沈河水库泥砂淤积严重的原因及对策

我国北方多泥沙河道上所建的水库工程均存在淤积问题,多数水库因淤积严重已影响到了水库效益的发挥.本文着重分析了沋河水库淤积的危害及成因,提出了流域水保治理、异重流排沙、水库加坝增容等对策.     

沋河水库泥砂淤积严重的原因及对策

我国北方多泥沙河道上所建的水库工程均存在淤积问题,多数水库因淤积严重已影响到了水库效益的发挥。本文着重分析了沋河水库淤积的危害及成因,提出了流域水保治理、异重流排沙、水库加坝增容等对策。     

少沙河流泥沙絮凝与异重流

通过现场实测资料分析和试验，对少沙河流粘性细颗粒泥沙絮凝体大小进行初步探讨，说明絮凝不仅促使少沙河流粘性细颗粒泥沙大幅度淤积，而且对水库异重流的产生具有促进作用；合理利用异重流排沙是减少水库淤积的方法之一.     

关于三峡枢纽上游引航道布置的建议

三峡枢纽的年设计通航能力为5000万t，通航建筑物由永久船闸和升船机组成，上下游分别有2～3km的防淤隔离堤。关键技术问题为上游隔离堤内因船闸取水而产生的往复流涌浪将影响船舶的航行安全，取水及往复流和异重流产生的严重淤积；下游隔离堤内则主要是异重流淤积。     

滩涂促淤坝田中淤积三角形研究

在对条子泥促淤试验工程坝田内外冲淤情况一年多的观察与测量中,发现工程在1998年8月建成至10月间,坝田内形成了非常明显的淤积三角形,而在以后的观测中却没有出现,根据观测的资料,本文从潮流、地形、季节风以及淤积总趋势等方面对坝田内淤积三角形的形态特征、形成原因、发展变化及其对淤积效率的影响作了分析与研究,这对条子泥最佳淤方案的设计有重要的参考价值。     

黄河下游高含沙洪水冲淤特性及其调控对策初探

基于黄河下游实测资料,对高含沙洪水对下游各河段河槽淤积的影响进行了分析,认为来自河口镇至龙门区间的高含沙洪水是造成下游高村以上河段河槽淤积的主要原因,高村以下河段的汛期河槽淤积物甚至全部来自高含沙 洪水.降低含沙量、增大流量和提高细沙比例至70%～80%以上可显著减轻高含沙洪水对河槽的淤积,而这可通过调控水库排沙比来实现.进一步分析了水库排沙比与出库泥沙的含沙量与细沙比例的关系,建议小浪底水库对高含沙洪水的调控要控制其排沙比在50%.在河龙问粗泥沙集中来源区,由于其来水很少、来沙很多,可利用该区"沙随水来"的特点使河龙间洪水就地利用,以减少黄河高含沙洪水产生几率和入黄泥沙量.     

白沙水库—维泥沙数学模型及电厂取水方案计算

根据白沙水库的水沙运动特点和库区地形条件,考虑了悬移质、推移质泥沙及水库异重流因素建立了一维全沙不平衡非耦合数学模型．利用１９７９年～１９８７年连续９年的库区淤积量资料对模型进行了验证．在设计来水来沙及水库调节条件下,应用所建模型预演了未来３０年水库淤积对电厂取水口的影响．结果表明：白沙水库运行３０年后,输水洞上层闸门不会被淤死,仍能正常输水,保证电厂的取水发电．     

黄河下游高含沙洪水冲淤特性及其调控对策初探

基于黄河下游实测资料,对高含沙洪水对下游各河段河槽淤积的影响进行了分析,认为来自河口镇至龙门区间的高含沙洪水是造成下游高村以上河段河槽淤积的主要原因,高村以下河段的汛期河槽淤积物甚至全部来自高含沙洪水.降低含沙量、增大流量和提高细沙比例至70%~80%以上均可显著减轻高含沙洪水对河槽的淤积,而这可通过调控水库排沙比来实现.进一步分析了水库排沙比与出库泥沙的含沙量与细沙比例的关系,建议小浪底水库对高含沙洪水的调控要控制其排沙比在50%.在河龙间粗泥沙集中来源区,由于其来水很少、来沙很多,可利用该区"沙随水来"的特点使河龙间洪水就地利用,以减少黄河高含沙洪水产生几率和入黄泥沙量.     

