三峡大坝下游近坝段沙质河床形态调整及洲滩联动演变关系

大型水库运行改变了坝下游水沙条件,引起河床冲淤、洲滩形态等适应性调整,尤其是近坝段沙质河床的响应最为敏感。以三峡大坝下游近坝段沙质河段为研究对象,采用1955-2018年水沙数据与1975-2018年地形资料,研究了河床冲淤量及河床形态、洲滩形态演变及联动关系等。研究表明:伴随流域来沙量减少,1975-2018年河床为累积冲刷态势,枯水河槽冲刷量占总冲刷量的93.1%,同步发生洲滩面积减少、深泓下切;以2009年分界,滩槽冲淤逐渐由"低滩冲刷,高滩淤积"逐渐向"低滩、高滩均冲"转变;受来沙量锐减、河道采砂活动等影响,2013年以来河床冲刷强度显著增大,疏浚抛泥对滩槽冲淤的影响较小;航道工程实施前滩群演变关联性强,太平口心滩发育与头部下移引起腊林洲边滩上段面积减小并后退,对应腊林洲边滩尾部面积增大且淤宽,使得三八滩面积减小且右缘蚀退,金城洲逐渐由边滩演变为心滩;航道工程实施后太平口心滩与腊林洲边滩上段关联性减弱,受航道工程及疏浚抛泥等影响腊林洲边滩下段淤宽,引起三八滩维持面积持续减小、右缘后退及左移态势,促使金城洲萎缩且分散。     

三峡大坝下游近坝段沙质河床形态调整及洲滩联动演变关系

大型水库运行改变了坝下游水沙条件,引起河床冲淤、洲滩形态等适应性调整,尤其是近坝段沙质河床的响应最为敏感。以三峡大坝下游近坝段沙质河段为研究对象,采用1955-2018年水沙数据与1975-2018年地形资料,研究了河床冲淤量及河床形态、洲滩形态演变及联动关系等。研究表明：伴随流域来沙量减少,1975-2018年河床为累积冲刷态势,枯水河槽冲刷量占总冲刷量的93.1%,同步发生洲滩面积减少、深泓下切;以2009年分界,滩槽冲淤逐渐由"低滩冲刷,高滩淤积"逐渐向"低滩、高滩均冲"转变;受来沙量锐减、河道采砂活动等影响,2013年以来河床冲刷强度显著增大,疏浚抛泥对滩槽冲淤的影响较小;航道工程实施前滩群演变关联性强,太平口心滩发育与头部下移引起腊林洲边滩上段面积减小并后退,对应腊林洲边滩尾部面积增大且淤宽,使得三八滩面积减小且右缘蚀退,金城洲逐渐由边滩演变为心滩;航道工程实施后太平口心滩与腊林洲边滩上段关联性减弱,受航道工程及疏浚抛泥等影响腊林洲边滩下段淤宽,引起三八滩维持面积持续减小、右缘后退及左移态势,促使金城洲萎缩且分散。     

三峡水库蓄水后下荆江急弯河道凸冲凹淤成因

三峡水库蓄水后沙量骤减使得荆江河段河床剧烈冲刷调整,下荆江急弯段“凸冲凹淤”,部分弯道凹岸侧淤积形成水下潜洲。这种不同于弯曲河道一般性演变规律的异常现象势必给下荆江的行洪、航运及江湖关系变化等带来新的影响,其内在成因急需揭示。基于原型观测资料分析,通过研究滩槽冲淤量及分布、滩体及河道形态特征等,全面揭示了近期下荆江急弯段“凸冲凹淤”的演变特征及河道形态响应。结果表明,流量年内过程重分配、来沙量及组成突变是下荆江急弯段“凸冲凹淤”的决定性因素。     

长江下游落成洲河段洲滩联动关系与航道浅滩碍航机制

航道浅滩演变与边心滩形态调整具有强关联性,叠加河道冲淤不均衡性、上游河段冲刷供沙等综合影响,使得航道浅滩碍航机制更趋复杂。本研究以长江感潮段内落成洲河段为对象,通过1959—2021年洲滩形态、河床冲淤特征、水动力环境与浅滩碍航特性等分析,明确边心滩—浅滩演变联动关系、上游河床冲刷供沙及对浅滩演变的影响机制。研究结果表明：(1) 1981年以来落成洲河段所在的扬中河段由淤积转为1991年以来的持续冲刷,1981—2021年枯水河槽冲刷量为3.97亿m³,占洪水河槽冲刷量的95.9%;(2)三峡工程运行前嘶马弯道崩退—落成洲左缘淤积—三益桥边滩未发育,即嘶马弯道崩退是洲滩联动演变的主要诱因;(3)三峡工程运行后至航道整治工程实施前的来沙量减少引起洲滩整体冲刷,落成洲冲刷为三益桥边滩提供了发育空间,逐渐淤涨的三益桥边滩与水沙条件共同使得落成洲冲刷和右汊冲刷发展,即三益桥边滩形态变化逐渐由被动淤涨转为洲滩联动演变的主因;(4) 1981—2010年三益桥边滩淤涨、落成洲洲头与左缘冲刷等决定着三益桥浅滩碍航程度,由于流域来沙量减少引起的河床冲刷使得碍航程度减弱,2011—...     

