黄河下游河道输沙用水量研究

从上游来水来沙状态、下游河道输沙目标、下游河道水流输沙能力和水利枢纽调控调度4个层次分析了黄河下游河道输沙用水效率。根据1950－1997年期间的实测资料，分别讨论了黄河下游不同河段在自然、受控、复杂和异常状态下的输沙用水量。在各种状态下根据河道和输沙特性的差异，分别按照均衡和平衡输沙目标计算了下游河道输沙用水量。在设定输沙目标下，以年内不同时段水流挟沙能力为依据，对比了可能提高输沙用水效率的不同调控方案，例如在汛期或7－8月输送全年泥沙的方案等，以便减少黄河下游输沙用水量并缓解黄河水资源的紧张趋势。这些方案有可能通过水利工程枢纽的调控来实现，为此中给出了不同状态下均衡、平均输沙用水量可调控的阈值。     

如东海区沙滩泥沙起动实验研究

通过波浪水槽实验对如东海区沙滩泥沙进行起动实验，并通过实验现象和分析规范了泥沙起动标准，在水流作用下，当泥沙开始形成沙纹时，定义为普遍起动；在波浪和波流共同作用下，在沙纹形成后，沙纹峰顶泥沙作小位移运动时，判定为泥沙临界起动。同时提出输沙起动及判别标准，即在沙纹形成后，沙纹中轴线以上泥沙全部处于运动时，判定为输沙临界起动。     

河流入海泥沙对中国海岸带地貌发育的影响

估算我国河流每年向海输沙达22亿吨左右,其中渤海容纳总量的66.5％,东海27.7％,南海5.5％,黄海0.3％。黄河输沙约占一半,小于4φ的颗粒达80—90％,泥沙扩散较远,从而对我国长江口以北的海岸和浅海水域有举足轻重的影响。我国沿岸各地貌的类型,规模和特点明显地受到各河流入海泥沙的数量和性状的影响,而河流输沙口,即河口的迁移则制约了地貌发育的态势。当输沙口向海延伸或向陆退缩时,以三角洲为核心的地貌组合发生整体迂移,可造成新、老地貌组合互相叠加现象,这是一种渐变过程。当河流输沙口在较大范围内摆动时,就导致了入海泥沙在空间上的突然转换,原河口附近的堆积地貌组合因受侵蚀而退化,而在新河口处开始发育新的堆积地貌组合,其过程     

三峡水利枢纽工程应用基础研究的重要进展

三峡水利枢纽是治理长江的战略性工程，无论是工程的总体规模，还是某些单项工程都是国内外罕见的，其技术难度也是世界上少有的。其中很多科学技术问题是国内外水利科技工作极为关心的，如水库泥沙问题、世界上最大的船闸及通航可靠度问题、库区及船闸开挖时的岩石高边坡稳定问题、巨型工程的原材料问题以及现代化施工管理和安全监测及反馈设计问题等等。国家自然科学基金委员会和长江三峡工程开发总公司针对上述问题，组织了全国17个科研单位和高等院校，进行了5年的艰苦攻关，取得了巨大的成就。其中有些成果已应用于三峡工程，还有许多成果具有广泛的推广意义。中从重大项目“三峡水利枢纽工程几个关键问题的应用基础研究”内容的5个方面，详细介绍了该项目研究取得的进展，旨在通过广泛宣传，使其发挥更多的经济效益和社会效益。     

受水利工程影响水文站输沙率间测方案探讨

本文以高道站受飞来峡水利枢纽建成前后的输沙率间测资料分析为例,试图探求一种既能保证输沙测验精度、不受测站特性变化影响,又能简化测验流程、提高工作效率的测验方法。     

浅水波作用下的推移质输沙

采用Stokes二阶非线性波理论,考虑浅水波轨迹速度不对称性的特点,给出了浅水波作用下推移质输沙率的计算公式和计算方法,该公式为(?)_(f,b)=12.5Ψ_(mf,b)~3,可以分别求得顺波向和逆波向的推移质输沙率,从而得到浅水波作用下的推移质净输沙率。研究成果得到了实验资料的支持,结果是令人满意的。     

利用沙波运动估算推移质输沙率的误差分析

通过沙波运动估算推移质输沙率的方程分析,论证误差的主要来源不是推移质泥沙和悬移质泥沙之间的交换,而是由波谷附近涡流区的逆向推移造成的。涡流区的长度决定着误差的大小和正负。因此误差的大小和沉积物粒度没有直接的关系,但是和流速有关。     

