长江河口航道拦门沙冲淤变化的数学模拟和预测

本文选用1975—1978年长江口南槽逐月水下地形图以及相应的大通站的流量和含沙量,中浚、横沙和高桥等站的潮位资料,应用数理统计理论和方法,对长江口南槽航道拦门沙的冲淤变化进行数学模拟。结果表明,多元回归数学模式能够客观地反映拦门沙变化的内在规律。且该模式的拟合计算值与实测值基本相符。因此所建模式可以预测三峡工程和上游调水后,因水沙改变而引起的拦门沙的变化趋势。     

山东蒙山全新世冰川遗迹的发现及确认——来自宇生核素年龄证据

针对山东蒙山发育的第四纪冰川遗迹,采用光释光的测年方法,获得了8.2ka冰期年龄值,以此为基础建立了拦马冰期,属于全新世早期。为了能够获得其他测年成果的相互验证,该次研究采用了宇生核素的测年方法,获得了3个年龄值:7.01ka,8.57ka,9.95ka,均属于全新世早期,与光释光方法获得的年龄值具有较高的一致性。在海拔752m的清荣峡谷内的冰碛表面,获得了5.27ka的全新世中期的年龄,对应冰碛建立了清荣冰期。通过该项研究,结合蒙山冰川遗迹的特征及其风化程度,反映了冰川遗迹、测年数据与环境气候之间的吻合性,综合确认了我国东部全新世早期拦马冰期、全新世中期清荣冰期的存在,也证明了全新世,在山东蒙山及我国东部中低山区受到东亚冷槽的影响,曾经存在冰川作用。     

海滩养护修复过程中拦沙堤的应用

拦沙堤作为海滩养护最常用的辅助工程之一,在全球范围内得到广泛应用。在总结我国海滩养护过程中拦沙堤应用现状的基础上,将拦沙堤的功能分为3类（防泥沙扩散、防沿岸输沙、防浪+防输沙）,并详细分析这3类拦沙堤在我国海滩养护的应用现状和发展规律。基于国内外工程实践,进一步探讨海滩养护中拦沙堤的多项应用创新：组合式拦沙堤设计、拦沙堤平面形态优化、拦沙堤堤群设计、拦沙堤+潜堤组合优化、拦沙堤+旁通输沙/循环养护。最后,展望未来海滩养护中拦沙堤的发展应用趋势（拦沙量的精准调控、丰富多样的形态设计、基于“自然工法”的生态化建设）,并给出了相关建议。     

长江口拦门沙深水入海航道整治工程的研究

随着国民经济的发展和上海浦东新开发区的发展，长江口深水入海航道的选择与治理，已越来越多地引起人们的关注，长江口深水入海航道的选择基本上可以分为避开拦门沙和不避开拦门沙两类。本文根据长江河口的发育模式、河口延伸、汊道演变的规律、汊道的形态与水力条件，提出长江口拦门沙深水入海航道整治规划，近期以北槽－８ｍ航槽为宜，远期可逐步开发至－１２．５ｍ     

离岸沙坝-潟湖海岸拦门沙航道回淤

渤海湾曹妃甸老龙沟海区属于典型的离岸沙坝-泻湖海岸体系,口门处发育有拦门沙。采用实测资料分析和二维波流泥沙数学模型计算研究了拦门沙成因及其开挖后的回淤情况。研究表明,涨落潮流路不一致、落潮流扩散是老龙沟拦门沙形成的主要原因。针对该海区波浪、潮流、泥沙及海床演变特点,进行了2006年、2007年大小潮潮流泥沙的验证及2008年8~12月试挖槽回淤的验证,在此基础上,预测了拦门沙航道正常情况下的泥沙回淤和大风天骤淤。试挖槽监测资料分析及数学模型计算表明,风浪掀沙是影响老龙沟拦门沙回淤的重要因素。     

