下荆江急弯段凸冲凹淤演变过程与机理

三峡工程运用后,下荆江急弯河段出现凸冲凹淤的弯道演变现象,威胁防洪与航运安全.下荆江8个弯道为急弯(相对曲率B/R>0.5), 6个急弯段的弯顶上游区域发生了明显的凸冲凹淤过程,且主要表现为凸岸边滩冲刷下切、河岸持续崩退,凹岸深槽回淤并形成长条形心滩,导致断面形态由不对称的三角形变为W形.本文采用水沙及实测流场资料,从水流流速重分布、来沙组成变化及河岸土体组成等3个方面研究了急弯段凸冲凹淤的演变机理.结果表明:(1)急弯段水流流速重分布规律有利于弯顶上游凸冲凹淤现象的形成,在弯顶上游段流速分布主要受曲率变化控制(贡献率占67%),导致主流长期偏靠并冲刷凸岸,凹岸流速较小且易形成水流分离区,利于泥沙落淤;(2)由于上游来沙量减少约82%,细沙比例减小,粗沙比例增加,导致弯顶上游凸岸边滩冲刷后,无法及时回淤,故凸岸边滩总体呈冲刷下切趋势,但粗沙可在流速较小的凹岸侧落淤形成心滩;(3)在凸冲凹淤过程长期作用下,河床横比降减小,曲率变化对流速横向分布的贡献率增大,主流继续向凸岸摆动,进一步促进了凸冲凹淤过程的发展.因此,在水沙条件相对稳定的情况下,下荆江急弯河段凸冲凹淤过程会继续发展,在...     

利用γ射线测定黄河泥沙含量

黄河是我国第二条大河,它从青藏高原的巴颜喀拉山奔腾而下一泻四千八百多公里,注入渤海湾,由于黄河的中上游流经水土流失严重的黄土高原,每年给下游带来十六亿吨的泥沙使河床淤积高于地面,解放前年年泛滥成灾,给黄河流域的人民带来很大危害。     

黄河中游粗沙区的范围、数量及其基岩产沙的研究

黄河下游每年约有4亿吨泥沙沉积在河道里,其中有2.8亿吨粒径大于0.05mm的粗泥沙,这部分泥沙是威胁黄河下游的根源之一,研究这部分泥沙来源区的范围、数量和产生的地层,对治理黄土高原和减少下游河道淤积有着重要的意义。     

来水来沙对潼关高程的影响及变化规律

研究了来水来沙变化对潼关高程的影响和变化规律. 结果发现, 潼关高程的升降取决于库区水流能量的大小, 汛末潼关高程与考虑前期水流和运用条件的线性叠加水流能量之间具有较好的相关关系. 在入库水量变化小、坝前水位变化大时, 水位对库区冲淤和潼关高程变化起主要作用; 相反, 如果坝前水位变化不大, 而来水量变幅较大, 则潼关高程变化和库区的泥沙冲淤主要受入库水沙条件的影响.     

黄河射流清淤船

黄河是中国泥沙最多的河流。1950年代建立的三门峡水库因考虑泥沙问题不周,大坝建成后,库区很快就被泥沙淤平。后来,中国工程技术人员凿开大坝上的排沙孔,才保证了电站的发电,但库区和库区到陕西潼关河段一直淤积严重。水利部决定采用机械清淤的方法,降低潼关高程,提高三门峡水电枢纽系统的综合利用效能。     

汉江丹江口水库下游游荡段河岸侵蚀及其在河床调整中的意义

河岸侵蚀是流水侵蚀作用的重要方面,对此已有不少学者进行过研究.冲积河流上修建水库之后,河流通过河床的下切与河宽的拓展来进行自身形态的调整,以与改变了的系统输入条件相适应.对于水库下游河床的下切,亦已有了不少研究成果,但对于水库下游河岸侵蚀的系统研究,国内外还很少见于报道.我们以汉江丹江口水库下游游荡河段(丹江口～钟祥)为例,对此进行了研究.     

