三峡水库蓄水后荆江三口分流比估算

笔者根据近50年来的实测资料,分析了三口分流比变化的原因．在1955-1990年期间三口分流比递减,主要原因是荆江河段水位下降以及三口口门淤积;而在1990-2004年期间三口分流比基本变化不大,主要原因是荆江河段水位以及三口口门冲淤均变化不大、三峡蓄水以后,长江干流含沙量将会大幅度减少,笔者结合三峡蓄水以来的实测数据预测了蓄水20年后荆江河段的水位变化．在此基础上,计算了三口口门冲刷深度以及分流比的变化．结果表明,荆江河段中、高水位下降幅度有限,三口口门河床高程下降幅度较大,因而三口分流比将不会减少．     

三峡建库后荆江三口分流的变化

根据近50年来的实测资料,分析了三口分流变化的原因,得到了影响三口分流最主要的因素是荆江河段水位变化以及三口分流洪道冲淤变化,而近期造成这些变化的主要原因是长江干流水沙变化.其中,在1955-1990年期间,荆江河段水位下降、三口分流洪道淤积导致三口分流比急剧递减;1990年至蓄水前,荆江河段水位、三口分流洪道冲淤均变化不大,三口分流比也基本变化不大.三峡蓄水以后,长江干流含沙量将会大幅度地减少,本文结合三峡水库下泄水沙过程及下游河道冲刷的研究成果,估算了三峡水库运行20年后三口分流洪道的冲刷深度以及分流比变化.结果表明:三峡建库20年后,荆江河段中、高水位下降幅度有限,三口分流洪道河床高程下降幅度较大,因而三口分流比将不会减少.     

分汊河道分沙的三维数值模型

为分析汊道口门处水流结构对悬移质分沙的影响,采用带旋流修正的k-ε双方程紊流模型,对分汊河道分流口门处的三维水流结构进行精确计算,并在此基础上,采用可考虑相间滑移的混相流模型对不同形态分汊河道的悬移质分沙进行计算。计算结果显示了分汊口门处表底层水流的差异及横向环流的存在等现象,与前人的实验值吻合良好。计算结果表明,分汊口门处的环流强弱和悬移质垂线分布是影响汊道分沙比与分流比关系的主要因素。     

整治工程后长江口南北槽的分流分沙季节特征

利用2009年2,4,8和11月共4次长江口南北槽的全潮水文泥沙测验数据,分析全年4个季节期间长江口南北槽的分流、分沙特征.结果表明:南槽的分流比、分沙比均大于北槽的分流比、分沙比,进入南港河道的水流、泥沙通过南槽的通量大于其通过北槽的通量.在春夏秋3个季节,南北槽均处于由陆向海输运格局;在冬季,南槽处于由海向陆输移状态,泥沙更易于南槽落淤,而北槽处于由陆向海净输移状态.与2006年,2007年冬季相比较,长江口三期整治工程实施后,北槽的水动力作用进一步加强.     

长江口洪季南北槽落潮分流分沙比观测研究

基于2015年洪季水文观测资料,分析了长江口洪季北槽大小潮期间落潮分流和分沙特征,及其差异和原因.观测结果显示:北槽大潮和小潮落潮分流比均值分别为41.9%和43.1%,大潮和小潮落潮分沙比均值分别为35.1%和39.0%,大小潮差异较小,故大潮落潮分沙情况可近似代表当月落潮分沙情况.大小潮期间北槽落潮分沙比与南北槽断面平均流速之比、断面平均含沙量之比和断面面积之比有关,而观测结果显示大小潮周期内南北槽断面面积比值、断面含沙量比值、断面流速比值均无较大差异.因此,大小潮北槽落潮分流和分沙情况差异不大.     

近期界牌河段河床调整及其对航道条件的影响

三峡水库蓄水运行后长江中游界牌河段河床冲刷剧烈,河床形态相应调整.基于实测水沙、断面地形及遥感影像等资料,采用河段平均的统计分析方法及一维水动力学模型,分析了界牌段河床平面及断面形态的变化过程,主要包括洲滩变形及深泓摆动、平滩河槽形态调整及其对前期水沙条件的响应、枯水期南门洲汊道分流比调整及其对宽深比的影响.平面变形结果表明:新河脑以下新洲洲体冲刷剧烈,洲体呈左摆趋势;南门洲有小幅度冲刷,洲体面积较2001年减小4.3%;石码头—赤壁山段于2006年出现长约2.16km的心滩,河型有由单一段边滩转化为分汊段趋势;近期界牌段深泓摆动剧烈,河段尺度的平均深泓摆幅达45.72m/a(2003～2016年).断面变形结果表明:受大规模护岸工程控制,近期界牌河段的平滩河宽整体保持稳定,河床以冲深下切为主,河段平滩水深累计增加1.4m,河段平滩面积增大约9.4%,且二者的调整均受前期水沙条件控制;枯水期南门洲汊道分流比变化剧烈,右汊分流比由2003年的39.04%增至2016年的83.95%,相应枯水河槽宽深比由2003年的5.41减至2016年的3.04,故三峡工程运用后南门洲汊道主支汊发生易位,右汊航道条件改善,且枯水期分流比对河槽宽深比影响显著,二者基本呈负相关.本研究定量地分析了三峡工程运用后界牌河段平面形态的调整特点,以及平滩与枯水河槽的变化规律,研究成果有助于解决该河段的防洪及航运问题.     

