长江全沙输沙率测验及其技术研究

泥沙测验是水文测验工作的重要内容,但由于在测验技术和仪器设备上存在一些问题,长期以来一直是水文测验中的薄弱环节。以往存在的主要问题是:在测验部署上,未能按全沙输沙率测验(以下简称全沙测验)要求开展观测,在测验仪器设备上很不完善,不能按照规定要求收集到质量可靠的资料。为了满足长江巨型水利工程建设对泥沙资料的需要,我们从70年代初起,开展了全沙测验,并较全面地进行泥沙测验技术研究,取得了一定成效。现将有关情况介绍于下。     

长江上游屏山至宜昌河道泥沙存贮量的变化及其地貌学意义

通过河流输沙分析研究了长江上游河道的悬移质泥沙存贮量及其变化。结果表明,1956～2000年屏山-宜昌河段历年的河道存贮量的变化可以划分为3个阶段,即两个泥沙存贮期和1个泥沙释放期。1956～1968年为第1个泥沙存贮期,河道泥沙存贮累积性增加,累计存贮量为4.0126×10⁸t,与这一时期人类活动导致的流域侵蚀加剧有密切的关系;1969～1983年为泥沙释放期,累积释放量为2.6533×10⁸t——支流水库大量修建,拦截了泥沙,下泄泥沙减少,进入长江干流的泥沙减少,含沙量降低,使得干流中前期存贮的泥沙发生侵蚀而释放;1984～2000年为第2个泥沙存贮期,累积存贮量为4.0733×10⁸t。金沙江下游重点产沙区产沙量增加,进入长江干流的泥沙增多,葛洲坝水库建成后投入运行,三峡水库大坝的建设,也导致长江干流河道中泥沙存贮量的增大。输入沙量、输出沙量和与流域面平均年降水量之间均存在较明显的正相关关系,而存贮量与降水量不相关,说明河道泥沙存贮对于降水量的变化不敏感。屏山-宜昌河道泥沙输移比的时间变化大致可以分为两个阶段,即在1956～1982年河道泥沙输移比呈增加趋势,1983～2000年则呈减小趋势。这种变化可以用河道泥沙存贮的变化来解释。长江上游屏山-宜昌河段河道泥沙存贮的时间变化与中游宜昌-武汉河段泥沙冲淤量的时间变化相位在一定程度上是相反的,说明上游河道泥沙存贮增多会导致中游河道泥沙存贮减少,上游河道泥沙存贮减少会导致中游河道泥沙存贮增多。     

洞庭湖河湖疏浚对洪水位影响分析

洞庭湖是长江中游的重要调蓄湖泊，但由于接纳湘江、资水、沅江、澧水四水和长江三口洪水、泥沙，造成河道湖泊泥沙淤积，洪水位抬高，加重湖区的防洪负担，造成严重的洪涝灾害。根据洞庭湖河湖疏浚规划和典型河段疏挖竣工资料，运用水力学和水文学方法对疏浚前后洪水位的变化进行了分析。     

历史时期长江中游河道演变与洪灾发展的规律

历史时期,长江中游的河道在科氏力、掀斜构造活动的影响下,长期南移。在主泓南移、气候由湿变干、分汊淤浅的背景下,大量人口由北方迁入,促使沿长江主泓的围堤迅速发展。原先多汊分流的河道,演变为被围堤约束的狭窄河道。水沙集中于狭窄的堤围河道,洪峰难以调节,泥沙淤高河床,形成水涨堤高、堤高水涨的恶性循环。宋末至明代,是长江中游围堤基本成型与完善,也是洪水位不断抬升,洪灾不断加剧的时期,说明洪灾加剧与围堤密不可分。现有的防洪方针,延续了历史上"抗拒洪水"的思路,没有体现"与洪水共处"的原则,需要进行反思。建议采取"疏导为本"的防洪方针,恢复与增加长江中游分流汊道,扩大江河行洪能力,分散泥沙淤积,以达到可持续治洪的目的。     

长江中下游河道采砂对入海泥沙的影响

河道采砂可对河道的稳定性、航运安全、生态环境等造成重要影响。河道采砂可能会增加河流的输沙,也可能会减少河流的输沙。长江中下游河道的采砂量虽然很大,但却不是导致入海泥沙减少的主要原因,由河道采砂引起的河流输沙减少的相应比例应该不到采砂量的10%。汉口站和湖口站的来沙减少是造成大通站输沙减少的最主要原因。     

一种适合泥沙巡测新方法的探讨

一种适合泥沙巡测新方法的探讨贾万忠，黄家声（辽宁省水文总站）为了配合流量的巡测、间测、简测的需要，泥沙测验必须具有相应的测验方法及资料整编方法，以满足泥沙巡测的要求。泥沙巡测方案的研究，是建立在与常测法比较允许缺测、漏测基础上的。在一次洪水过程中，用...     