澜沧江干流水电开发的下游泥沙响应

澜沧江梯级开发对下游河道泥沙过程的跨境生态效应,是该国际河流跨境水资源开发及其环境效应研究中的关键问题之一．文中利用澜沧江和下湄公河上下游两个紧邻的干流水文控制站允景洪水文站和清盛水文站1987-2003年实测泥沙序列,进行含沙量月序列过程线对比以及年序列相关回归分析、因果关系检验研究．结果表明:同位于大坝下游的两站虽均受已建水库调节流量的影响,但两站的来沙响应趋势不一致,年序列线性回归拟合程度不高;时间序列Granger因果关系分析也表明了,两站泥沙除了上游的允景洪最大悬移质泥沙含量变化是下游清盛最大悬移质泥沙含量变化的原因以外,年平均、年月平均最小泥沙过程无明显因果关系．这些方面的发现,对进一步研究澜沧江电站建设对下游泥沙变化以及跨境影响的科学评价提供了新的证据．     

我国流域侵蚀产沙的地带性特征

我国是一个幅员辽阔,自然地带齐全的国家,流水侵蚀产沙的强度具有十分悬殊的地域差异,可以从100t/km~2·a以下变化为10000t/km~2·a以上.流域侵蚀产沙的空间分布受何种规律的支配,其形成机理是什么,是我国河流学科中有待解决的重大理论问题.本研究以我国不同自然带700余个流域的资料分析为基础,初步证明我国侵蚀产沙的宏观地域分布具有纬度与经度地带性,其形成机理可以用著名的Langbein-Schumm定律来解释.     

长江口水下地形演变对三峡水库蓄水的响应

三峡水库蓄水对长江河口水下地形演变的影响,近年已日趋成为研究热点.但已有研究多受到水下地形数据范围和精度的限制,在一定程度上制约了长江口区域地形演变对三峡水库蓄水响应的客观认识.利用始于三峡蓄水前的2002年,截至2013年的5个代表性年份的长江口全区实测水下地形数据,通过构建水深-累积面积曲线和冲淤通量计算及与三峡水库和大通站输沙量的对比,揭示了三峡蓄水后长江口全区水下地形演变规律及其对三峡水库蓄水的响应,为判别三峡水库对长江口的影响提供了更客观和直接的证据.研究结果显示,长江口在三峡蓄水影响下的总体演化格局为:以?6.4 m水深线为界,近岸以淤积为主,远岸以侵蚀占主导,?19 m水深线以深水域水下地形相对稳定,受水动力影响较小.这种趋势到2013年发生显著变化,海床侵蚀明显加剧.总体而言,研究区于2002~2007年间发生由淤积主导向侵蚀为主的转变,且2007年后侵蚀趋势加剧,相比三峡蓄水前的2002年,2013年长江口侵蚀泥沙超过10亿t.2007~2011年间长江口冲淤量变化趋势与三峡水库出库输沙量及大通站年输沙量呈极好的线性正相关性,判别系数在0.99以上,说明2007年后三峡蓄水对长江口区域演化具有控制性作用,而2013年研究区海床侵蚀的加剧,还与长江口外和苏北海岸带泥沙补给受到限制有关.     

开都河流沙的秘密

<正>在我国境内,很多河流都存在着裹挟着大量泥沙向下游奔腾而去的情况,这种现象广义上被称为水土流失。其中最著名的是黄河,由于它在流经黄土高原时夹杂了大量黄沙而显现出黄色,因此得名。而我国新疆的开都河与之相比有过之而无不及。据说河中是沙随水动,甚至还会出现由水、沙共同形成的波涛和浪花。开都河也因此被称为"流沙河"。那么,开都河这种流沙的奇观是如何形成的,背后又隐藏着什么秘密呢?     

黄河下游游荡段滩岸土体组成及力学特性分析

黄河下游游荡段是下游河床冲淤变化的主要河段, 滩岸侵蚀是该河段清水冲刷期河床演变的一个重要特点, 其过程与滩岸土体组成及力学特性密切相关. 本文首先分析了花园口至高村游荡段近期的滩岸侵蚀情况, 然后对这一河段的 10 个典型滩岸进行了现场查勘与室内土工试验, 最后根据试验结果, 较为全面地揭示了游荡段滩岸土体组成, 而且深入分析了滩岸土体的力学特性, 定量地解释了游荡段滩岸侵蚀严重的两个原因. 结果表明, 游荡段大部分滩岸土体属于黏性土, 且具有较为明显的垂向分层结构; 滩岸土体因黏粒含量少、抗冲强度弱, 其起动切应力(0.1~0.3 Pa)比近岸平均水流切应力(2~3 Pa)小一个数量级, 故容易冲刷; 滩岸土体的抗剪强度随土体含水率增加而降低, 其凝聚力可由34 kPa急剧降低到4 kPa, 故滩岸土体容易在汛期发生崩塌.     

