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小浪底水库运用后黄河下游河道洪水与泥沙输移特性
申冠卿;张原锋;张敏;根据小浪底水库拦沙运用后的河道观测资料,分析了黄河下游河道泥沙冲淤及河床质组成的时空变化特性。伴随着河道的持续冲刷,导致河床粗化、细泥沙补给不足,水流挟沙能力明显降低。建立了河道冲刷效率与累积冲刷量的量化关系,河道冲刷效率随累积冲刷量的增加呈指数衰减。2018年黄河下游河道的输沙能力相对于2000年降低约57.1%。分析了洪水期河道冲淤量与水沙量、流量及累积水量间的函数响应关系。考虑到河床粗化对输沙能力降低的影响,对2018年7月洪水冲淤结果进行了验证。建立了在洪水不同含沙量级条件下,利津站含沙量恢复值与流量间的关系。
西南喀斯特地区地下水土流失研究综述
何江湖;张科利;在特殊的二元结构背景和化学溶蚀、重力侵蚀和水力侵蚀综合作用下，西南喀斯特地区土壤地表流失与地下漏失共同存在，导致生态环境问题非常复杂和严重。针对喀斯特地区水土漏失的特殊性，从地下漏失的发现历程、概念界定、驱动机制、不同空间尺度下的研究、研究方法、对水土流失的贡献比例等方面对该地区的地下水土流失研究进展进行了综述。结果表明，地下漏失的机制和漏失程度还未被充分认识，研究方法不够成熟，土壤地下漏失仍处于探索阶段。今后喀斯特地下水土流失的研究应从坡面裂隙、洞穴、泉点等不同尺度，采用多种方法融合，回答和解决当前问题。
固体颗粒的群体沉降速度分析
郑邦民,夏军强从流体力学原理出发 ,数值模拟非均匀沙随机分布对流场的影响 ,推导出固体颗粒群体沉速的理论解。该公式不仅量纲和谐 ,浓度变化不超过极限浓度值 ,能反映含沙量与非均匀沙级配变化对群体沉速的影响 ,而且可避免其它公式量纲不和谐 ,计算中出现负值或降得过快的缺点。采用黄河实测资料对该公式进行了验证 ,计算结果与实测资料基本符合。
泥沙运动的基本规律
沙玉清;泥沙运动的规律性,可以根据运动的形式,分作三个规律: (1)水是静止的,泥沙由于本身的重量,向下作沉降运动的速度的规律,叫做“沉速规律”。 (2)静止的泥沙,受了周围水流运动的影响,从静止的状态,转变为运动状态的臨界流速的规律,叫做“开动流速规律”。 (3)水是运动的,沙也是运动的;某一定型水流,对于某一定型泥沙,能夠挟运多少的数量的规律,叫做“挟沙量规律”。由于运动的形式,是从简单的,低级的,发展到复杂的,高级的;所以在高级形式的运动规律中,常包含着低级的规律;也就是在挟沙量规律中,包含着开动流速的规律,开动流速中又包含着沉速的规律。这三个规律,是一般性的基本规律,不仅反映着泥沙和水的运动关系,并且适用于其他固体颗粒和液体的运动关系。这三个规律,由于问题的提出和解决的过程,在一定的程度上,是各有各的独立性的,分作三个单篇报告,是比较适宜的。这三篇报告,先后得到了唐念慈、梁治明、陈椿庭、徐志英、李昌华、柴挺生、孙庚昌、于大宇等,许多同志的热心帮助,南京水利实验处、西北水工试验所、西北农学院,领导上的关切和支持;使这一繁重、细致、需要极大耐心的计算工作,逐步完成,作者表示衷心地感谢。
细颗粒泥沙制约沉降速度计算方法综述
许春阳;罗雯;陈永平;王鹏;含沙水体浓度较高时,泥沙沉降速度受到周围泥沙颗粒的影响,进入制约沉降阶段。总结了泥沙制约沉降速度的影响因素,如含沙水体浮力、黏性、回流等。在此基础上对黏性细颗粒泥沙、粉砂、混合沙制约沉降速度计算方法进行分析。总结了细颗粒泥沙制约沉降速度的主要计算方法,对于黏性细颗粒泥沙或粉砂,主要包括Richardson-Zaki公式及其修正公式、组合式沉降公式;对于混合沙主要包括基于连续性方程、多分散质沉降方法为框架推导的制约沉降公式及其修正扩展公式。事实上多组分泥沙成分复杂,制约沉降计算具有较大的不确定性,后续研究可围绕泥沙组分、生物作用、盐度等因素的作用展开制约沉降速度计算方法的研究。