黄河口清水沟河道的冲淤过程与模拟

为揭示黄河口清水沟河道长时段的冲淤演变规律并建立其冲淤计算方法,分析了清水沟1976—2015年的时空冲淤演变过程,采用河床演变的滞后响应模型,考虑河口来水来沙及河道延伸与蚀退的影响,建立了清水沟累计冲淤量的计算方法。结果表明:1976—1980年改道初期清水沟改道点上游先冲后淤,改道点下游淤滩塑槽,淤积量随着下游河道展宽而增加,1980年后改道点上、下游河道冲淤过程趋于一致;受水沙条件等因素影响,1980—1986年清水沟主槽冲刷展宽,之后主槽淤积萎缩;1996年清八改汊和2002年小浪底水库"调水调沙"原型试验以来,河道转淤为冲,2002年后河道冲刷速率随时间指数衰减;河床演变的滞后响应模型可计算清水沟长时段的冲淤过程,该方法可为预测未来清水沟冲淤演变趋势提供科学参考。     

江西长江河道演变及其对水患灾害形成的影响

对江西长江河道的演变特征进行了详细研究,基本查清了近代江西长江河道的发展演变历程。自清代以来未发生重大的变迁事件,但其也处于不断演变中,其演变主要表现在河道的冲淤作用,即岸线的冲刷侧蚀后退和边滩的淤胀,江心洲、心滩、浅滩的增生淤胀、消亡和移动,河道的淤塞等。为研究洪涝灾害成生背景、致灾作用,以及防灾治灾提供科学依据。     

关于辽河干流河道冲淤量沿程变化规律探讨

河流断面的变化是研究河道冲淤情况及河流河床冲淤情况及河流河床演变最直观、最简洁的办法。在分析辽河下游河流输沙量变化特征的基础上,利用辽河干流具有代表性水文站的实测大断面,对河床泥沙冲淤及动态演变进行初步分析。结果表明辽河干流典型站径流输沙呈线性相关,关系相对稳定,2010-2013年显著减少,不同年代中冲淤基本交替进行,辽河干流整体是淤积的。     

三峡蓄水后典型河段分形维数的变化分析

针对三峡工程蓄水后下游河道河床表面形态的变化,采用分形维数对河床表面形态进行量化,并分析河道冲淤调整特点,对河床表面分形维数(BSD)的变化特点及物理意义进行探讨。结果表明,BSD与河床各个剖面形态之间的关系是整体与部分的关系,BSD能全面地反映床面形态的复杂程度。三峡蓄水后,宜昌-虎牙滩和宜都河段BSD明显增大,关洲河段增大幅度较小,而芦家河河段BSD值略有减小,同时,各河段BSD的变化可在一定程度上表征三峡蓄水后下游河道河床综合阻力的调整结果。可通过对各河段演变趋势的分析,来预测其BSD的变化,进而为分析其阻力和水位的变化趋势提供依据。     

黄河下游河床纵向与横向变形的数值模拟——Ⅱ二维混合模型的应用

对前文提出的平面二维混合模型进行了验证与实际工程应用.模拟了概化顺直河段在不同冲淤条件下的河岸后退过程.将混合模型应用于实际工程问题,模拟了黄河下游花园口游荡型河段的河床纵向与横向变形过程.通过对断面平均水位、流速分布、断面形态变化等计算值与原型观测值的对比,两者符合较好.表明该混合模型不仅能较好地模拟出河道内的水沙运动与河床纵向冲淤过程,而且能模拟出滩岸的后退与淤长过程,尤其能模拟滩岸的冲刷与崩塌过程.     