黄河下游洪水调控指标研究

依据200余场次洪水观测资料,应用统计分析、实体模型试验和数学模型计算等方法,对洪水按漫滩程度、水流含沙量高低、流量过程线形态特征和洪峰与沙峰相位差进行了分类;分析了塑造主槽的洪水关键因子;研究了黄河下游洪水过程调控关键技术指标。研究表明,黄河下游河槽高效输沙和塑造主槽作用较大的平滩流量约为4000m3/s,流量为4000m3/s条件下的洪水输送的临界含沙量为50kg/m3;对于不漫滩洪水,首选方案应按当时主槽的平滩流量控制,且平滩流量下的洪水流量过程以接近矩形波过程较好,峰前水量占洪水总水量的25%以上,洪水历时不小于7d;对于漫滩洪水,应控制洪峰流量大于平滩流量的1.5倍且大于洪水平均流量的1.2倍,同时应尽量控制洪水涨水期水量与洪水总水量之比不小于0.5,并保持洪峰与沙峰同步运行,洪水历时不小于7d;洪水调控分组含沙量大小主要取决于悬沙及床沙的级配;洪水来沙系数的调控指标视洪水类型而异,不漫滩洪水为0.012kg·s/m6,漫滩洪水为0.015kg·s/m6,同时还应控制分组泥沙的来沙系数。     

论黄河调水调沙

首先从7个方面论述了黄河调水调沙的理论根据和实践基础,包括黄河下游输沙能力表达、堆积性与洪峰期间的巨大输沙能力、河道的游荡多变与平衡趋向性、“多来多排”的根据及利用、“冲河南（段）,淤山东限）”及其相反、第二造床流量与平滩流量、下游排沙比与水库排沙比关系以及拦粗排细等．接着,根据6年来调水调沙的实践,阐述了5个方面的主要效益：加大了入海沙量;降低了洪水位;扩大了主槽和加大了平滩流量;增加了山东河段冲刷比例,没有发生“冲河南（段）,淤山东（段）”;改善了小浪底水库变动回水区淤积部位,促进了异重流和浑水水库排出．尤其是加大了平滩流量,其最小值从1800m^3／s加大到3500m^3／s．利用调水调沙,大幅度改善了900km的河道,这在世界治河史上是创举．最后,分析了黄河调水调沙的巨大潜力,若能充分发挥,有可能利用75％的来水,排走全部来沙．     

小流域中-低频泥石流与山洪输沙比例的讨论:以金沙江支流海子沟为例

泥石流山洪输沙比是工程防治设计的重要参数。本文以金沙江支流海子沟为例,调访了近115a的泥石流活动历史,查明了1996年一次最大规模泥石流运动参数,采用雨洪法计算了不同的泥石流发生频率下泥石流的流量、总量。通过对1899年至今海子沟堰塞坝泥沙淤积的测定,得出海子沟流域每年泥沙淤积量为1.23×10~5 m~3,总输沙量为1.42×107 m~3,流域平均剥蚀速率为1.5mm/a。由不同泥石流频率下海子沟泥石流的固体物质总量,计算出自1963年以来海子沟泥石流输沙量为1.67×10~6 m~3,而此期间山洪泥石流的总输沙量为6.65×10~6 m~3,由此确定海子沟泥石流的输沙量占山洪泥石流输沙总量的25%。而官坝河泥石流、白龙江流域泥石流、蒋家沟泥石流输沙量分别占总输沙量的29.5%、62.9%、99%,泥石流输沙量随着泥石流频率的增加而增加。高频率泥石流工程拦挡仅考虑泥石流输沙量;类似白龙江流域松散固体物质丰富的半干旱气候区泥石流防治拦挡工程需考虑山洪输沙量;而类似官坝河、海子沟中等频率的泥石流沟,需更多考虑山洪输沙量。     

流域泥沙过程模拟中的河道输沙计算

全流域的水沙过程包括降雨产流、汇流的全过程，以及泥沙侵蚀、输移、沉积的不同运动形态．对这一物理过程的全面描述有其必要性和现实意义．在数字流域中，将流域水沙过程概化为坡面产流产沙、沟坡区重力侵蚀、沟道水沙运动及河道水沙输运四部分．其中，前三部分的计算能为中下游河道水沙计算提供入口边界条件．本文对前三部分的内容只作简要介绍，重点以一维水动力学模型为工具，以1977年为典型年，完成了流域泥沙过程模拟过程中干流河道输沙计算，并对龙门站的预测水沙过程和实测水沙过程龙门一三门峡河段进行了演算和对比．结果表明，用预测龙门站水沙过程计算中下游河道的水沙演进是可行的．     

