河床表面分形特征及其分形维数计算方法

将分形原理、地理信息（GIS）技术与河床演变理论相结合,以河道水下地形图为基础,首先通过编程自动提取高程数据,利用GIS软件建立河床表面数字高程模型,然后以此来计算河床表面的分形维数,并对投影覆盖法进行了改进.最后对比了各河段不同时期的床面分维数,初步探讨了其物理意义.研究表明,该方法用来计算复杂表面的分维数高效准确,为计算河床表面分形维数提供了一个新的途径.同时河床表面分维数具有时空变异性,能定量反映床面的冲淤起伏程度,与河床演变中的河势和河型都有内在关系.这在河床演变及河流动力学具有一定的应用价值.     

基于GIS长江口北港河段冲淤变化的可视化分析

利用GIS技术,建立长江口北港1973~2003年间不同时期的水下数字高程模型,以此作为基础资料,通过叠合分析不同时期的水下地形图,得到长江口北港不同时段相对的河床冲淤分布图.分析了长江口北港30年来河道的冲淤变化和演变情况,并计算了河道泥沙冲淤量.结果表明,GIS技术是研究河床演变规律的一种行之有效的可视化方法;北港河段在1973~2003年间整体呈冲刷之势,泥沙冲刷量为1.58亿m3,平均每年冲刷0.05亿m3;北港河床航道稳定性较差,受南、北港分汊口演变的影响,北港河床逐渐演变.洪水在北港河槽演变过程中起着重要的作用.     

两种方案下灞河橡胶坝库区冲淤研究

灞河为多泥沙河流,且河道冲淤变化较为剧烈,橡胶坝库区泥沙的冲淤演变对水面景观及跨河建筑物、库区水工建筑物的安全将产生严重影响。研究分析灞河橡胶坝建成后河床演变非常必要。     

嘉陵江取水口项目通航影响数值模拟研究

随着国民经济发展与基础设施的不断完善,在通航河道修建的取水项目工程日益增多,这些在通航河段的工程项目均会不可避免地对航道、通航条件产生一定影响。为了科学合理地制定项目实施方案,以嘉陵江某取水口项目为例,通过建立二维数模与分析实测资料,统计分析拟建工程前后附近水域流速、水位等方面的变化,论证拟建项目对于嘉陵江航道通航的影响。结果表明,拟建工程对工程河段过水面积影响较小,且埋于河床下,其结构阻水作用有限,河道流态、主流带位置改变较小;另外,考虑到该河段的河道组成及川江河床演变特点,可以预测该工程建成后,对工程河段附近泥沙冲淤变形、河床形态等无甚影响,亦不会对工程河段的河床演变规律及河势造成影响。     

河床套管式直接取水技术分析

对于位于入海口上游不远河道上的取水口,其取水河段水流速度较慢,有较大水深,水位变幅不大,但河床及河岸地质条件很差。采用常规的河床式和岸边式取水方式,土建工程量大,工期长,投资高。通过对比岸边式取水、河床式取水以及河床套管式直接取水原理、工程量以及经济性,在印尼苏姆赛尔燃煤电厂取水工程中提出了河床套管式直接取水方式,其取水安全可靠,并大大节省了投资,对其工况以及取水方案进行了分析。     

新水沙条件下荆江河段强冲刷响应研究

三峡工程运用后,坝下游荆江河段水沙条件重新分配,其河床进入剧烈冲刷状态,揭示其河床响应综合特征可进一步丰富水库下游河床演变规律.本文通过原型观测数据对比分析,阐述了荆江河段水沙重分配特性,多方面揭示出河段的强冲刷响应特征.研究结果表明:三峡工程运用带来了坝下游荆江河段水量过程上的重分配,沙量区域上及过程上的重分配,从而激发其河床的高强度冲刷响应,其中既有枯水位下降、断面窄深化、床沙粗化等常规响应,也有上荆江分汊河段"支汊冲刷发展"、下荆江急弯河段"凸冲凹淤"等异常响应.     