黄河中游泥沙输移特性及机理研究
冯家豪;赵广举;穆兴民;田鹏;基于黄河中游干流4个水文站及8条主要支流1957-2018年实测降雨输沙资料,采用Mann-Kendall检验、有序聚类分析法研究黄河中游区间输沙时空变化特性,结合双累积曲线法量化输沙变化驱动因素。研究结果表明:黄河中游干流各水文站年输沙量均呈显著减少趋势,各站减幅自上游至下游沿程不断增大。区间8条典型支流多年输沙模数自1970s后均呈减少趋势,头道拐-龙门区间对中游区间输沙占比下降明显,区域水土保持治理效益显著。研究显示人类活动是黄河中游输沙锐减的主要驱动因素,对头道拐-龙门区间平均输沙变化贡献率为85.84%,对龙门-潼关区间输沙变化贡献为88.68%,淤地坝、梯田和水库等水利水保工程措施是输沙锐减的主要原因。
珠江河口演变规律及治理利用问题
李春初,雷亚平,何为,戴志军现代珠江三角洲形成具有发展的阶段性、形式的多样性和淤积的不平衡性等特点。因而近 5 0 0 0～ 6 0 0 0年来珠江河口演变有如下特征和规律 :(1)在纵向上 ,河口性质发生由废弃河口→河流优势型河口→河流—波浪型河口的转换变化 ;(2 )在横向上 ,向海凸伸的三角洲及其河流优势型河口和其两侧向陆凹入的河口湾或潮汐优势型河口相依并存 ,并随三角洲的发展 ,衍生出“河道”与“潮道”共生的现象 ,此是陆海动力耦合和相互作用的表现 ;(3)“河道”与“潮道”间的横比降愈来愈大 ,其间之横向汊道起着良好的调节作用。目前珠江河口的治理应强调保护利用问题 ,有关整治措施应符合河口的特性及其发展演变的规律
小浪底水库调水调沙以来黄河下游游荡河段河床演变研究
刘欣;刘远征;基于2002年小浪底水库开始调水调沙后,黄河下游小浪底至高村游荡河段的98个断面实测数据,分析河槽的平滩面积、宽度、平均水深及宽深比等形态参数的时间和空间变化规律,得到了该河段的断面形态参数特征。以神堤和三义寨断面为界限,黄河下游游荡河段可分为三部分。至2017年,神堤以上和三义寨以下河段,河槽宽深比和河槽宽度小,断面面积增加基于河槽下切。中间河段大多宽深比较大,河槽断面面积的增加,同时受河槽宽度和下切深度的影响。河槽下切深度与宽深比负相关。陡门断面位于研究区中间位置,宽深比大,2002-2017年经历了由淤积到下切的过程,下切深度较小,成为河槽深度下切过程的空间分界点,其上游河槽下切速度由白鹤向陡门断面逐渐减小,其下游河槽的平均水深增加速度由柿子园向陡门断面逐渐减小。
悬移质水流挟沙能力与输沙特性
费祥俊悬移质水流挟沙能力与输沙特性对于冲积河流泥沙冲淤、河床演变影响很大。作者在对我国广泛应用的悬移质挟沙力半经验性公式进行分析基础上 ,指出了这类公式应用的局限性 ,并通过试验研究提出了悬移质水流挟沙能力的新关系式 ,同时对输沙平衡时的临界不淤流速及临界坡降等表达式进行了探讨 ,文中结论的应用限于S =2～ 4 0kg m3中低含沙量的情况。
黄河水沙调控现状与效果
陈翠霞;安催花;罗秋实;鲁俊;总结了黄河水沙调控工程体系现状已建骨干工程运用情况,研究了现状水库对水沙过程的调节作用,以及水库和河道冲淤对水沙调控的响应。提出1986年龙羊峡和刘家峡水库联合运用改变了黄河上游径流年内分配比例和过程,导致宁蒙河道淤积加重;2002年三门峡水库改变运用方式以来,小北干流河道冲刷,潼关高程维持在328 m附近;1999年小浪底水库下闸蓄水以来至2016年汛后全下游累计冲刷量达28.34亿t,河道最小平滩流量由2002年汛前的1 800 m3/s增加至4 200 m3/s。但现状水沙调控不能有效解决宁蒙河道河槽淤积萎缩问题,同时在控制潼关高程和治理小北干流方面存在局限性,调水调沙过程中也暴露出后续动力不足问题,水沙调控体系需要进一步完善。