近期黄河下游河床调整过程及特点

利用黄河下游1999-2005年的实测水沙及断面资料,分析了近期下游(铁谢至利津河段)河床调整过程及特点,具体表现为:小浪底水库运行后,黄河下游河道出现持续冲刷。其中,游荡型河段的冲刷量占下游总冲刷量的77%,单位河长的冲刷量在高村以上河段最大,孙口以下河段次之,高村至孙口河段最小;各河段主槽横断面形态调整均表现为向窄深方向发展;河床在冲刷过程中,主槽纵比降变化不大,其纵剖面形态自1855年以来均为下凹曲线,其凹度值随河床冲刷而略有增大;汛期深泓摆动幅度在游荡段最大,在弯曲段较小;随河床冲刷,下游平滩流量增加,但断面平滩流量与河段平滩流量的增加程度不同;因床沙显著粗化,不同河型河段的河床纵向稳定程度随冲刷均增加,而河床横向稳定程度在游荡段变化不大,在过渡段及弯曲段有所增加。     

东江三大水库联合调度下惠州河段水温变化响应研究

以东江流域控制站点博罗站为代表,通过构建一维水流水温模型,计算分析了东江三大水库不同出库流量对下游惠州河段水温的影响,探讨了该地区基于水温的鱼类生态调度目标,提出了东江三大水库3月份的水库联合生态调度方案.研究结果表明,在东江三大水库出库流量比例不变的情况下,博罗站3月份水温随着流量的增大而增大,但变化并不明显;在博罗站流量不变的情况下,东江三大水库出库流量的变化对博罗站水温有较大的影响,其中以白盆珠水库的影响最为显著.结合前人的研究成果认为,在博罗站流量320m3/s的情况下,保持白盆珠水库3月份最小出库流量为30m3/s,有利于东江下游惠州河段的生态条件改善.     

河道采沙对珠江三角洲水情及水环境影响分析

珠江三角洲水系属于典型的潮汐河网,水流同时受到地表径流及沿海潮位的双重影响。自20世纪80年代以来,该水系大规模的人工挖沙导致了水文条件、河床演变自然进程的较大变化。根据潮汐河网的水力特性,建立了用于模拟水位、流量时空变化的一维河网水动力数学模型,并根据由灰色模型预测的因挖沙引起的未来年份的河床演变情况,分别预测分析了不同水平年在丰水期、枯水期两种代表水情下的水系水位、流量变化情况。并对由此可能产生的对环境的影响进行了初步分析。     

清水冲刷条件下长江中游沙卵石河段局部卵石淤积成因

为探究三峡水库持续下泄清水条件下长江中游沙卵过渡段内卵石局部冲刷、搬运和淤积现象的成因，采用近期水文、泥沙和地形观测资料，结合河道平面二维水动力模型，计算了研究河段内各级流量下的泥沙起动粒径分布，分析了上游来流、下游水位变化的影响，辨析了河床冲淤的成因。结果表明:① 45 000 m3/s以上流量时，粒径大于30 mm的卵石可沿洪水主流带连续搬运；流量低于15 000 m3/s时，大粒径卵石只能沿枯期主流在浅滩河段局部搬运；流量介于两者之间时，水流对大粒径卵石的输移动力相对较弱。②三峡建库后，洪水量级削减而枯水天数增多，不利于卵石长距离下移，而水位下降不断溯源传递，促使枯水流路上原本稳定的区域开始冲刷。③局部淤积现象由枯期水动力增强所导致，与长江中游沙卵过渡段特殊的地貌和沉积环境有关。卵石局部冲淤调整可能在河段内多个位置长期存在，需引起关注。     

黄河下游不同河段分组悬沙输移对河床冲淤的影响

小浪底水库运行后, 坝下游分组悬沙输移特点发生改变, 不同河段冲淤过程有所差别。基于1999—2018年坝下游实测水沙资料及固定淤积断面地形数据, 分析汛期分组悬沙输移的沿程调整特点, 建立分组悬沙输移及河床边界条件双重影响下不同河段河床累计冲淤量的计算关系。分析结果表明: ①汛期各组沙输沙率远小于蓄水前, 且中沙输沙率降幅最大, 在各水文断面平均降幅为85%;沿程上细沙输沙率基本不恢复, 而中沙和粗沙恢复距离分别到利津及艾山。②坝下游河床持续冲刷, 各河段河床组成均发生不同程度的粗化; 在拦沙后期(2007—2018年), 游荡段和过渡段床沙中细沙和中沙占比不足5%, 对悬沙几乎无补给作用, 而弯曲段床沙对中沙仍有一定的补给能力。③下游各河段以冲刷下切为主, 但调整幅度不同, 故对水流的约束能力有所差异。建立了各河段累计冲淤量与前期河相系数及进口断面分组来沙系数的经验关系, 并采用2019年下游水沙数据对公式进行了初步验证, 公式能合理反映断面形态与分组悬沙输移对河床累计冲淤过程的影响。     