长江河口段徐六泾水文站潮流量整编代表线法研究

长江河口段河道宽阔,断面几何形状复杂,水流往复流动,水力条件变化复杂,潮流量测验及整编一直是难题。随着多普勒剖面流速仪（ADCP）在技术上日益完善以及无线通讯技术的快速发展,解决长江河口段徐六泾水文站潮流量测验及整编问题具备了切实可行的技术条件。经过近两年的努力,根据代表线法测流原理,采用浮标ADCP结合平台ADCP的测流系统,徐六泾水文站成功地实现了断面流量、流速的实时监测,潮流量整编成果达到了规范要求。     

喀什地区水文测站单断沙关系分析

基于喀什地区某水文悬移质泥沙测验数据,对该测站断面平均含沙量与单位含沙量之间的相关关系进行分析。结果表明:该站点单断沙比例系数为0. 975,符合《河流悬移质泥沙测验规范》精度要求。在单断沙关系系数分析基础上,可在日后泥沙测验中,对不同水位下的单样含沙量进行测定,并间接推求对应的断面平均含沙量,从而降低悬移质输沙率的测验工作量,提高含沙量整编的精度。研究可为实现该站点悬移质泥沙间测提供重要的参考依据。     

河流动力学进展

从流域产沙、床面形态及河床阻力、泥沙输移、河流形态及其演变、工程泥沙、河流模拟、泥沙测验和环境泥沙等八个主要方面评述了河流动力学研究的内容、方法和现状,分析了存在的主要问题,讨论了未来可能引起关注的若干课题.     

临底悬沙试验初步分析

在常规悬移质测验中,由于目前使用的采样器很难取到临河底的水样,而这一水层含沙量大、粒径较粗,对水利水电规划设计及运行管理影响较大,为此,我们研制了临底悬沙采样器,对悬底泥沙进行了测验,通过实测资料,对以下几个问题进行了分析:     

桥位附近水流及局部冲刷的数值模拟

将平面二维河道推移质冲淤数学模型和桥位局部冲刷经验公式有机地结合起来,计算整体河段泥沙冲淤和桥位局部地区泥沙冲刷,既考虑了局部流态对整体流场的影响,又反应了整体流场对局部流态的影响.文中以长江黄石大桥河段为例,计算其桥位冲刷,计算结果与模型测量资料基本一致,效果良好.     

鲁北平原区河道悬移质泥沙规律浅析

分析了鲁北平原主要排洪河道悬移质泥沙的来源、组成、年内、年际变化及沿程变化规律，水沙关系，输沙量与年径流量、年降水量之间的关系。指出鲁北平原河道泥沙主要有两大来源：一是流域产沙；二是引黄客沙，其中引黄客沙是鲁北平原河道泥沙的主要来源，引黄客沙的大量进入，不但改变了河流泥沙形势，而且加剧了河道淤积，使各河行洪能力较70年代降低了40％～70％。鲁北平原区河流泥沙的输沙量年际变化较大，与年径流量的丰枯变化有较明显的相应性；输沙量年内分配极不均匀，主要集中在汛期（6～9月）。     

近50年来长江水沙变化规律研究

较为系统地研究了近50年来长江流域不同河段、不同时段的水沙变化特性。从多年平均情况来看,长江上游水沙异源、不平衡现象十分突出,干流石鼓至宜昌沙量沿程增大,宜昌以下干流河道输沙量沿程减小,悬沙中值粒径也沿程变细;1991~2002年长江干流各站径流量变化不大,输沙量明显减少;2003～2010年长江上游来沙减小趋势仍然持续,加之三峡水库蓄水拦沙作用,坝下游输沙量大幅减小,悬移质泥沙粒径沿程变粗,至监利站粗沙量已基本恢复到蓄水前的水平。三峡水库蓄水运用后,长江中下游径流年内分配、泥沙来源和地区组成均发生新变化;荆江三口分流分沙量继续减小,洞庭湖湖区淤积减缓;三峡工程蓄水运用不仅改变了长江上游与中下游的冲淤环境,而且也进一步促进了长江中游江湖泥沙分配格局的调整。     