富县至宜川天然气输气管道工程穿越段河道演变特征研究

以富县至宜川天然气输气管道工程为例,结合管线穿越的仕望河、牛武川、牛武东川、西川河和鹿儿川等河流的气候条件、地形地貌和河谷形态,选择仕望河上的大村水文站为参证站,对工程所穿越的主要河流的水沙特性和河床冲淤变化进行分析,在此基础上,对穿越段河道的演变特征进行研究。结果表明:工程穿越段的主要河流均为典型的降水补给型河流,洪枯水流量悬殊,洪水陡涨陡落,水位变幅较大,具有来水来沙相对集中、峰高量小的特点。河段冲淤变化与大村站基本一致,多年以来河床冲淤基本平衡;河道受人类活动、地形、地质构造和岩性的控制,河床断面基本多呈“U”形,河道历史演变呈现出相对平衡状态;受河流形态及人类工程影响,预计工程运行期及较长时期内,近期演变特征主要表现为工程河段主流稳定,总体处于冲淤平衡状态。研究结果可精确掌握工程穿越河道的主要水文特性和演变特征,保证工程的顺利安全施工。     

黄河下游辫状、弯曲和顺直河段间沉积动力特征比较

黄河下游沿程出现了辫状、弯曲和顺直河型段,河道平面形态的差异势必受到不同的沉积动力特征的制约。本研究根据对收集到的有关实测资料的统计和计算,对可以表征河道沉积动力特征的相关指标进行了量化分析,发现不同河型段间的沉积动力特征存在明显差别。河道比降在辫状河段最大,介于0.2‰~0.14‰之间;弯曲河段的次之,介于0.14‰~0.10‰之间;顺直河段的小于0.10‰。平滩流量时的流速在辫状河段的较大,不同年份间的变幅较大;弯曲河段的次之,不同年份间的变幅较小;顺直河段的最小,不同年份间的变幅不大,并向下游显著减小。单位河长能耗率在辫状河段最大,弯曲河段次之,顺直河段的最小,其间的比值为2.31∶〖KG-*2〗1.35∶1。单位面积能耗率在辫状河段最小,弯曲河段最大,顺直河段次之,其间的比值为0.52∶〖KG-*2〗1.18∶〖KG-*2〗1。河床沉积物粒度较细,并普遍缺失推移质组分,中值粒度在辫状河段、弯曲河段和顺直河段分别为3.0、3.2、3.67;河床沉积物的分选性也依次变好。受制于上述相关沉积动力特性,河床沉积速率在不同河型段有明显差别:中大流量时,辫状河段的最小,弯曲河段的最大,顺直河段的次之;在小流量时,三个河型段的河床沉积速率非常接近,但沿程略有减小。另外,辫状河段河床沉积速率明显依赖于流量的变化,且随流量的增大而明显减小。     

重大水利工程对长江中下游干流河槽和岸线地质环境影响研究

本文主要采取历史水下地形和水位数据分析、干流河槽现场测量、室内测试和综合评价等方法对重大水利工程影响长江中下游干流河槽和岸线进行了分析和研究,取得如下新进展：（1）创新构建了一套多模态传感器系统,实现陆上和水下一体化水动力、沉积和地貌特征测量与数据采集。（2）调查研究发现,长江干流河槽冲刷强烈,岸线窝崩、条崩发育。（3）悬沙和床沙粗化,河床阻力下降,发育侵蚀型链珠状沙波,长江大桥主桥墩冲刷严重。（4）潮区界显著上移,潮区界变动河段地貌发生重要变化。在此基础上,研究认为应该加强长江中下游干流河槽、沿岸高陡岸坡、支流入汇干流河口、崩岸以及跨江大桥桥墩冲刷等调查、监测和成因机理分析。上述研究成果对长江岸滩防护和修复、航道整治、沿岸防洪、长江大桥桥墩维护等具有重要意义。     

亟待开展黄河下游河道远景学研究

黄河下游河段河床淤积严重,目前面临的主要问题是: 1)20世纪90年代以来,由于水沙矛盾加剧,河道萎缩,主槽过洪能力锐减,平滩流量在一些河段已由80年代的5000m³·s^-1降至目前的3000m³·s^-1;2)由于水沙变化,20世纪70年代开始在局部河段出现的“二级悬河”,现已逐渐在上游的河南段和下游的山东段发展到210km多.研究表明,黄河下游的淤积是自然地质过程,应亟待开展黄河下游河道远景学研究.     

