长江干流河道对流域输沙的调节作用

利用长江干流和主要支流上测站1956~2004年的输沙量资料,对干流未测区域的来沙进行了估计。根据泥沙平衡 (Sediment budget) 概念,对长江干流河道的冲淤对来水来沙的响应以及对入海泥沙的影响进行研究发现,长江干流屏山至大通河道平均淤积速率为88.58×10⁶ t/a,河道淤积占总的来沙量及大通站输沙量比例分别为14%与21%。由于河道淤积,大通站输沙量减少了17.5%。总体来说上游淤积较轻,宜昌至汉口区间淤积严重,汉口至大通区间为微冲。长江干流的河道冲淤与流域总的来沙具有显著的相关关系,但各段河道的冲淤对流域来沙的响应各不一样。上游的冲淤与流域的径流量和来沙量均没有很好的相关性,宜昌-汉口段河道冲淤的变化与宜昌站的来沙具有显著的相关性;影响汉口-大通间河道的冲淤变化的主要因素是流域的来水量,河道的冲淤与大通站径流量的存在显著的负相关关系。三峡水库蓄水后整个长江干流的冲淤形势发生了根本的变化。三峡水库的蓄水运用有效地减轻了洞庭湖的泥沙淤积,同时也降低了洞庭湖的对长江干流泥沙的调节作用;长江上游干流河道淤积增强,中下游河道出现冲刷,但不同的河段表现不一;中下游河道冲刷量小于预测值,三峡水库的蓄水运用直接导致了长江入海泥沙的减少。     

三峡大坝下游水位变化与河道形态调整关系研究

三峡水库蓄水利用已有13年,对坝下游洪、枯水位和河道形态调整的影响已初步显现,通过对1955-2016年长江中游水位、河道地形等资料的分析,结果表明：① 坝下游各水文站同流量枯水位下降、洪水位变化不大,最低水位上升,最高水位下降趋势;② 2002年10月-2015年10月枯水河槽冲刷量占平滩河槽冲刷量的95.5%,冲淤分布由蓄水前“冲槽淤滩”转为“滩槽均冲”,不同蓄水阶段存在差异;③ 河槽冲刷过程中,上荆江及以上河段枯水位下降趋势趋缓,下荆江及以下河段下降速率增加,应采取防控措施遏制河道水位下降趋势;④ 枯水河槽冲刷是长江中下游航道水深提升的基础,枯水位降幅小于深槽下切深度,在河道和航道整治工程综合作用下航道尺度提升,提前5年实现了2020年航道尺度规划目标;⑤ 平滩水位以上河槽形态调整不大,在河床粗化、岸滩植被、人类活动等综合作用下河道综合阻力增加,出现了中洪水流量—高水位现象,应引起足够重视。三峡水库汛期调蓄作用可有效提升中下游洪水防御能力,但不排除遭遇支流洪水叠加效应,中下游洪水压力仍然较大。     

渭河中下游干流洪水资源化效益分析与测算

渭河流域中下游不仅水资源总量紧缺,而且配置型、工程型、水质型缺水问题突出,实施洪水资源利用在河道减淤和流域防洪等方面具有显著的经济和环境效益。通过分析河道冲淤特性、确定洪灾损失标准、统计堤防建设和使用现状,结合研究区经济发展现状和土地利用特征,采用效益分摊系数法,计算渭河中下游干流洪水资源化综合效益。主要结论：（1）洪...     

长江干流江苏段44 年来河道冲淤变化的时空特征

通常认为气候变暖引起的海平面上升将导致下游河道的淤积, 流域水土保持和水库建设引起的上游来沙量的减少将导致下游河道的冲刷。然而, 长江下游河道是如何对海平面上升和上游来沙量的减少做出响应的, 至今还没有直接的确凿的证据。在地理信息技术支撑下, 对长江干流江苏段(约330 km) 5 个时期1:25000~1:60000 的河道地形图进行了数字化, 建立了1959、1970、1985、1992 和2003 年河道数字地形图, 对河道的冲淤变化进行了计算分析。 结果表明, 长江干流江苏段在1985 年前后发生过明显的河道冲淤转换: 由1959-1985 年之间的平均淤积状态转变为1985-2003 年之间的平均冲刷状态。主要原因是1985 年以后该河段的上游来沙量的减少。1959-1985 年之间长江干流江苏段河道的淤积过程, 存在着由上游向下游推进的“顺流堆积”现象。1985-2003 年之间, 下段冲刷速率大于中段和上段。     

