长江中下游干流河底沉积物环境磁性特征

通过多参数磁性测量,分析探讨了长江中下游干流3种不同粒级(<2mm,<0.28mm和<0.125mm)河底沉积物中磁性矿物的类型、含量、颗粒变化及空间分布特征。3种粒级中,磁性矿物主要富集在<0.125mm的细质沉积物中。对细质沉积物的分析表明,长江中下游干流河底沉积物的磁性矿物含量较长江口高近10倍,类型以亚铁磁性矿物磁铁矿为主,颗粒以假单畴-多畴为主,超顺磁性颗粒含量较低。从中游到下游,磁性矿物含量呈下降趋势,颗粒呈变细趋势。干流磁性矿物含量远高于支流,颗粒远粗于支流,支流泥沙的汇入不断影响干流沉积物的磁性特征。     

长江下游干流南京至镇江河段水面比降分析

介绍了长江感潮河段水面比降的计算方法,并利用实测潮位资料计算长江下游干流南京至镇江河段水面比降,分析了长江感潮河段水面比降的特性.     

一种新的概念性水文模型及其应用研究

传统的概念性水文模型描述降雨径流过程时做了很多简化,因此在实际应用中也存在许多不足之处.张文华对传统的产汇流模型做出了一些改进:将霍顿下渗能力曲线与实际的下渗曲线的有机联系在一起,建立了考虑前期土壤含水量和变雨强的产流计算方法;地下汇流计算增加考虑了地下径流量在进入含水层前的填蓄过程;地表汇流计算将等流时线法与单位线法有机地结合起来,从而同时考虑了下垫面的调蓄和推移作用;河道汇流采用非线性化的槽蓄方程进行演算.本文将张文华提出的一系列产汇流计算方法进行耦合,组成了一种新的概念性水文模型.模型主要由公式推导所得,物理机制较强,在长江中游龙河流域应用时峰现时差为2.5小时,确定性系数为76.6%,结果表明模型比较可靠.     

GIS支持下基于DEM的中等流域的划分——以富县为例

以陕西富县为例,探讨在GIS环境下从数字高程模型(DEM)中提取流域特征并进行中等流域的划分的详细过程,包括DEM的预处理、流水方向的确定、汇流累积量分析、河网的提取和子流域的划分,通过设定不同的汇流累积量的阈值,通过实验,富县地区的阈值设为20 000,得到中等流域的划分结果较为合理。     

洞庭湖入汇对荆江河段水位的顶托程度与范围

洞庭湖入汇对长江干流水位的顶托作用影响着荆江河段的水文情势变化,分析其变化特征对研究长江中下游防洪安全问题具有重要意义。为揭示汇流顶托作用的程度与影响范围,本文基于1990—2020年荆江河段水位流量关系与洞庭湖汇流比,提出洞庭湖入汇顶托程度的量化方法,构建计算顶托程度的随机森林回归模型,分析顶托程度主要影响因素的重要性。结果表明：(1)洞庭湖入汇顶托程度与汇流比呈显著正相关关系;顶托程度随干流流量增大而增加,2003—2020年枯水、中水和洪水流量级监利站水位受顶托程度平均为0.59、1.33和1.60 m;顶托最大影响范围随干流流量与汇流比增大向上游延伸。(2)随汇流比增大,在2020年干流枯水、中水和洪水流量级下,顶托最大影响范围的延伸区间分别为石首—沙市、石首—陈家湾和陈家湾—枝城;汇流比、荆江段累计冲刷深度、螺山水位及干流流量对顶托程度变化的重要性占比分别为28%、27%、25%和20%。(3)构建的顶托程度计算模型在不同流量级都能够较好地计算荆江河段水位的顶托程度并确定顶托影响范围。     

基于DEM的等流时法改进研究

提出等流时单元的概念,对基于DEM的等流时流域汇流方法进行了改进。此方法不需要绘制等流时线,也不要求流域净雨是均匀的,且各单元的汇流时间可以变动,直接由各单元的汇流时间就可以计算出流域出口的流量过程。同时提出改进方法的模块化编程方法,给出调用接口,经在研究区伊通河中下游较大流域上的试用表明,该程序具有可推广性。     

由流路长度分布律和坡度分布律确定地貌单位线

根据Rodriguez Iturbe等和Gupta等导得的流域瞬时单位线即为雨滴汇流时间分布密度的结论,基于雨滴汇流时间等于其流路长度与其速度之商的基本关系式,提出了应用概率论理论建立由雨滴的流路长度分布律和速度分布律确定流域瞬时单位线的方法,并提出了由坡度分布律转换成速度分布律的原理和方法,以及由数字高程模型(DEM)自动获取雨滴流路长度分布律和坡度分布律的方法。此外,还应用最大信息熵原理给出了坡度分布密度的解析表达式。实例表明,作为一种新的毋须通过实测降雨径流资料确定流域单位线的方法,具有进一步研究和推广应用的前景。     