运用泥沙分析研究河流金属污染

由中国水利学会和国际水文计划中国国家委员会联合召开的第二次河流泥沙国际学术讨论会于1983年10月11日～16日在南京召开。会议有20多个国家60多位学者参加,国内有90多位泥沙专业工作者出席。在会上提交的论文有100余篇。主要包括五个方面的内容:1.冲积河流水力学;2.泥沙运动;3.河床演变;4.河道整治;5.河流模型试验及原型观测技术。河流泥沙问题的重要性毋庸置说。它造成水土流失,河流泛滥、改道,水库汙积,对国民经济与人民的生产、生活影响极大。是目前各国关心和研究的大课题。为此,本刊编辑参加了这次会议,现从中摘选5篇以供读者参考。     

长江河床演变和泥沙观测

由中国水利学会和国际水文计划中国国家委员会联合召开的第二次河流泥沙国际学术讨论会于1983年10月11日～16日在南京召开。会议有20多个国家60多位学者参加,国内有90多位泥沙专业工作者出席。在会上提交的论文有100余篇。主要包括五个方面的内容:1.冲积河流水力学;2.泥沙运动;3.河床演变;4.河道整治;5.河流模型试验及原型观测技术。河流泥沙问题的重要性毋庸置说。它造成水土流失,河流泛滥、改道,水库汙积,对国民经济与人民的生产、生活影响极大。是目前各国关心和研究的大课题。为此,本刊编辑参加了这次会议,现从中摘选5篇以供读者参考。     

云南水电站工程中的泥沙问题

由中国水利学会和国际水文计划中国国家委员会联合召开的第二次河流泥沙国际学术讨论会于1983年10月11日～16日在南京召开。会议有20多个国家60多位学者参加,国内有90多位泥沙专业工作者出席。在会上提交的论文有100余篇。主要包括五个方面的内容:1.冲积河流水力学;2.泥沙运动;3.河床演变;4.河道整治;5.河流模型试验及原型观测技术。河流泥沙问题的重要性毋庸置说。它造成水土流失,河流泛滥、改道,水库汙积,对国民经济与人民的生产、生活影响极大。是目前各国关心和研究的大课题。为此,本刊编辑参加了这次会议,现从中摘选5篇以供读者参考。     

中国江河的整治问题

由中国水利学会和国际水文计划中国国家委员会联合召开的第二次河流泥沙国际学术讨论会于1983年10月11日～16日在南京召开。会议有20多个国家60多位学者参加,国内有90多位泥沙专业工作者出席。在会上提交的论文有100余篇。主要包括五个方面的内容:1.冲积河流水力学;2.泥沙运动;3.河床演变;4.河道整治;5.河流模型试验及原型观测技术。河流泥沙问题的重要性毋庸置说。它造成水土流失,河流泛滥、改道,水库汙积,对国民经济与人民的生产、生活影响极大。是目前各国关心和研究的大课题。为此,本刊编辑参加了这次会议,现从中摘选5篇以供读者参考。     

黄河下游河道演变和黄土高原侵蚀的关系

由中国水利学会和国际水文计划中国国家委员会联合召开的第二次河流泥沙国际学术讨论会于1983年10月11日～16日在南京召开。会议有20多个国家60多位学者参加,国内有90多位泥沙专业工作者出席。在会上提交的论文有100余篇。主要包括五个方面的内容:1.冲积河流水力学;2.泥沙运动;3.河床演变;4.河道整治;5.河流模型试验及原型观测技术。河流泥沙问题的重要性毋庸置说。它造成水土流失,河流泛滥、改道,水库汙积,对国民经济与人民的生产、生活影响极大。是目前各国关心和研究的大课题。为此,本刊编辑参加了这次会议,现从中摘选5篇以供读者参考。     

长江三峡大宁河流域大昌地区环境考古

长江三峡大宁河流域大昌段河流两岸考古遗址的环境考古研究表明,史前和历史时期河床演变对考古遗址的分布具有一定的影响,制约着古人类活动和古文化发展.野外调查、年代测定、100块河床砾石古流向分析以及考古发掘结果,揭示了大宁河大昌段河床早期可能发育于双堰塘一带,大概30kaBP后开始逐步向西摆动,直至现在的位置.随着河床逐渐向西摆动,大宁河大昌地区古文化中心也发生多次迁移.西周时期,大宁河东岸是先民主要居住区,汉代时期,随着河床逐渐向西摆动,先民生活范围不再局限于河流东岸,文化中心西移,张家湾遗址区则成为汉代先民主要居住区.汉代后期,该区发生洪水泛滥,迫使先民由低处迁往高处,汉晋墓葬由于河床西移和数次洪水冲刷,其表层松散沉积物已被冲刷殆尽,而出露于现在河床东岸的河漫滩上.     