济宁煤田二号井田3下煤层顶板沉积格架及冲刷规律

济宁二号井田3下煤层顶板沉积属上三角洲沉积.分流河道、决口扇、决口河道非常发育,由此构成了以弯曲的分流河道为主体,配置以决口扇、决口河道及分流间湾的沉积格架.通过对井下大量揭露巷道的实际观测及运用现代河流沉积理论的推演,找到了以水道规模和水道形态为主的影响3下煤层冲刷的诸因素,并从冲刷带形态、出现部位和冲刷深度变化趋势等方面总结出了该井田3下煤层的冲刷规律.     

三峡工程蓄水运用后水库泥沙淤积及坝下游河道冲刷分析

根据三峡工程蓄水运用后的实测资料,简述三峡库区泥沙淤积、坝下游河道冲刷,并与论证阶段的研究成果进行对比。分析认为三峡工程蓄水运用8年,水库泥沙淤积及坝下游河道冲刷等出现的情况尚在原预测范围之内,表明原预测的研究成果可行;本次实测与预测对比,在时间上略显短促,仍需今后观测并作进一步对比;今后应加强原型观测及有关研究工作。     

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.     

三峡建库后下荆江连续急弯河段冲淤时空分布及其影响因素

利用熊家洲-城陵矶河段2002～2018年5个年份的实测地形、监利站水沙数据分4个时段研究了下荆江连续急弯河段整体冲淤特征、弯道段与顺直过渡段等不同区域冲淤变化时空差异及其影响因素.结果表明：三峡建库后熊家洲-城陵矶河段年均冲刷厚度0.1m/a, 2002～2006年为滩冲槽淤,2006～2013年为滩淤槽冲,2013年以来为滩槽均冲.从空间变化看,八姓洲西侧顺直过渡段冲刷最大,为0.21m/a.顺直过渡段年均冲刷厚度大于弯道段,且弯道段及顺直过渡段冲刷强度均沿程减弱.来沙量减小和年内流量过程变化是冲淤时间差异的主因,流量过程变化的作用在2013年后增强.河道初始滩槽格局是冲淤空间差异性的关键因素,八姓洲西侧顺直过渡段较长且断面宽深比较大为深泓线摆动提供了较充足空间,而七弓岭、观音洲等弯道和江湖汇流区出口段深槽的长期稳定存在有助于归顺上游河段主流变化.研究成果将加深对冲刷条件下天然连续急弯河道演变规律的认识,为下荆江尾闾段河势控制以及保障防洪、通航安全提供科学依据.     

赣江尾闾多级分汊河道分流影响因素及联动响应分析

基于赣江尾闾综合整治模型,分析不同试验条件和工程措施下多级分汊河道分流特点,探讨多级分汊河道联动响应规律。试验结果表明:上游来流量、分汊口地形、洲头位置、支流进水口门地形及各支流水面比降对分汊口分流特性将产生不同程度的影响;改变影响某一分汊口分流特性的影响因素,除对该分汊口分流比有影响之外,相邻分汊口将会产生联动响应,使得相邻分汊口的分流特点发生改变。     

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.     

浅析跨河桥梁对河道的冲刷

自然河道上修建桥梁,对河道冲刷产生一定影响,主要为一般冲刷和局部冲刷.文章简要介绍了跨河桥梁建设对河道冲刷影响的计算方法,并以G3高速派河大桥为例,分三种情况分析了有无老桥影响下的河道冲刷影响和桥梁本身的影响.     

洞庭湖水沙阶段性演变特征及驱动因素分析

【目的】通过分析洞庭湖三口年断流天数及同流量水位变化情况,研究其与径流量及输沙量之间的相互关系;结合水利工程建设情况,探究人类活动对洞庭湖水沙变化的影响。【方法】基于洞庭湖出入湖主要控制站1961—2017年实测水沙数据,采用Mann-Kendall检验法及Pettitt突变检验法分时段分析洞庭湖出入湖水沙演变特征。【结果】1）三口年均径流量持续减少,三口年径流量及汛期径流量在1985年左右发生显著突变。三口五站同流量水位抬高明显,三口输沙量随分流量的减少而减少,藕池口的输沙量下降幅度最大,三口总入湖输沙量在1990年发生显著突变;2）四水径流量未发生明显变化,但年输沙量和汛期输沙量均在1985年以后呈显著减少趋势;3）洞庭湖出入湖总径流量呈减少趋势,出入湖年输沙量呈显著减少趋势,出湖年输沙量的减少速度相对较慢,尤其是在2008年以后,出湖输沙量比入湖的多。【结论】下荆江裁弯、葛洲坝枢纽、三峡工程以及四水控制性工程的建设是造成洞庭湖水沙过程发生变化的主要原因。其中,三峡水库的运行使得三口分沙及太平口、藕池口非汛期分流量减少幅度达90.0%以上。四水水沙变化受湖南省大中型水库建设的影响较...     