长江中下游江湖关系演变趋势数值模拟

以长江中下游防洪系统为对象,概述了在大型复杂防洪系统洪水行为数值模拟基础上,成功地将长江中下游洪水演进数学模型转化为面向长江防洪系统防洪规划方案评估需求的长江中下游江湖水沙演变的数学模型.为适应防洪规划方案论证涉及江湖水沙相互制衡相互关联客观情况,建立了面向江湖水沙关系及其演变的数学模型.针对长江中下游江湖水沙运动特点,在水沙数值模拟的范围内侧重对下荆江河道冲刷、荆江三口分流分沙模式、洞庭湖泥沙淤积、江湖耦合等环节进行了讨论,提出了合理可行的数值处理方法.模拟结果较好反映了江湖水沙演变规律,主要成果已应用于长江中下游防洪规划和防汛调度方案中.     

寸滩水文站卵石推移质断面单宽输移率计算公式探讨

为了提供长江上游干流寸滩河段卵石推移质年输移量,我们曾在寸滩水文站测流断面上进行过粒径大于10毫米的卵石推移质测验,并按过程线法逐年进行过整编,初步满足了有关单位对该项资料的迫切需求。可是长江上游水探流急,用器测法测量卵石推移质(以下简称卵推)还不够完善,而且困难较大,如能寻求一种利用观测资料的各种水力、泥沙因素表示     

阿勒泰地区水文站悬移质含沙量测验探讨

通过开展悬移质含沙量测次精简工作,建立水位落差和悬移质含沙量之间的关系,最终推算不同水位落差节点的悬移质含沙量,在一些流域悬移质含沙量巡测方案中被认为较为行之有效。以新疆阿勒泰某水文站为研究实例,重点探讨不同水位落差节点的悬移质含沙量,从而减少悬移质泥沙测验的次数,提高含沙量巡测的效率。结果可知:水位落差和断面平均含沙量基本呈现指数级的变化,采用水位落差方法下的悬移质泥沙测验的次数相比于原测验方案有明显减少,占原方案测验次数的比例在49. 2%～67. 4%之间,相比与原悬移质泥沙的测验方案,水位落差方法下的泥沙测验方案布局更为合理。     

断面输沙率计算方法的商榷

１我国现行使用的断面输沙率计算方法我国现行水文断面输沙率计算方法,按国家技术监督局和中华人民共和国建设部１９９２年７月２４日联合发布的《河流悬移质泥沙测验规范》规定：河道断面输沙率由部分输沙率求和而得,计算公式为：Ｑｓ＝Ｃｓｍ１·ｑ０＋１２（Ｃｓｍ１...     

粗颗粒悬移质测验误差分析

本文根据流速与含沙量分布,研究了悬移质积点法对粗颗粒含沙量测验误差.首先指出无论从输沙率还是从悬浮高度看,粗颗粒悬移质集中于河底,致使水文测验中的一些测验方法(如一点法、二点法、三点法等)带有较大的误差.进而分析了各种测法对粗颗粒的相对误差,并且随着颗粒变粗,误差愈来愈大,以致不能接受.这种情况在水库下游河道冲刷过程中,会在一定程度上出现,必须重视研究和调整测验方法.最后通过与长江委水文局在沙市及监利两水文站试验结果对比,证明本文理论上的分析是可信的.     

对于全国水文测驗技术交流会議中若干技术經驗的初步意見(續)

第二部分泥沙測驗一、悬移质泥沙测验1.采样器問题[1] 基本要求:江河中应用的悬移質泥沙采样器应符合下列要求: (1)仪器進口水流速度与测点流速一致,能     

潘家庄水文站泥沙测验方式探讨

水文站监测的河流泥沙资料在国民经济建设中有着重要意义。由于局限监测技术,我国大多数水文站泥沙监测仍实行人工监测,测验工作量很大,极不适应当前水利改革发展和水文现代化建设的形势要求。本文通过对潘家庄水文站单断沙关系稳定为直线等的研究分析,探讨泥沙间测方式的改革,可大大减少泥沙测验工作量,为该站水文现代化管理打下基础。