白沙水库一维泥沙数学模型及电厂取水方案计算

根据白沙水库的水沙运动特点和库区地形条件，考虑了悬移质、推移质泥沙及水库异重流因素建立了一维全沙不平衡非耦合数学模型。利用１９７９年￣１９８７年连续９年的库区淤积量资料对模型进行了验证。在设计来水来沙及水库调节条件下，应用所建模型预演了未来３０年水库淤积对电厂职水口的影响。结果表明：白沙水库运行３０年后，输水洞上层闸门不会被淤死，仍能正常输水，保证电厂的取水发电。     

黄河中下游水库-河道-滩区水沙模拟系统的构建与应用

库区减淤和坝下游河道防洪是黄河中下游洪水管理需要统筹考虑的目标,为此建立了能够实现库区、下游河道和滩区联合模拟的水沙模拟系统.该系统由一维水库、一维河道、二维滩区3个子模型和水库调度模块组成.其中水库模型通过浑水明流与异重流控制方程的交替求解模拟异重流的形成、传播与出库过程.模拟系统中采用的控制方程充分考虑了水沙输移与河床变形之间的耦合作用,数值方法主要采用了具有激波捕捉能力的有限体积法,水库调度模块可以对多种调度模式自定义组合.模拟系统给出的2012年黄河调水调沙过程中小浪底库区水位变化,异重流演进,下游水文断面含沙量变化等计算结果与实测过程符合较好.通过坝下游一维河道模型和二维滩区模型的联合模拟,分析了兰考东明滩区漫滩洪水过程中植被阻力对演进速度和冲淤分布的影响.最后采用该系统模拟了小浪底水库运用条件下"1958"型洪水的演进过程,在防洪调度规则下小浪底水库最大下泄流量约9 000m~3/s,花园口洪峰流量削减了3 982m~3/s,库区及坝下游累计淤积量分别为3. 68×10~8t和1. 33×10~8t.因此该模拟系统可以为黄河中游水库优化调度,下游河道防洪工程建设以及蓄滞洪区运用提供科学依据.     

Numerical simulation on the evolution of sediment waves caused by turbidity currents

Interest in the forming mechanism of sediment waves increases recently because of its significance on submarine engineering, sedimentary dynamics and hydrocarbon reservoir prediction in deep water. In this paper, the time-averaged continuity equations and Reynolds-averaged Navier-Stokes equations are applied in the numerical simulation of fluid dynamics. The modeling results are used to illuminate the effects of topography on turbidity current and explore the origin of submarine sediment waves. The research results show that (1) deposition occurs firstly at the lower ramp due to the deceleration of fluid, increase of density, loss of flow capacity and longer duration of flow passage; (2) density increase at the upslope due to the local jam results in velocity decrease and pressure increase; (3) sediment waves begin to be formed and migrated toward upstream in an area far away from the source with in- crease of the turbidity events; (4) deposition becomes more slowly with decrease of grain sizes, but the shape and sequences of these deposits are controlled by topography, not grain size.     

整治工程影响下大清河航道水流泥沙冲淤分析

基于实测资料对大清河航道的水动力及泥沙特征进行了分析,从水流连续性方程,泥沙运动方程出发,建立了水动力泥沙二维数学模型,在此基础上对典型水沙条件下河道内水流、泥沙运动、航道选线及淤积预测进行了模拟研究。重点分析了工程整治后河道内流态、地形变化对航道冲淤的影响,对航道整治工程进行了评价。研究表明,大清河泥沙运动主要受径流携带的泥沙,河道地形影响,航道工程整治后仍保持上冲下淤的态势,水流归槽效应是航道主槽淤积的主要因素。     

三峡水库蓄水前后皇华城河段水流条件变化及泥沙冲淤分析

皇华城河段位于三峡水库常年回水区,下距三峡大坝354 km。河段平面形态呈"S"形,天然时期呈汛淤枯冲、具有年际间平衡特性。受三峡水库蓄水影响,皇华城河段水位大幅抬升,流速变缓,河势发生较大改变,导致泥沙大量落淤,已成为库区淤积最严重的河段之一。根据实测地形、来水来沙资料,通过统计分析和数学模型相结合的方法,分析了研究河段蓄水前后水流条件变化及泥沙冲淤特性,以及水力学条件变化与泥沙淤积的统计关系,初步预测了河段泥沙淤积的发展趋势。     