长江口北槽悬沙输移机理分析

运用通量机制分解法对长江口北槽深水航道的实测水文泥沙资料进行了分析,将悬沙通量分解成了8个动力项,从平流输沙、潮泵效应输沙和垂向净环流输沙三方面综合分析了长江口北槽的悬沙输移特征。研究结果表明:在水文资料实测年份时,北槽输沙主要来源于上游来沙;平流输沙项占总体净输沙的比重最大;潮泵输沙所占比例较小;航道内的各测点的垂向净环流输沙主要受欧拉余流控制;深水区悬沙含量垂向变化明显,河口浅水区,表底余流方向不同,垂向净环流输沙作用增强。     

泥沙输移对长江中游水位抬升的影响

通过对长江干流宜昌至汉口河段及与洞庭湖区泥沙输移变化的综合分析,得到了三口分流分沙逐年减少是造成洞庭湖区淤积速率减小和螺山至汉口河段淤积速率增大的主要原因,也是造成长江干流监利至螺山河段水位逐年抬升、洞庭湖区的洪水调节能力大幅度下降的主要原因等结论．按照因势利导的治理原则,荆江及洞庭湖的近期治理策略应是淤积围垸减少河道淤积、疏浚河道、加固干堤．     

广州珠江感潮河网水流泥沙数值模拟

 基于EFDC模型,构建了广州珠江河网三维水动力与泥沙数学模型。通过1999年7月和2001年2月典型洪、枯季实例验证,表明模型能够较好地反映广州珠江河网水流及泥沙输运过程。输沙过程模拟结果表明,平洲水道至后航道是悬浮泥沙输移的主要路径;冲淤模拟结果表明,21世纪初期广州珠江河网主要表现为“枯冲洪淤”特点,并且河网呈缓慢淤积趋势,年均速率约为2.0 cm/a。各河段中,南航道、沥滘水道是主要的淤积河段,而沙贝海、前航道上段及新造水道是主要冲刷河段。     

Reconstruction of flood events over the last 150 years in the lower reaches of the Changjiang River

The reconstruction of paleofloods in the Holocene has become one research highlight for the present global change study. The core sediments from one newly-emerged bar in the lower Changjiang River (Yangtze River) mainstream were collected for grain size and organic elemental measurements, with aim to reconstruct the flood events over the past 150 years. Major grain size parameters such as mean grain size, probability cumulative curve and C-M diagram of the core sediments clearly indicate the flood event deposition. Furthermore, the TOC/TN ratios in the sediments can indicate flood events considering that during the flash floods, strong surface erosion in the upper and lower reaches of the Changjiang River can transport a large amount of undecomposed plant debris and organic components with relatively low C/N ratios into the lower mainstream. Based on 210Pb dating and sedimentary geochemical results, the research profile recorded several large floods happened from 1850 to 1954, which agrees well with the historical documents and hydrological observations. Interesting to note that the flood events since the 1960s cannot be distinctly recognized on the basis of sediment grain size and organic elemental compositions of the profile, which mainly reflects the intensive human activities over the last fifty years, especially condense dam construction, have significantly changed the characters of suspended sediment into the lower mainstream.     

黄河小浪底段古洪水沉积与古洪水水位的初步研究

在黄河小浪底河段的古洪水研究中，确定了古洪水平流沉积的基本特征，发现像黄河这样高含沙量河流的洪水平流沉积的尖灭端与洪痕一般高。本研究可以提高洪水研究的可靠性和精度度。     

黄土丘陵沟壑区降雨产流产沙特性及治理模式

根据径流实验站的实测资料分析了黄土丘陵沟壑区典型沟道小流域的降雨径流特性 :该地区均为短历时的超渗产流 ,次产流降雨历时小于 70 m in,相应的径流量小于5 0 m m。根据极限含沙量的概念 ,在小流域内减少汛期径流就能有效地控制水土流失。通过坡改梯和淤地坝等水土保持措施 ,可以有效地拦蓄汛期径流 ,从而显著减少黄河中游多沙粗沙区进入黄河干流的泥沙 ,减缓来沙量大于水流挟沙力的矛盾 ,使危害黄河的灾害泥沙保留在坡面上和小沟道内而成为资源泥沙