90°支流入汇区域时均流速分布特征试验研究

通过多组次水槽试验,应用声速多普勒测速仪研究入汇角为90°时,不同汇流比水流条件下支流入汇区域及其附近的水面比降变化和时均流速分布特征。试验表明,入汇口上游的干支流水面坡降取决于干支流相互顶托影响,而入汇口处及其下游合流掺混区水面坡降随干流流量增大而增大,随汇流比增大而有所减小。不同位置垂线时均流速分布主要受主支汇流比和水流流态的双重影响,随着汇流比的增大,入汇口上游断面时均流速逐渐减小,而入汇口下游断面产生了明显的高、低流速带,形成回流分离区。     

沂沭河流域大型水库至下游控制站河道流量演算方案研究

本文对沂沭河流域大型水库至下游控制站的河道流量演算方案进行了系统研究.文中根据马斯京根分段连续流量演算法原理.依据实测库、河中高水资料,分析确定了大型水库至下游控制站之间河段的特征河长及稳定流传播时间关系,建立了由水库泄洪最大流量和中游河道站洪峰流量推求河段代表流量的计算公式.使用本方案,可快速准确地将上游大型水库的泄洪流量过程汇流演算至下游控制站,能够有效提高下游控制站的洪水作业预报精度.     

山区型河道一维水力数值模拟糙率确定方法

糙率参数取值是河道水流一维数值模拟的关键技术。山区型河道因河势变化急剧而产生的局部阻力对水流流态影响较大。根据山区型河道的水力特性，提出了综合反映子河段内河底切力及局部阻力的综合糙率的确定方法，并通过算例对该方法进行了测试，取得了预期的效果。该方法使得水流一维数值模拟时的计算子河段划分趋于方便，同时对于缺少历史观测资料的河道糙率参数的确定，提供了一种新的方法。     

河流冲刷过程中表层床沙粗化对不平衡输沙的影响

在分析前人的不平衡输沙研究成果的基础上,针对非均匀沙河床,提出了床沙交换速率的新物理概念,计算研究了不同床沙交换速率时表层床沙的粗化过程及非均匀沙含沙量恢复饱和过程.研究表明,由于较细泥沙的冲刷率总大于较粗泥沙,因此在床面薄层内泥沙随冲刷迅速粗化,致使挟沙力降低,不平衡输沙距离较均匀沙情况大大延长.床沙交换速率愈慢,则冲刷距离愈长.     

大陆地壳演化时间维的确定及存在问题

在大陆地壳演化研究中，时间维的确定具有十分重要的意义。讨论了应用最广泛的Ｕ－Ｐｂ法和等时线法的适用性及存在的问题。指出对Ｕ－Ｐｂ年龄研究过程中需要加强成因矿物学研究，而对等时线年龄必须根据基本原理对等时线进行合理性判别，以决定样品的取舍。以Ｓｍ－Ｎｄ法为代表，讨论了Ｓｍ－Ｎｄ等时线年龄和Ｕ－Ｐｂ年龄所代表的地质内涵。最后对新疆近年来同位素年代学所取得的进展做了简要评述。     

桥墩导流影响附近河床变形的实验研究

对桥渡附近的河床变形进行了实验研究,认为在桥墩走向与主流方向存在一定偏角时,桥墩附近的水流结构和河床变形将会不同于没有偏角时的情况,如增大阻水宽度,起到导流作用,使局部冲刷坑增大变深,以及能使下游一定范围内主流位置和深槽位置向某一侧发生偏移.     

The formation of dunes,antidunes, and rapidly damping waves in alluvial channels

Under the effect of a constant current for a long time, a water channel of infinitely long and constant depth interacting with a uniform sandbed of infinite thickness is used to simulate the formation of dunes, antidunes and rapidly damping waves in alluvial channels. The theory of potential flow is applied to the channel flow, while Biot's theory of poroelasticity is adopted to deal with erodible bed material. The governing equations, together with free surface, bed surface, and far field boundary conditions, form a complete boundary‐value problem without applying empirical sediment discharge formulas as in conventional researches. The comparison of the present result with Kennedy's (Journal of Fluid Mechanics, 1963; 16 : 521–544) instability analysis not only indicates the appropriateness of the present work, but also reveals the advantage of the present study due to its ability to find all kinds of bed forms (including the rapidly damping waves that Kennedy could not find) and of solving for the unclear lagged distance δ introduced in Kennedy's work. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

水泥-水玻璃浆液裂隙注浆扩散的室内试验研究

动水环境中的注浆扩散规律对指导突涌水治理注浆设计与施工具有重要意义。通过开展水泥-水玻璃（C-S）浆液单一平板裂隙动水注浆模型试验,揭示了基于试验条件下的C-S浆液裂隙动水注浆扩散过程的非对称椭圆（AE）扩散规律,提出浆水速比的概念并用其拟合AE扩散控制参数随时间的变化曲线,分析了浆水速比对浆液扩散范围的影响,最终建立了描述浆液扩散迹线的瞬态方程。研究结果表明：浆液扩散迹线可以采用随时间变化的非对称椭圆进行描述;逆水扩散距离和扩散开度与浆水速比正相关而浆液顺水扩散距离与浆水速比负相关。并据此对裂隙动水注浆设计提出了建议,希望对实际注浆工程提供一定借鉴。     