黄河下游游荡段过流能力调整对水沙条件与断面形态的响应

河道过流能力与主槽形态有关,而主槽形态又取决于上游水沙条件,分析过流能力与这两者之间的关系对研究黄河下游游荡段河床演变规律有重要意义。从典型断面和河段平均两个尺度,定量分析了黄河下游游荡段1986-2015年平滩流量与水沙条件(来沙系数和水流冲刷强度)及汛前主槽形态(河相系数)之间的响应关系。结果表明:①1986年至小浪底水库运行前,游荡段淤积严重,主槽萎缩,河道过流能力急剧下降,自小浪底水库运行后,游荡段发生强烈冲刷,其断面持续趋向窄深,过流能力逐年恢复;②建立了断面和河段平滩流量与水沙条件及河相系数的幂函数关系,二者相关系数均在0.5以上,但河段尺度相比于断面尺度的相关系数至少可提高17%;③河段平滩流量与前5年汛期平均水流冲刷强度及河相系数的相关系数接近0.94,相应计算公式能较好地反映平滩流量的变化过程,为分析其他河段平滩流量的变化提供了参考方法。     

清水冲刷条件下长江中游沙卵石河段局部卵石淤积成因

为探究三峡水库持续下泄清水条件下长江中游沙卵过渡段内卵石局部冲刷、搬运和淤积现象的成因，采用近期水文、泥沙和地形观测资料，结合河道平面二维水动力模型，计算了研究河段内各级流量下的泥沙起动粒径分布，分析了上游来流、下游水位变化的影响，辨析了河床冲淤的成因。结果表明：① 45 000 m³/s以上流量时，粒径大于30 mm的卵石可沿洪水主流带连续搬运；流量低于15 000 m³/s时，大粒径卵石只能沿枯期主流在浅滩河段局部搬运；流量介于两者之间时，水流对大粒径卵石的输移动力相对较弱。② 三峡建库后，洪水量级削减而枯水天数增多，不利于卵石长距离下移，而水位下降不断溯源传递，促使枯水流路上原本稳定的区域开始冲刷。③ 局部淤积现象由枯期水动力增强所导致，与长江中游沙卵过渡段特殊的地貌和沉积环境有关。卵石局部冲淤调整可能在河段内多个位置长期存在，需引起关注。     

水沙调节后荆江典型河道横向调整过程的响应——Ⅰ. 二、三维耦合模型的建立

三峡水库蓄水运用后,下游河道来水来沙条件均会发生改变,从而影响河道河势演变过程(包括垂向冲淤变化以及横向调整过程)。为解决长河道因岸滩崩塌引起的河势演变模拟问题,依据水位、流量及输沙量守恒和河床及河岸变形连续等条件,提出虚拟断面连接法构建了考虑岸滩崩塌的二、三维嵌套河势研究数值模型。采用1996年10月~1998年10月沙市至新厂河段实测资料对模型进行了验证,模拟结果与实测结果吻合较好,从而为定量研究水沙条件变化对荆江河道横向调整过程的影响提供了技术支撑。     

黄河下游游荡段过流能力调整对水沙条件与断面形态的响应

河道过流能力与主槽形态有关，而主槽形态又取决于上游水沙条件，分析过流能力与这两者之间的关系对研究黄河下游游荡段河床演变规律有重要意义。从典型断面和河段平均两个尺度，定量分析了黄河下游游荡段1986—2015年平滩流量与水沙条件（来沙系数和水流冲刷强度）及汛前主槽形态（河相系数）之间的响应关系。结果表明：① 1986年至小浪底水库运行前，游荡段淤积严重，主槽萎缩，河道过流能力急剧下降，自小浪底水库运行后，游荡段发生强烈冲刷，其断面持续趋向窄深，过流能力逐年恢复；②建立了断面和河段平滩流量与水沙条件及河相系数的幂函数关系，二者相关系数均在0.5以上，但河段尺度相比于断面尺度的相关系数至少可提高17%；③河段平滩流量与前5年汛期平均水流冲刷强度及河相系数的相关系数接近0.94，相应计算公式能较好地反映平滩流量的变化过程，为分析其他河段平滩流量的变化提供了参考方法。     

黄河倒灌渭河的数值模拟

根据渭河下游河道水沙及河床演变特性,提出了黄河倒灌渭河的数学模型.该模型不仅适用于黄河倒灌渭河时渭河下游河道水位、流量、含沙量及河床淤积的数值模拟,也适用于其它双向水流及干支流交汇或分流河段的水沙计算.验证计算表明,该模型能较好地反映黄河倒灌渭河时渭河下游水文泥沙因素变化.     