雅鲁藏布江中下游流域地貌差异演化的岩屑磷灰石裂变径迹证据

以西藏米林派为分界点, 雅鲁藏布江中下游显示了截然不同的河流特性, 下游的雅鲁藏布大峡谷作为世界第一大峡谷, 围绕南迦巴瓦峰形成了马蹄形大拐弯, 与中游的宽谷河道显著不同. 分析了雅鲁藏布大峡谷上游米林河段和大峡谷下游地东河段的河床砂岩屑磷灰石裂变径迹(AFT)数据结果. 分析显示, 米林河段AFT年龄集中在10.7和26.8 Ma, 地东河段AFT显示年龄集中在2.5, 7.1和12.6 Ma. 由于河床砂岩屑是上游方向裂点向下到岩屑沉积点之间流域地质体经剥蚀和水流分选平均后的产物, 据此可以推定, 米林上游到加查河段流域的地质体和大峡谷下游地东以上到直白河段流域的地质体经历了不同的冷却历史. 从统计的结果上看, 米林以上到加查的中游河段地质体经历了两个不同阶段的冷却, 分别为10.7和26.8 Ma前后, 雅鲁藏布大峡谷所在流域地质体的冷却主要发生于2.5 Ma前后, 这一结果证实, 以南迦巴瓦峰为核心的东喜马拉雅构造结在2.5 Ma以来经历了快速和独特的构造地貌演化过程. 雅鲁藏布大峡谷与雅鲁藏布江中游河段的流域属于相同的大地构造单元, 即冈底斯岩带、雅鲁藏布缝合带和特提斯喜马拉雅带. 但是, 二者热史演化的迥然差异显示, 雅鲁藏布大峡谷河段流域地质体在2.5 Ma以来的冷却过程似乎不是区域构造作用的结果, 显示其可能与气候因素引起的强烈剥蚀作用密切相关.     

珠江水体悬浮物的表观年龄与流域侵蚀

以1998, 2000, 2005年所取的珠江水体悬浮物为研究对象, 对其碳同位素组成(¹⁴C, ¹³C)及表观年龄(下文简称年龄)进行了测算和研究. 结果表明, 珠江水体悬浮物颗粒有机碳(POC)是以现代碳为主并含有少量“老碳”的混合体; 其年龄介于540~2050 a BP之间, 其中西江、北江悬浮物POC年龄相对较老, 东江悬浮物POC年龄构成较为离散——既有较年轻的样品, 又有较年老的样品, 但以年轻的为主. 悬浮物POCδ¹³C和Δ¹⁴C间呈类似正相关关系, 这一关系实质上反映了流域土壤和母岩有机质在悬浮物中的构成, 是流域内15~30 cm以下剖面土壤有机碳同位素组成在河流悬浮物中的体现, 反映了河流有机质的土壤来源深度; 而流域内表层的土壤有机质因处于不稳定状态, 进入河流后很快就被分解掉, 难以表现出来. 珠江流域中, 土壤侵蚀以西江流域较重, 东江流域较轻.     

海河流域二元水循环模式及其演化规律

海河流域是我国乃至世界上受人类活动干扰最强烈的区域, 其水循环的二元演化特征十分明显, 水资源的利用和循环转化关系极为复杂. 社会(侧支)水循环通量的膨胀几乎吸干了所有的天然径流, 工业、农业及生活排污致使水质严重恶化, 流域呈现出有河皆干、有水皆污的局面. 传统的以天然水循环为主的“实测-还原”研究模式已不能适应现代水资源研究的需要. 以海河流域为原型对象, 通过科学抽象和理性思考, 勾勒出了二元水循环模式的系统图景, 分析了二元水循环的关键要素、平衡方程以及演变历程. 应用建立的二元水循环模式理论, 通过收集最新的数据资料, 研究了海河流域二元水循环十项关键要素的演化规律, 并在此基础上提出了海河流域的健康水循环模式及其调控方向.