三峡工程对长江口南汇边滩近期演变影响初步预测

利用DELFT3D模型建立了长江口二维泥沙数学模型,通过实测水文泥沙资料对模型进行了验证.在此基础上,分别将上游洪、枯季流量概化和外海典型潮波组合,建立了长期冲淤模型.通过10年实测地形资料对模型进行的验证,显示该模型较好地模拟了长江口水沙运动以及长期冲淤演变过程.考虑三峡工程蓄水后上游来水来沙的变化,对近期南汇边滩的演变趋势给出预测,结果显示:三峡工程实施之后的5～20年,南汇边滩发育基本稳定,上游来沙量的减少不会造成大幅度冲刷,边滩整体继续向东南方向演变.     

三峡工程蓄水后荆江沙质河段河床演变及对航道的影响

分析了三峡工程蓄水以来荆江沙质河段不同类型河床的演变特性,预测计算了水库下游河床冲刷过程,进而探讨了河床演变趋势及其对航道的影响.资料分析表明,蓄水初期,上荆江深泓下切明显,但分汊放宽段航深不足问题突出;下荆江深泓冲淤相间,长顺直(微弯)河段的深槽过渡段下移,弯道进口处水流较分散,致使航槽不稳定.基于数学模型计算结果预测,蓄水5—10年,太平口—藕池口河段发生强烈冲刷,分汊放宽段中枯水河槽更宽浅,致使航道条件恶化,而且,支汊发展会影响主汊的通航条件;藕池口以下处于冲刷初期,过渡段浅滩碍航与否主要与退水过程有关,但弯道发展将使航槽位置发生变动.蓄水15—20年,藕池口以上冲刷基本完成,上荆江微弯分汊河型趋于稳定;藕池口以下发生强烈冲刷,过渡段浅滩高程降低,有利于航深的增加,弯道可能出现局部撇弯,致使航槽移位.     

长江河口南北槽分流口工程及瑞丰沙地形变化对分流比的影响

分析了南北槽分流口河段的地形特征及其在人类活动影响之下的演变过程,利用高分辨率FVCOM模型研究了分流口潜堤工程的修建、潜堤方向的偏转以及分流口上段瑞丰沙地形变化等因素对南北槽落潮分流比的影响.结果显示,现有的分流口潜堤对北槽落潮分流比的影响较小.潜堤向北偏转时北槽落潮分流比减小,向南偏转时增加,潜堤向南偏转对分流比的影响大于北偏.瑞丰沙中沙基本消失、下沙萎缩及南港主流的北偏有利于水流进入北槽,从而明显增加北槽上段面落潮分流比.而由于横沙通道对水通量的调节,北槽下断面落潮分流比增加甚微.     

拟建朝阳大桥对赣江河段水流影响分析研究

桥墩会改变桥址河段的流场,产生壅水和涡旋,阻碍河道行洪,所以大型桥梁在建设前必须论证其对河道的影响程度.使用Delft3D建立了赣江河道平面二维非恒定流数学模型,并使用原形观测数据对模型进行了参数率定和验证.开展了拟建朝阳大桥对赣江河道综合影响的研究,对大桥建设前后赣江河段的水位、流速和赣江东西两汊分流比的变化进行了数值模拟分析.计算结果表明:建桥后上游水位最大壅高0.07m,影响范围在桥上游约640m范围内;桥位上游流速略有减小,最大减小值为0.08m/s,桥位下游流速有增有减,变化幅度在±0.06m/s之内,流速影响范围为桥位上游1 000m至桥位下游1 600m;建桥对东西河分流比影响不明显.模型计算与物模试验成果基本吻合,结果表明,大桥的建设对河道水流的影响较小.     

珠江三角洲污染物对东四口门通量影响分析

利用珠江三角洲河网区水量数学模型,根据1968年（丰水年）、1976年（平水年）、1982年（枯水年）的水文资料,计算了各典型年落潮时珠江三角洲河网区各节点的分流比;采用1995年珠江三角洲各主要河道纳污量资料,综合考虑落潮条件下的污染物迁移过程,估算了污染物在河道中的降妥量;根据各节点（汊点）的分流比及污染物降解量,分析计算了珠江三角洲河网区主要河道污染物对伶仃洋东四口门污染通量的影响。     

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