澜沧江河道冲淤变化特征及发展趋势

文章根据20多年来澜沧江河道断面形态、来水来沙的实测资料,分析了冲淤变化特征及其与来沙系数的相互关系。还根据澜沧江天然来沙量的变化趋势,梯级开发后可能发生的来沙量变化,探讨了澜沧江河道冲淤变化的可能发展趋势     

长江中下游河道岸线的整治与开发利用

通过分析长江中下游河道的各段的整治措施，提出长江中下游河道整治的关键是：（1）控制河势，治理河岸崩塌，增强河床与河岸的稳定性；（2）充分重视三峡工程建成后对河道变化产生的影响；（3）科学合理地控制好长江采砂。并分析了长江岸线开发利用现状及存在问题，提出了岸线利用的原则。在长江中下游河道岸线利用过程中，还存在：河势不稳定，布局不合理，深水浅用浪费岸线资源和水污染严重等问题，提出遵照河道演变规律开发岸线，保护河岸工程的安全，根据河岸水质污污染与河床特点合理布置引水口和排污口，提高引水质量。     

宽变幅水沙两相流的冲淤双临界现象及其地貌学意义

通过黄土高原一些河流资料的分析，发现了宽变幅水沙两相流冲淤过程中的2个临界值，位于非高含水流区域中的临界点，可称之为冲淤下临界；位于高含沙水流区域中的临界点，可称之为冲淤上临界，水沙两相流冲淤的双临界现象，对珩多沙河流河道泥沙的输移有重要意义，随着含沙量的增大，排沙比先减小而后增大，2次与代表排沙比等于1的直线相交，这2个交点即分别对应于挟沙水流冲淤的下临界和上临界，运用所揭示的水沙两相流冲淤过程的双临界现象，可以对冲积河流河型的形成进行新的解释，以我国近百条冲积河流的资料为基础，点绘了年均悬移质输沙率与年均流量的关系，并以不同的符号来区分弯曲河型、游荡河型和高含沙曲流河型。结果表明，上述3种河型可以很好于被代表特征含沙量分别为C=60kg/m^3和C=3.3kg/m^3的2条直线所区分，这2个特征含沙量反映了河道水沙两相流冲淤的上、下临界值。     

海勃湾枢纽对坝后河道冲淤的影响

随着黄河上游控制性水利枢纽相继投入运用,黄河内蒙古段河道冲淤演变格局得到重塑。利用水文站实测数据,系统分析了海勃湾水利枢纽建设运行前后坝后河道水沙变化特征。基于河道断面高程数据,从滩槽冲淤（横向）及沿程冲淤（纵向）两方面定性分析坝后河道形态变迁,采用断面地形法定量计算坝后河道冲淤变化量。结果表明：海勃湾水利枢纽蓄水运用后,坝后河道的水沙搭配条件显著改善,来沙系数、单位径流量的输沙量降幅较大,对坝后河道减淤冲刷作用明显。坝后河道横纵断面变迁以冲刷为主,冲淤演变过程经历了淤积（2004—2012年）、冲淤过渡（2012—2014年）、冲刷（2014—2020年）3个阶段。     

特枯水情对长江中下游悬浮泥沙的影响

基于长江中下游气象资料、历史水沙资料和2006 年10 月现场水沙观测资料, 分析了 典型枯水年大通站的月均径流量和输沙率特征、2006 年特枯水情产生的气候背景以及对长江中下游含沙量和悬沙粒径产生的影响。分析表明, 枯水年长江干流输沙量有显著的减少, 2006 年特枯水情下大通站汛期输沙量仅占多年平均值(1985-2000 年) 的19.8%。在特枯水情 和三峡工程蓄水的背景下, 2006 年10 月长江中下游含沙量平均为0.057 kg/m³, 只占 2003-2005 年10 月平均值的20.6%。2006 年10 月长江中下游悬沙中值粒径平均为4.8 µm, 悬沙中值粒径只占多年平均值的26.3%, 占近期平均值的41.8%。含沙量、悬沙粒度和中游 河床冲淤特性的综合分析表明, 城陵矶-湖口河段水沙垂向交换强, 是三峡兴建以后近期河 道调整频繁的河段。洞庭湖和鄱阳湖对长江干流含沙量的贡献较大, 尤以鄱阳湖的贡献最大, 长江中下游其他支流对长江干流含沙量的贡献较小。汉江和巢湖对长江中下游悬沙粒径的影响相对较大, 而洞庭湖和鄱阳湖则对悬沙粒径的影响相对较小。     