北江下游北江大堤河段河道演变趋势分析

在分析北江大堤河段的来水来沙变化的基础上，对该河段1965、1970、1975、1987、1990及1999年实测河道地形进行分析计算，结合该河段石角、大塘、芒苞、三水及马口等站水位-流量关系变化，综合分析该河段的河床演变规律，河床演变的速度及各河段的冲淤变化等。     

推移质造床河流上取水整治段的水力计算

对推移质造床河流提出了一个新的河相关系式，联合水流动动方程，连续方程，底沙的临界开动流速公式和输沙率公式，根据输沙率为零的平衡状态和输沙率为定值的动平衡状态，导出了河床演变在两种极限平衡条件下水平均水深，河宽及河底纵坡降的成套公式。这此公式特别适用于有坝取水束台和保要素的水力计算，用其对已建的新疆喀拉喀什河取水枢纽的上，下游整治段布进行了校核计算，计算结果的有效性和准确性，得到了该枢纽１／３６整体     

蓄水两坝间长系列水动力及泥沙淤积的研究

对黄河上游龙羊峡至李家峡间的贵德-李家峡河段的蜿蜒河道进行了研究，为蓄水两坝间的通航和河床稳定性问题提供可行性分析依据．根据二维水流连续、运动方程、悬沙扩散方程和两相流底沙运动方程，采用加权集中质量剖分方法，建立了蓄水两坝间水动力、泥沙淤积数学模型．提出了泥沙交换和河床粗化计算模拟的物理图案，对长系列水动力和泥沙运动进行了模化处理．通过调试，验证了水尺水位和李家峡建坝前该河段4年的地形演变量．应用李家峡建坝后典型水文年长系列的组合资料，预报了河床经长期冲淤调整后迭到基本平衡需要的时间．介绍了泥沙交换和河床粗化计算模拟的物理图案和长系列河床演变数学模型的研究方法．     

建闸河口整治工程与河床演变特征研究

建闸河口整治工程引起的河床演变调整十分复杂.基于验证好的潮流、泥沙输运及河床演变模型分析了双龙河口整治一期工程和二期工程后水动力和河床演变的响应特征.结果表明,闸下河道水动力变化和河道冲淤分布与局部浚深拓宽及纳潮量增加有密切联系.若仅对河道上段局部河道进行整治,浚深拓宽段的涨落潮不对称现象加剧,局部产生回流区.若以固定坡降对整条河道进行整治,则涨落潮流速显著增加且不对称性减小.纳潮量增加在工程初期会引起口门段冲刷,而局部拓宽段会因流速相对减小而产生淤积,特别是在回流区淤积严重.因此为延长工程寿命,尚需辅以定期开闸放水和局部清淤等措施.     

建闸河口整治工程与河床演变特征

建闸河口整治工程引起的河床演变调整十分复杂.基于验证好的潮流、泥沙输运及河床演变模型分析了双龙河口整治一期工程和二期工程后水动力和河床演变的响应特征.结果表明,闸下河道水动力变化和河道冲淤分布与局部浚深拓宽及纳潮量增加有密切联系.若仅对河道上段局部河道进行整治,浚深拓宽段的涨落潮不对称现象加剧,局部产生回流区.若以固定坡降对整条河道进行整治,则涨落潮流速显著增加且不对称性减小.纳潮量增加在工程初期会引起口门段冲刷,而局部拓宽段会因流速相对减小而产生淤积,特别是在回流区淤积严重.因此为延长工程寿命,尚需辅以定期开闸放水和局部清淤等措施.     

无坝引水工程闸前泥沙淤积分析

为了研究取水闸前泥沙淤积和闸前河床的边界条件之间的关系,对新疆某无坝引水工程进行了动床河工模型试验,研究发现在取水闸前有严重的泥沙淤积现象。从河床演变角度进行分析,闸前泥沙淤积严重主要是由于在取水口前进行人工取直,致使河床边界条件由弯曲型向顺直型改变,以及闸前流速的减小。这一研究结果对泥沙淤积问题有一定借鉴意义。     

内河水深遥感的应用

利用陆地卫星TM影像研究闽江竹岐至侯官河段的水深，建立了遥感信息与水深之间关系的数学模型，研究表明：用最低通航水位时的水域边界裁取研究水域，可消除边界点因水陆信息混合产生的误差，提高遥水深精度；用两个时相遥感所得的水下地形计算河床冲淤值，进一步削减了由遥感信息源转换成水深信息时的误差，结果与用实测地形资料计算的结果基本一致，能满足河床演变分析和冲淤量计算的要求。     

基于分形理论的河床表面形态量化方法研究

提出以河床表面分形维数从整体上量化河床形态,并依据表面积—尺度法原理,在对现有面分维计算方法的表面积估算、边界处理及无标度区判断等方面进行改进的基础上,给出了适用于具有不规则边界的表面分形维数计算方法,该方法对河床表面分维计算具有较好的适用性.将典型河段的年内冲淤变化、局部河势、河型与河床表面分形维数变化结合起来,说明了河床表面形态具有一定的分形特征,河床表面分形维数可随着河床的冲淤变化而改变,河床形态冲淤起伏愈剧烈,则河床表面分形维数愈大,其能定量反映河床形态的复杂程度,可用于河势量化分析、河型判别以及河道形态阻力计算等相关问题研究.     

