要影响,建立了我国坡面水蚀预报模型,给出了模型参数降雨侵蚀力、坡度与坡长、浅沟侵蚀影响因子的算法和采用数值。指出今后应加强土壤可蚀性因子、覆盖—管理因子和水土保持措施因子的研究与集成。利用自然坡面径流小区实测资料对模型进行验证,表明模型具有较高的预报精度,在有浅沟和无浅沟的坡面上,预报精度达88%以上。
坡面流阻力规律试验研究
姚文艺通过实验室人工降雨水槽试验，初步研究了坡面浅层均匀流及由降雨形成的浅层沿程变量流的流动阻力规律．根据试验中观察到的物理现象及对实测资料的分析，进一步明确了坡面浅层水流与一般明渠流水力特性的差别，揭示了降雨、坡度和表面粗糙度对浅层流流动特性的影响，提出了＂伪层流＂的概念，根据实测资料建立了不同流区的Ｄａｒｃｙ－Ｗｅｉｓｂａｃｈ阻力参数ｆ的定量关系式．研究成果可用于坡面流汇流计算及土壤侵蚀、产沙模拟等生产实践．
河流泥沙研究进展
王光谦;泥沙研究主要是认识水流中的泥沙运动规律、河床演变规律,进而解决水利工程中的泥沙问题。泥沙学科体系始建于20世纪,侧重河流泥沙研究。河流泥沙运动力学基本理论包括:泥沙的沉降特性、泥沙的起动特性、悬移质运动规律、推移质运动规律、水流挟沙力、非平衡输沙、泥沙运动统计理论、异重流运动理论、波流作用下的泥沙运动理论等。在长期的治河实践中,我国的泥沙科学发展迅速,主要进展包括:泥沙运动力学基本理论,高含沙水流的运动机理与理论,河流模拟的理论与技术,水库泥沙的对策与管理,河道演变规律的认识及治河工程技术等。本文对河流泥沙研究的主要进展进行简要综述。
水库淤积与河床演变的(一维)数学模型
韩其为,何明民目前对泥沙运动与河床演变研究还很不够,因此泥沙输移数学模型的关键,就在于泥沙运动的方程及一些关系式是否符合实际.按照这一考虑,作者及有关合作同志多年来进行了一系列泥沙运动与河床演变的专题研究.在此基础上,从1972年起直接研究水库淤积与河床演变的数学模型,到目前为止已发展成为经过大量实际资料检验适用范围较广的一维模型. 本文阐述了水库淤积与河床演变(一维)数学模型的最基本的内容:包括水库淤积与河床变形的方程组、重要的补充计算及其公式、方程组的解法、需要的原始数据和可以输出的结果以及模型验证和投入生产的情况.
河流泥沙研究进展
王光谦;泥沙研究主要是认识水流中的泥沙运动规律、河床演变规律,进而解决水利工程中的泥沙问题。泥沙学科体系始建于20世纪,侧重河流泥沙研究。河流泥沙运动力学基本理论包括:泥沙的沉降特性、泥沙的起动特性、悬移质运动规律、推移质运动规律、水流挟沙力、非平衡输沙、泥沙运动统计理论、异重流运动理论、波流作用下的泥沙运动理论等。在长期的治河实践中,我国的泥沙科学发展迅速,主要进展包括:泥沙运动力学基本理论,高含沙水流的运动机理与理论,河流模拟的理论与技术,水库泥沙的对策与管理,河道演变规律的认识及治河工程技术等。本文对河流泥沙研究的主要进展进行简要综述。
黄河口泥沙输运三维数值模拟Ⅰ——黄河口切变锋
王厚杰;杨作升;毕乃双;采用三维数学模型研究黄河口泥沙输运过程,并利用实测资料对模型进行了检验。数值模拟结果揭示了黄河口切变锋的时空运动过程及其对河口泥沙传输的作用。黄河口切变锋在涨、落潮时段存在两种不同的形态,分别历时2小时左右。切变锋在浅水区域产生,向深水区移动,经历2小时左右消失,它的产生是由于近岸区域与10 m深线以外区域的潮汐相位差所导致。切变锋对河口泥沙的向海传输有重要的阻隔作用,导致河口泥沙集中在切变锋的向岸一侧随落潮流向北侧传输,在涨潮时河口向海排沙量降低,少量泥沙随涨潮流沿岸向南传输。长期的地貌演化表明切变锋对河口的淤积和侵蚀分区有重要的控制作用,导致河口泥沙在其向岸一侧沉积,是长时间尺度的河口地貌演化对短时间尺度河口沉积动力过程的重要响应。
近30年土壤侵蚀模型研究进展
郭兴月;王添;程圣东;李占斌;土壤侵蚀模型是定量预测土壤侵蚀程度的一种重要方法，对“山水林田湖草沙冰”系统治理具有重要意义。为进一步认识国内外土壤侵蚀模型研究进展，了解前沿方向，运用CiteSpace与VOSviewer软件，分析1991-2020年国内外土壤侵蚀模型的研究进展。以中国知网核心期刊和WoS数据库核心馆藏为数据源。分析结果显示，目前国内该领域的研究前沿方向是：优化不同土壤种类条件下的土壤侵蚀模型；将遥感技术与模型改进相结合，提高预测精度；以解决实际应用问题。国际的研究前沿方向是通过指纹识别技术示踪河道泥沙来源，逆推不同地区的侵蚀泥沙产出占比；解决黄土高原易侵蚀引起的高产沙问题。
基于Flow-3D的圆柱形桥墩局部冲刷大涡模拟
张曙光;尹进步;张根广;为预测圆柱形桥墩周围的局部冲刷坑形态和最大冲坑深度,基于Flow-3D软件的水动力学模块和泥沙输运模块对桥墩附近局部冲刷进行了三维数值模拟。以Melville冲刷试验为原型,采用LES大涡模拟方法,模拟了桥墩附近湍流流场。以床面瞬时切应力作为泥沙起动、输移条件,采用Van Rijn输沙率公式计算床面冲淤。采用FAVOR技术追踪河床形态变化,得到了桥墩附近局部冲刷形态。经实测资料验证,计算结果与模型实测的冲坑形态及最大冲坑深度基本吻合。