黄河下游的河性

本文探讨了黄河一般特性的综合关系,讨论了河道演变中均衡与非均衡的问题、滩槽冲淤的利与害和主与从的问题,同时讨论了河道冲淤演变特性、与水沙条件的关系、河槽淤积率和淤积比等。     

黄河下游河道断面形态参数变化及其水沙过程响应

基于1965—2015年黄河下游花园口、高村、泺口站的逐年水文和汛前河道断面的实测资料，分析了河道断面形态参数（河道断面面积，河道宽深比等）的变化，以及对河道断面形态与来水来沙间的关系做出定量化分析。结果表明：主槽断面形态参数与水沙搭配以及前期断面形态密切相关，沿程3个断面形态参数调整方式存在显著差异。河宽调整幅度沿程减小，辫状河段变幅最大，尤其在1986—1999年，辫状河段萎缩程度最为严重，其次为弯曲河段，顺直河段横向调整幅度最小。受到前期断面形态的影响，辫状河段河道断面调整方式既有横向展宽（萎缩）又有垂直加深（淤积）；弯曲河段河道宽深比与流量呈较弱的正相关关系，具有横向和垂向的调整方式；而顺直河段的宽深比与流量呈负相关关系，与来沙系数呈正相关关系，河道以垂直加深（淤积）为主。     

The mechanism of barrier river reaches in the middle and lower Yangtze River

Alluvial channel has always adjusted itself to the equilibrium state of sediment transport after it was artificially or naturally disturbed. How to maintain the equilibrium state of sediment transport and keep the river regime stable has always been the concerns of fluvial geomorphologists. The channel in the middle and lower reaches of the Yangtze River is characterized by the staggered distribution of the bifurcated river and the single-thread river. The change of river regime is more violently in the bifurcated river than in the single-thread river. Whether the adjustment of the river regime in the bifurcated river can pass through the single-thread river and propagate to the downstream reaches affects the stabilities of the overall river regime. Studies show that the barrier river reach can block the upstream channel adjustment from propagating to the downstream reaches; therefore, it plays a key role in stabilizing the river regime. This study investigates 34 single-thread river reaches in the middle and lower reaches of the Yangtze River. On the basis of the systematic summarization of the fluvial process of the middle and lower reaches of the Yangtze River, the control factors of barrier river reach are summarized and extracted: the planar morphology of single-thread and meandering; with no flow deflecting node distributed in the upper or middle part of the river reach; the hydraulic geometric coefficient is less than 4; the longitudinal gradient is greater than 12‰, the clay content of the concave bank is greater than 9.5%, and the median diameter of the bed sediment is greater than 0.158 mm. From the Navier-Stokes equation, the calculation formula of the bending radius of flow dynamic axis is deduced, and then the roles of these control factors on restricting the migration of the flow dynamic axis and the formation of the barrier river reach are analyzed. The barrier river reach is considered as such when the ratio of the migration force of the flow dynamic axis to the constraint force of the channel boundary is less than 1 under different flow levels. The mechanism of the barrier river reach is such that even when the upstream river regime adjusts, the channel boundary of this reach can always constrain the migration amplitude of the flow dynamic axis and centralize the planar position of the main stream line under different upstream river regime conditions, providing a relatively stable incoming flow conditions for the downstream reaches, thereby blocking the upstream river regime adjustment from propagating to the downstream reaches.     

燕山山区潮白河河道特性

密云水库以上的潮白河分为白河和潮河两支,分别穿行于燕山山区。两河的上段为顺直河型或游荡河型,下段为典型的深切曲流。河势及河型受地质构造的深刻影响。潮白两河的纵比降大,来水、来沙在时间和空间上的分配不均匀,对不同河型的形成有影响,这也表明密云水库以上的潮白河具有山地河流的特点。     

长江中下游阻隔性河段作用机理

阻隔性河段能够阻隔上游河势调整向下游的传递,对稳定河势起到关键性作用。本文以长江中下游34个单一河段为研究对象,在系统总结长江中下游河道演变规律的基础上,归纳出阻隔性河段控制要素包括：单一微弯的河道平面形态、河段中上部无挑流节点;河相系数小于4;河道纵比降大于1.2?;凹岸黏粒含量高于9.5%;床沙中值粒径大于0.158 mm等。从Navier-Stokes方程出发,推导出河湾水流动力轴线弯曲半径的表达式,进而分析了各控制要素对水流动力轴线摆动及阻隔性河段形成的作用。阻隔性河段的判别条件为：不同流量级下水流动力轴线摆动力与河道边界条件约束力的比值始终小于1;阻隔性河段作用机理在于：即便上游河势发生调整,本河段的河道边界始终能约束主流摆动幅度,归顺上游不同河势条件下的主流平面位置,为下游河道提供了相对稳定的入流条件,从而阻隔上游河势调整向下游传递。     