我国南北方三角洲体系沉积特征的对比

根据我国南北方三角洲沉积的特点,提出三角洲沉积体系的共性和特殊性。三角洲的共性包括基本相带的分布,垂直层序和海进河床充填层序;特殊性则是指三角洲砂体的组合、某些相指标,三角洲发育速度和改造程度。海进时溯源堆积在古河谷内形成了海进河床充填层序,而涨潮流和溯源堆积使该层序含某些海陆过渡相特征。南北方河流对已形成的三角洲层序改造程度有明显差异,这是由于南北方构造和气候条件不同所致。     

黄河下游窄河段挖河固堤启动工程减淤效果研究

根据1997年实施的黄河下游窄河段挖河固堤启动工程的观测资料,分析了挖河对河道冲淤变化及水面线调整的影响。研究表明,在一定的时段和一定河段内,挖河对于减少河道淤积及降低洪水位都有较好效果。对挖沙减淤效果的基本概念也作了讨论。     

广西南流江三角洲全新世沉积层序及沉积过程

本文依据二十多个钻孔资料,对南流江三角洲地区全新世不同类型的沉积层序进行分类,研究了各层序结构、特征及其空间分布,并与现代南流江三角洲沉积相进行对比。并探讨了全新世南海江三角洲的发育与演化,提出了该三角洲的沉积模式和后期河流改造模式。讨论了南流江及华南地区三角洲与华北地区三角洲的差异及其形成原因,提出了三角洲类型转变的第三种可能原因。     

黄河宁蒙段河道水沙输移过程的仿真分析

通过建立河道水沙仿真系统模型,系统的模拟了天然状态下宁蒙河道泥沙的输移过程,并与现状条件下该河段泥沙输移过程进行比较.结果表明:龙羊峡和刘家峡水库建成运行后,由于水库拦蓄作用,宁蒙河段入口下河沿站1969-2003年累计减少输沙量25.9966×108t,说明上游梯级水库的蓄水拦沙作用显著地减轻了宁蒙河段的淤积过程.宁...     

Breaching in fine sands and the generation of sustained turbidity currents in submarine canyons

Abstract Natural, moderately loosely packed sands can only erode from the surface of the bed after an increase in pore volume. Because of this shear dilatancy, negative pore pressures are generated in the bed. In cases of low permeability, these negative pressures are released relatively slowly, which retards the maximum rate of erosion. This effect is incorporated in a new, analytically derived, pick‐up function that can explain the observation of gradual retrogressive failure of very steep subaqueous slopes, sometimes more than 5 m high, in fine non‐cohesive sands. This process, termed ‘breaching’ in the field of sediment dredging, may produce large failures in sand bars or river banks. The analytical function that describes the breaching process in fine sand is incorporated in a one‐dimensional, steady‐state numerical model of turbidity currents describing the spatial development of flow. This model is applied to simulate a large ‘flushing’ event in Scripps Submarine Canyon, Pacific coast of California. Breach retrogradation and the successive evolution in time of the resulting turbidity current in the canyon are predicted in a sequence of discrete steps. Predicted velocities are compared with values measured during a flushing event. Implications for the interpretation of deep‐water massive sands are discussed.     

浅水湖盆三角洲储层构型模式探讨

针对浅水湖盆三角洲储层构型模式研究的不足,在考察鄱阳湖现代浅水湖盆三角洲沉积和解剖扶余油田扶余油层古代浅水湖盆三角洲储层构型的基础上,综合应用卫星照片、岩心、测井等资料,建立了浅水湖盆三角洲平原分流河道和三角洲前缘水下分流河道的沉积构型模式。研究结果表明:浅水湖盆三角洲主要发育三角洲平原上部曲流型分流河道、三角洲平原下部顺直型分流河道和三角洲前缘顺直型水下分流河道3种砂体类型,曲流型分流河道主要为侧积的点砂坝沉积构型模式,顺直型分流河道主要为垂积的心滩坝沉积构型模式,顺直型水下分流河道主要为垂积的分流砂坝沉积构型模式。同时从沉积亚相、砂体几何形态、夹层倾向及倾角、废弃河道、决口扇、粒度分析等几个方面总结了不同类型的分流河道及水下分流河道砂体的判别标志,为浅水湖盆三角洲储层内部构型及地质建模研究工作奠定了基础。     