泥石流流速横向分布特征与防治工程结构优化

以往研究表明,泥石流流速在沟道横断面上分布不均,但目前尚无理论依据,国内现行相关规范暂时建议在泥石流拦挡坝、排导槽等防治工程设计时,流速、荷载按均布考虑,这与实际的受荷情况有所差别,从而导致防治工程局部稳定性偏小,极易发生工程失效。为此,基于冲淤平衡原理、流体均质假设及沟道横断面形状的合理简化,结合雨洪修正法与形态断面法相关原理,演绎了沟道横断面任意位置流速计算公式的推导过程,并获取了泥石流流速的横向分布的非线性特征。通过四川省地震灾区理县甲司口沟泥石流防治工程的实例分析,发现横向上泥石流的中泓线流速与两侧流速相差达到300%。据此对拦砂坝进行了结构优化设计,在确保功能的前提下,提高了坝体稳定性系数约20%,节约了工程造价约5%。     

陕北黄河中游淤地坝拦沙功能失效的判断标准

利用2011 年第一次全国水利普查中4157 座骨干坝数据、1989 年陕北淤地坝调查中1640座中小坝数据,分别计算了1950-2011 年期间骨干坝、1956-1989 年期间中小坝的逐年平均淤积比例,得到截至2011 年,1980 年前修建骨干坝的平均淤积比例基本稳定,平均值为0.77,1980 年后开始逐渐下降;截至1989 年,1980 年前修建中小坝的平均淤积比例基本稳定,平均值为0.88,1980 年后开始逐渐下降的变化趋势,确定平均淤积比例0.77、0.88 分别为骨干坝、中小坝拦沙能力失效的判断标准。利用陕北淤地坝调查数据计算得到的骨干坝拦沙功能失效判断一致;在无定河、延河流域,水文站输沙数据的变化趋势与淤地坝是否拦沙显著相关。最后从淤地坝工程结构的角度,剖析了排水排沙位置的改变是判断标准形成的原因。     

基于高精度图像识别的堆积体粒径分析

高位滑坡具有高隐蔽特性,失稳破坏后往往转化为流动性强大的碎屑流,成灾时间短暂且破坏性极强。由于碎屑流本质为碎裂岩体在重力作用下的高速远程运动,研究其堆积体的粒径分布情况用以分析灾害过程,对碎屑流危害预测具有重要意义。基于该认识,本文选用PCAS系统分析碎屑流堆积体影像数据,并基于此结果开展后续分析。本文以2017年贵州普洒村崩塌碎屑流为研究案例,步骤如下:首先,结合现场调查,拍摄无人机航拍图像;随后,统计灾害前后受灾房屋情况;最后,使用PCAS系统开展堆积体图像识别,并分析堆积体粒径分布情况以及分析粒径分布与房屋破坏之间的关系;研究可知:（1）PCAS系统识别堆积体颗粒效果好,精度高。（2）随着碎屑流的运移,堆积物小粒径占比增加。（3）大粒径出现了双峰分布,但总体上呈减少趋势。（4）在横向分布上,其一致性越来越优。（5）堆积体房屋具有"拦粗排细"的作用。综上可知,运用PCAS图像识别分析碎屑流粒径分布具有高效可靠的特点,能够在堆积体粒径识别领域发挥一定积极作用。     

泥石流拦砂坝底扬压力分布及影响因素试验

泥石流拦砂坝底的扬压力会抵消坝体的部分有效荷重,影响其抗倾覆稳定性。为了研究拦砂坝底扬压力的分布规律及其影响因素,设计制作了拦砂坝模型和扬压力采集系统,开展了不同沟床坡度和不同坝前堆积条件下的扬压力模拟试验。试验结果表明,扬压力自坝踵至坝趾不断减小,且与渗流距离呈线性关系,当坝前有堆积物时相关系数绝对值达到0.98以上;沟床坡度明显影响坝底扬压力的分布。随着沟床坡度的增加,扬压力不断减小,且对坝踵处扬压力的影响较坝趾处更大;坝底和坝前堆积物的渗透性对扬压力的影响也很显著,它们的渗透性越差,扬压力就越小;坝前堆积物的渗透性还显著影响扬压力的分布规律,渗透性越差,其分布规律性就越强。研究成果为深入研究泥石流拦砂坝底扬压力的作用过程和作用机制奠定了基础。