松花江哈尔滨江段水质净化作用研究

松花江水质污染严重,但其水质净化作用也很强,两者相互作用结果使哈尔滨江段上游断面江水基本符合地面二级水标准,下游断面基本符合地面三级水标准,把通过河底沉积物向漏斗渗透补给的江水中的污染质,大部分净化在含水层之外,对优质地下水起到了保护作用。     

The influence of 10 years of water conveyances on groundwater and juvenile Populus euphratica of the lower Tarim River

The changes in the depth of groundwater were studied from the period before water conveyance through 2010, and the TDS of groundwater was analyzed in the lower reaches of the Tarim River during the period 2001–2010. Besides, the numbers of juvenile P. euphratica were investigated in the lower reaches of the Tarim River during the period 2001–2010. The findings indicate that: (1) the hydrological environment of the lower reaches has slowly deteriorated again; and (2) few juvenile P. euphratica were observed along the channel. These results show that the positive influence of the ecological water conveyance project on the ecosystem of the lower Tarim River should be beneficial in the long term; however, the long-term stability of the ecosystem cannot be achieved by the current water diversion scheme.     

SEDIMENTS FORMING THE BED AND BANKS OF THE LOWER MISSISSIPPI RIVER AND THEIR EFFECT ON RIVER MIGRATION

Physiographic features and depositional history of the sediments forming the bed and banks of the lower 200 miles of the Mississippi River are summarized. From mile 200- 160 the river is scouring into coarse substratum sands, between miles 160 and 80 into Pleistocene clays, and between mile 80 and 0 chiefly into prodelta and interdistributary clays. Point-bar accretion averages 500 acres per river mile in the uppermost segment, 200 acres per river mile in the middle segment, and 30 acres per river mile in the lower- most segment. The occurrence of bends caused by faulting or formed during seaward growth of the delta, and the occasional existence of coarse materials in the path of the stream are significant factors in the initiation of meanders. The composition of the bed and banks, and the length of channel occupation are important in the rate and extent of migration. Migration of the river between miles 0 and.160 has been and should continue to be very slow.     

Environmental changes after ecological water conveyance in the lower reaches of Heihe River,northwest China

This paper analyzed the dynamic change of the groundwater level by 6 years’ monitoring in field monitoring and the change of vegetation by the field survey and satellite remote sensing after watering in the lower reaches of Heihe River. The findings indicated: (1) the groundwater level elevation and the plant growth are closely related to the volume and the duration of watering. In general, groundwater level elevates dramatically and plants are growing much more vigorously after watering; (2) Watering incidence on groundwater keeps extending with the watering times increasing; (3) Plants grew rapidly in 100–400 m away from the water channel after watering. Watering incidence on vegetation reached 1,000 m; (4) In terms of the function and structure of ecosystem after watering in the lower reaches of Heihe River, the ecological water conveyance does not still reach the goal of ecological restoration at a large spatial scale at present. In addition, in order to solve fundamentally the problem of ecological environment worsens in the lower reaches of Heihe River, some suggestions and countermeasures are put forward.     

西北内陆河流域水循环和生态演变与功能保障机制研究

在气候变化、生态保护以及水资源调控影响下,西北内陆河流域水循环和生态环境状态发生了显著改变,迫切需要解答气候变化对植被恢复和产水量的影响,调水和压采等措施下地下水水位动态、管控指标及其对生态环境的维持机制。为此,文章阐述了内陆河流域气候-植被-土壤-水文相互作用机理以及上中下游演变状况。针对上游产水区,提出了山区气候变...     

环境约束下塔里木河下游地区人类活动的历史演进

在参考历史文献和考古成果的基础上,结合野外考察,研究了历史时期以来塔里木河下游的环境变迁和人类活动演化过程.研究认为,历史时期下游地区人类活动受气候影响下的河流生态环境变化的制约;19世纪末以来塔里木河上游地区的水土资源开发,使得下游水量减少,造成下游生态环境急剧退化,下游人类活动虽不稳定,但总体是进步的.20世纪90年代以来,下游生态环境进一步恶化,在制度与技术进步的支持下,人类生产空间扩张迅速、效益不断提高的同时,下游河道进一步退缩,天然绿洲沙漠化持续发展,下游尾闾垦区毗连沙漠,成为抵御绿洲生态环境退化的生态经济区,人工绿洲维持发展的代价高昂.因此,下游人地关系走向良性发展的前提是全流域开发利用水资源保持在下游生态环境不退化的限度内.     

长江下游镇江段造床流量计算及特性分析

造床流量是河床形态塑造的关键因素,也是河道整治、水工计算设计的主要参数。根据实测水文数据,分别采用三种常用造床流量计算方法,对长江下游镇江河段的造床流量进行求解计算,结果分析对比,表明Makovieve法更适用于镇江段造床流量的计算。基于算例结果建立长江下游河段造床流量经验方法,精度分析表明经验方法具有较高的精度。给出了推荐值。建立了适用于镇江河段造床流量计算的经验公式。