Seasonal variations of sediment discharge from the Yangtze River before and after impoundment of the Three Gorges Dam

Over the past decades, > 50,000 dams and reforestation on the Yangtze River (Changjiang) have had little impact on water discharge but have drastically altered annual and particularly seasonal sediment discharge. Before impoundment of the Three Gorges Dam (TGD) in June 2003, annual sediment discharge had decreased by 60%, and the hysteresis of seasonal rating curves in the upper reaches at Yichang station had shifted from clockwise to counterclockwise. In addition, the river channel in middle-lower reaches had changed from depositional to erosional in 2002.During the four years (2003–2006) after TGD impoundment, ~ 60% of sediment entering the Three Gorges Reservoir was trapped, primarily during the high-discharge months (June–September). Although periodic sediment deposition continues downstream of the TGD, during most months substantial erosion has occurred, supplying ~ 70 million tons per year (Mt/y) of channel-derived sediment to the lower reaches of the river. If sand extraction (~ 40 Mt/y) is taken into consideration, the river channel loses a total of 110 Mt/y. During the extreme drought year 2006, sediment discharge in the upper reaches drastically decreased to 9 Mt (only 2% of its 1950–1960s level) because of decreased water discharge and TGD trapping. In addition, Dongting Lake in the middle reaches, for the first time, changed from trapping net sediment from the mainstem to supplying 14 Mt net sediment to the mainstem. Severe channel erosion and drastic sediment decline have put considerable pressure on the Yangtze coastal areas and East China Sea.     

北洛河下游河槽形成与输沙特性

北洛河发湖泊于黄河粗沙来源区，年均含沙量达１２８ｋｇ／ｍ＾３年均流量仅２５ｍ＾３．ｓ，是典型的多沙河流，但由于泥沙主要由高含沙洪水输送，平水流量小，含沙量低，经常保持窄深稳定河槽，使高含沙洪水挟带的泥沙能顺利输送而不淤，并形成弯曲性河流。     

黄河游荡河段河床形态调整对洪水过程的响应

以黄河流域1950～1985年200余场洪水资料为基础，并增加了最近的实验资料，分析了黄河下游游荡河段不同含沙量沙水过程中河床形态的调整过程，结果表明，由洪水过程所导致的河床形态变化是相当剧烈的。且与含沙量密切相关，表现出非线性的变化规律，当含沙量较小时，随含沙量的增大，洪水后河床宽深比增大，当含沙量增大到一定程度后再增大时，宽深比随含沙量的增大而减小，这一结果为修正Schumm关于河床形态变化的定性预测关系提供了新的依据。     

黄河下游断面形态与水沙输移关系及数学模拟方法

以前人对黄河下游的实测资料分析为基础,本文讨论断面形态与来水来沙关系、断面形态对输水输沙的影响,并根据实测资料,提出黄河下游弯段与直段断面冲淤变化的两种模式,建立了主流摆动及坍岸影响断面形态变化以及纵向冲淤量在断面的分布两种数学模拟方法。     

黄河上游沙漠宽谷河段水沙阈值与输沙特征

围绕黄河上游沙漠宽谷河段“多大流量能冲动多大含沙量的泥沙”、“不同流量能冲走多少泥沙”两个关键问题,对沙漠宽谷河段的水沙阈值展开深入研究。通过分析各断面历年水量、沙量变化过程,揭示了沙漠宽谷河段各区间河段的冲淤规律,得到不同区间河段、不同含沙量情况下的水沙阈值系列。基于水量平衡原理与输沙量平衡原理,分析各断面冲沙输沙流量、含沙量与输沙量之间的关系,建立场次洪水的河道输沙量计算模型,量化水量与沙量的转化效果。通过实例计算,不考虑沙漠宽谷河段水沙调控时,头道拐站的输沙量为0.124×10⁸ t,沙漠宽谷河段的冲刷量为0.0527×10⁸ t,考虑水沙调控时,输沙量增加近4倍。水沙调控显著改善了沙漠宽谷河道的水沙关系,冲刷了河槽,验证了水沙阈值及输沙量计算的准确性和可靠性。