利用地震资料进行陆相储层小层等时对比的方法研究——以绥中36-1油田为例

鉴于垂向分辨率的限制,一般认为不能利用地震资料进行陆相油藏小层对比。但是,由于主要地震反射同相轴具有年代地层意义,而且地层等时对比是相对的,因此,在一定条件下,利用地震资料可以进行陆相薄互层储层小层对比。文中以绥中36-1油田为例,总结了利用地震剖面开展小层对比的基本规则。根据地震不整一边界类型、地震相特征、砂体叠置关系变化可以确定小层等时界面,并且等时界面可以从波峰等时渐变到波谷;同相轴分叉时,只有分析清楚分叉的原因,才能得到小层等时追踪;在地层下切部位,追踪下切谷底部同相轴;地层凸起时,追踪凸起部位的地震同相轴;此外,遇到断层时,通常遵循正断层下降盘小层厚度应该等于或者大于上升盘小层厚度的原则。显然,合理地利用地震资料进行小层对比可以提高陆相油藏小层对比的准确性。     

开发尺度的曲流河储层内部结构地震沉积学解释方法

曲流河地层内部结构复杂,岩性界面具有穿时性,传统的地震相分析法不能满足油藏开发地质研究中对储层内部结构精细解释的需要,急需探索有效的地震解释方法。采用基于探地雷达的露头探测、点坝复合体三维正演模拟和实际地震资料相结合的方法,分析了地震资料频率和地层厚度对曲流河内部结构地震反射特征的影响,研究了利用地层切片解释曲流河沉积结构的原理和方法,建立了开发尺度的曲流河内部结构地震沉积学解释技术。研究发现:(1)高频地震资料中地震反射能够反映曲流河侧积复合体边界,而低频地震资料中反射同相轴与岩性界面一致;(2)不同厚度的点坝侧积单元地震反射特征存在差异,造成反射剖面的多解性。同时指出曲流河内部结构地震沉积学解释的技术关键:(1)发挥地震资料平面与剖面信息的相互约束和补充;(2)将地质体作为三维空间发育的成因体,利用其平面与剖面特征的成因联系指导解释;(3)级次化解释方法,在不同级次上采用针对性的解释方法。将该方法应用于墨西哥湾新近系地震沉积学解释,实现了曲流河点坝复合体内部结构的三维刻画。     

Effects of concentration-dependent settling velocity on non-equilibrium transport of suspended sediment

In this study, non-equilibrium transport of suspended sediment from one equilibrium state to another is investigated. Based on a convective-diffusion equation, a numerical model for flow with suspended sediment is developed by considering the effect of concentration-dependent settling velocity. The numerical model is validated by comparing analytical solutions and experimental results. The concentration profiles, mean concentrations and distance necessary to reach a new equilibrium state are examined by comparing them with the results of constant settling velocity. For a high concentration flow, the results indicate that evident differences between the above three indicators can be determined with and without concentration-dependent settling velocity. Additionally, the effects of concentration-dependent settling velocity are sensitive to the sediment mobility parameter (or Rouse number), although they are nearly independent of the diffusion Reynolds number.     

河流离岸排放污染物二维浓度分布特性分析

从河流移流扩散二维简化方程的解析解出发,考虑两岸边界反射作用,通过离岸排放条件下的系列计算实验、浓度图谱绘制、数学归纳和分析整理,提出了以相对离岸距离a'(=排放口离近侧河岸的距离a/河宽B)为自变量的宽阔与中宽河段的分类线x_1.2'方程;提出了断面最大浓度轴线的定义、分段方程以及简化分段条件,给出了最大浓度轴线x轴段与弯曲段的分段线x_e'方程、弯曲段与靠岸段的临界线x_k'方程以及断面最大相对浓度沿程分布的分段简化计算公式,提出了河流中心线和两岸线上相对浓度沿程分布的计算公式,为河流水环境影响预测与评价提供了理论支持.     

长江三峡河流袭夺与河流起源

李四光有“黄陵背斜为华西、华东的分水岭，岭西之水流入归州盆地和四川盆地，岭东之水则向东流，袭夺……”的正确论断，但他“（袭夺）年代是第三纪末至早更新世初”的见解则过早。黄陵背斜西侧之水属古金沙江东支流，仅香溪至重庆段内竟有７３．３％的支流呈倒插；巫山至故陵镇８２．５ｋｍ间的Ｔ６、Ｔ５、Ｔ４阶地面沿江呈西倾，而Ｔ３、Ｔ２、Ｔ１阶地面沿江呈东倾，二者刚好反向。在重庆、奉节分别发现了鹅岭风口和白帝城风口，二者与倒插支流、反向阶地共同证实了此段属掉向（被袭夺）流段。由于２．０Ｍａ以来印度板块与亚欧板块碰撞所导致的西域上升，黄陵背斜遭冰后期和其它外营力剥蚀、降低，古金沙江南下水路被横断山封堵，西支流只好向东支流涌来，又借黄陵背斜东坡古长江向源侵蚀之机，终于０．１５～０．２０Ｍａ间切开黄陵背斜分水岭，形成新型长江