丁坝群间取水建筑物局部流场及其冲淤变形的试验研究

本文结合黄河宁夏某河段丁坝群间设置取水建筑物的工程实际,采用正态动床模型,研究了丁坝群掩蔽条件下取水建筑物附近的流场特性及其局部冲淤变形规律.研究表明,丁坝群间设置取水建筑物,其局部流态及冲淤变形主要受到丁坝间回流及坝后扩散主流的控导.现状条件下,取水建筑物前流态不受回流的影响,回淤泥沙不危及取水安全,而扩散主流顶冲取水建筑物,形成较大局部冲刷;设置上挑式淹没构筑物,可极大减轻局部冲刷,比较了几种上挑式减冲设施,得到了较优化的体型及上挑角;合理下延上丁坝可有效发挥丁坝对水流的控导作用,既可形成有利的取水态势,又可减小顶冲作用,有效缓解局部冲刷.研究成果可为类似的工程实际提供参考.     

三峡工程对长江口岸滩的影响

三峡工程的兴建将改变河流的来水来沙条件，必然地人坝址下游至长江口地区带来一系列影响，根据多次长江口水下地形资料，分析研究了长江口内外岸滩各自的演变进规律，得出口内岸滩的坍失并非上游来沙量的减少，而是河床淤积、主槽摆动所致；通过点绘上游来沙量与口外南汇边滩的冲淤变化关系图，发现两者存在良好的线性关系，同时综合分析了三峡工程坝址以下河床情况，对三峡工程兴建后大通站泥沙量作了估算，从而预测三峡工程对长江     

对渗渠取水在设计和施工的探讨

天然河床渗滤取水是一种利用天然河床底部砂砾石层作为滤床，直接净化高浊度、微污染的江河水的取水净水工艺技术。本文针对阜新市东梁地区渗渠取水工程，介绍了渗渠的适用条件，渗渠位置的选择，渗渠的布置及渗渠有关的设计、计算、施工等方面的问题。     

双龙河挡潮闸调度方案与闸下河道冲刷效果

基于MIKE21 Flow Model建立双龙河口潮流、泥沙输运及河床演变数学模型,采用实测资料对数学模型进行了验证.通过对不同冲刷方式、开闸流量以及闸门调控过程的调度方案的模拟计算,研究闸门调度方案对闸下河道冲刷效果的影响,分析河道冲淤分布、河道冲刷总量和冲刷效率变化规律.研究结果表明:河道的冲刷总量与开闸流量成正相关,但受河道地形的控导作用,河道各段冲淤分布不均.采用大流量径流冲淤时,连续开闸方式可使河道冲刷效率更高;但采用小流量径流冲淤或纳潮冲淤时,非连续开闸方式可显著提高河道冲刷效率.     

钱塘江杭州段边滩最大冲刷预测

边滩冲刷计算属于局部冲刷问题，目前尚无成熟的方法，通常采用的河相关系、水力学公式、比尺模型等手段，在河口地区因水流条件复杂多变，计算结果与实际情况出入较大．本通过对大量实测资料分析钱塘江杭州河段河床演变特点，根据影响河床冲淤的因素运用多元回归方法计算得到主槽最大冲刷，再利用主槽-滩地高程的实际相关关系得到滩地可能最大冲深，结果较为可靠。     

论三峡水库下游的河床冲淤变化

回顾和分析了三峡建库前后坝下游汉口以上河段的冲淤情况，通过分析丹江口、三门峡等水库下游实测资料表明，在水库下游河床冲刷、沙量恢复过程中，各粒径组输沙量均不会超出建库前水平，这是与河床边界、河型等因素无关的一般性规律，目前三峡水库下游冲淤计算成果与其他水库下游的冲淤规律存在矛盾之处，汉口以上河段冲淤情况以及对防洪的影响值得商榷。