中国河口三角洲地区晚第四纪下切河谷层序特征和形成*

应用800多口钻孔及文献资料,讨论了中国沿海滦河扇三角洲、长江三角洲和珠江三角洲及钱塘江河口湾4个地区的下切河谷体系,这些皆为丰沙河流形成的河口三角洲。这些河口三角洲地区的下切河谷为长形或扇形,长数十至数百千米,宽数十千米,深40～90 m。河口三角洲地区的下切河谷相序可分为4种类型,即FS-Ⅰ,FS-Ⅱ,FS-Ⅲ和FS-Ⅵ。可以将这4类相序自海向陆排成一个理想序列：FS-Ⅰ位于海岸线附近,FS-Ⅳ位于河口三角洲的顶部,显示海的影响逐渐减弱,陆相作用逐渐增强。下切河谷层序可分为海侵和海退序列。海侵序列的厚度占下切河谷层序的50％以上,体积占60％～70％。海侵序列是在海平面上升过程中,溯源堆积依次叠置而成的,其下部的河床相是在溯源堆积能到达、而涨潮流未能到达的下游河段产生的,往往不含海相微体化石和潮汐沉积构造。在海侵序列中未见区域上可对比的侵蚀面,表明冰后期海平面上升速率的变化、甚至小幅下降也未留下统一的侵蚀记录。下切河谷中的海退序列由河口湾充填及三角洲进积而成,其进程是各不相同的：长江古河口湾先被强潮河口湾相、后由三角洲相所充填,河口湾也经历了由强潮型向中潮型的转变;滦河扇三角洲和珠江三角洲,其古河口湾则被河流相和三角洲相所充填;钱塘江河口湾正被强潮河口湾相所充填。     

环县-正宁地区延长组长9沉积体系及沉积演化特征研究

以鄂尔多斯盆地环县—正宁地区三叠系延长组长9为研究对象,结合野外露头和岩心观察及测井资料分析,通过点、线、面研究步骤,精细刻画研究区延长组长91、长92沉积相特征及演化规律,为后期石油勘探开发做好指导工作。研究表明:环县—正宁地区的沉积相类型为辫状河三角洲相和湖相沉积;其中辫状河三角洲平原亚相在露头区最为典型,辫状河三角洲前缘亚相是研究区的优势相带;长92比长91砂体更发育,西部比西南部和南部砂体更发育;长92沉积时期,辫状河三角洲平面展布趋势大致分为东西向和北东—南西向,按照区域可以分为4支三角洲;长91沉积时期辫状河三角洲沉积相比长92时期具有很好的继承性。     

古构造、古气候和古基准面对三角洲前缘砂体类型的控制——以四川盆地上三叠统为例

古构造、古气候和古基准面控制着盆地活动性质、供源体系和沉积物粒度等,从而控制着三角洲前缘砂体的类型及分布。通过全盆地123口井的岩心（共4 600 m）、26条露头和1 078口单井的系统分析,发现四川盆地上三叠统三角洲相砂体可细分为扇三角洲砂体、辫状河三角洲砂体和曲流河三角洲砂体3类。古构造、古气候和古基准面控制三角洲前缘砂体类型。古构造包括盆地古地形、盆地结构和构造活动特征。平坦古地形造成滨岸带宽度和底形摩擦力增大,从而滨岸带水体能量降低,三角洲前缘河道砂体发育。盆地结构控制着物源供给、地形坡降和水流性质,从而控制三角洲前缘砂体类型和分布。幕式运动造成构造平静期和活跃期交替,物源性质和地形坡降也随之改变,使三角洲前缘不同砂体交互出现。古气候变化造成季风性质和植被性质差异,季风盛行的干燥时期水体能量高,三角洲前缘水下分支河道砂体改造强烈,滩坝砂体大面积发育;季风不盛行的潮湿期水体能量低,物源供给较小,三角洲前缘砂体易于保存,河道砂体发育。基准面下降期,盆地水体收缩,三角洲砂体向盆地推进,河道砂体发育;基准面上升期,盆地水体改造能力强,三角洲前缘滩坝砂体发育。