生物扰动对沉积物侵蚀和沉积的影响

海洋沉积物的侵蚀和沉积过程对海底地形地貌具有重要的作用,侵蚀和沉积速率的相对比值不仅影响沉积层的稳态过程,还能改变沉积层的理化属性。侵蚀和沉积过程涉及因素复杂,不仅包括物理因素(海流、潮汐、沉积物性质)、化学因素(浑浊度、间隙水的离子组成),还包括生物因素(海草、海藻的丰度以及生物扰动作用)。生物扰动是海洋生态学重要的研究内容之一,是水层-底栖界面的耦合过程中的关键生物影响因子。自20世纪50年代以来,生物扰动逐步得到重视,尤其是在水层-底栖界面耦合过程中的作用,并逐步由定性研究过渡到定量研究,进入室内生态模拟、现场测试和构建模型相结合的阶段。但生物扰动对沉积物侵蚀和沉积的影响研究起步相对较晚,10余年前才开始得到较多关注。本文综述生物扰动对沉积物侵蚀和沉积的影响,包括目前研究状况,常用的研究材料和方法以及研究热点,为今后深入研究关键生物种群的生物扰动对沉积物侵蚀的影响以及地形地貌的形成提供参考。     

廉洲湾水流动力场对北海港域泥沙运移的影响

根据廉洲湾海洋动力场形成机制探讨了北海港域泥沙运移趋势,廉洲湾潮流具有明显往复特点,落潮流大于涨潮流,有利于湾内冲刷深槽的形成,使北海港保持相对稳定或微淤状态,便在深槽以北开阔海我浪作用加速南流江夏季冲淡水携沙向外运移,甚至波及港口一带,形成不断外移趋势,湾内工程开发不当会加快湾内泥沙洄淤的速度。     

汕头市企望湾砂质海岸冲淤特征及原因分析

在汕头市企望湾布设8条沙滩地形监测断面,根据2014年3月至2015年8月的3次现场测量数据,分析了研究区域内砂质海岸的冲淤变化特征及其成因.分析发现研究区域内沙滩存在一定的季节性冲淤变化,沉积物分布受台风影响显著,纵向沿岸输沙仍是沙滩物质运动的主要方式.     

电解质对三峡库区泥沙Zeta电位及絮凝特性影响

三峡库区泥沙淤积及水环境问题一直被广泛关注,泥沙淤积量对入库泥沙量的占比逐年增大,对于通航、水库调水防洪能力、生态环境保护等都造成了负面影响.三峡库区泥沙淤积的主要原因是因为发生了絮凝沉降,而泥沙絮凝又与诸多因素有关,其中电解质是影响较大且较为复杂的因素.采用了一套自研的多层格栅絮凝沉降装置,通过多层格栅上下振动产生近似各向同性均匀紊流,来模拟三峡库区自然流态下泥沙的絮凝过程,并且分析在不同浓度的Nacl、MgCl2、CaCl2、AlCl3溶液中库区泥沙Zeta电位及絮凝特性的变化.结果表明:加入电解质可以改变泥沙颗粒的Zeta电位,并且随电解质浓度的增加,泥沙颗粒电位绝对值降低;4种电解质均可对三峡库区泥沙的Zeta电位造成影响,但不同价态及不同种类的离子对于Zeta电位的影响也有所不同;在动态水流条件下,电解质的投入对泥沙絮凝起明显的促进作用,并且这种促进作用同样与电解质种类有关.     

伶仃洋西槽洪季水沙纵向输移机制研究

根据2003年实测数据,运用物质纵向输移模式计算了丰水大潮期伶仃洋西槽的水量和泥沙纵向输移量,研究了伶仃洋西槽洪季水沙纵向输移机制及水量输移特征,并针对泥沙输移特征,用底层流速和含沙量的相位变化以及表底层盐度的变化对悬沙输移机制进行了分析.结果表明:伶仃洋西槽垂向环流发育,泥沙输移特征明显;径流、潮流变形以及盐淡水异重流是形成西槽水量输移的主要原因;潮流不对称性和底层泥沙再悬浮对潮汐捕集输沙的贡献明显,盐淡水混合和纵向水体梯度对垂向净环流输沙的贡献明显.