长江新济洲汊道演变与整治

在分析长江新济洲汊道段河床演变特点及发展趋势的基础上,通过模型试验对整治方案进行了研究,结合长江中下游分汊河道整治原则,认为长江新济洲汊道段的整治采用中汊封堵方案,虽然对新生洲、新济洲左右汊分流条件稍有影响,但有利于新济洲河段向稳定的双分汊河道发展.     

长江南京八卦洲汊道的演变与整治

研究了长江南京八卦洲汊道的河道自然演变规律和河道演变对城市经济发展的影响。讨论了河道整治工程规划和整治工程的效果与存在的问题等,给出了城市河流河道整治问题的一个实例。     

长江中游微弯分汊河道水流数学模型研究及应用

采用有限体积法,针对微弯分汊河段复杂的水流运动特点,建立了正交曲线坐标下的平面二维水流数学模型。以长江中游马家咀河段为例,进行了水面线、断面流速分布等的验证计算,验证结果与实际符合较好,表明该模型能准确模拟该河段水流运动规律,不仅可以用于该河段复杂水流运动规律的模拟,对其他类似河段数值模拟亦具有借鉴意义。     

顺直河型与分汊河型交界段洲滩演变及其对航道条件影响——以长江天兴洲河段为例

借助于天兴洲河段较为系统的年内与年际水沙输移、河床变形等方面原型观测资料,分析了顺直和分汊两种河型交界位置的洲滩和浅滩动态特征.近20年来洲滩形态比较表明,上游顺直河道内汉口边滩上低矮成型淤积体具有以5-6年为周期缓慢下移和突然上提的特性,从而导致汊道进口低滩冲淤具有周期性;近5年来断面流速、含沙量和床沙组成资料的统计表明,汊道进口主流位置在汛枯期左右摆动、漫滩横流强度不断转换,洲头低滩的冲淤强度与年际之间来流条件具有相关性.以上两种因素迭加作用之下,汊道进口的低滩形态不仅随年际之间来水来沙变化而波动,还会因上游顺直河段内成型淤积体上提下移的影响而周期性地淤长萎缩.这种复杂的动态调整特点,使航道条件以若干年为周期,交替呈现出优劣转换.在此结论基础上,可以推测三峡水库蓄水后水沙条件下,该类型汊道进口的航道条件可能趋于恶化.     

变流速比与宽度比条件下分汊河道分层流紊动特性

针对目前分汊河道分层流紊动特性研究的空白,通过物理模型试验探索分汊河道温差剪切分层流在不同上下层速度比与汊道宽度比影响下的紊动强度变化规律。结果表明:随着上下层流速比由大变小,汊道分层流发生从分层到混合的转捩。在混合流条件下,支汊沿程断面高紊动区由C形分布转变为倒C形分布,最终全断面紊动分布均匀;随着支汊宽度增大,高紊动区出现的断面位置呈现滞后性,且紊动能量值增大。其他分层流态条件下,强紊动能分布的范围和量值都有所变化。对于交汇口断面,对称汊道在断面中心处掺混剧烈,随着上下层流速比的增大,紊动能量值减小;不对称汊道出口断面紊动强烈区域向较窄的左支汊一侧移动,与岛屿尾尖位置密切相关。     

长江泰州江段水环境模拟及水质可利用性分析

利用点源连续排放的解析解对FDS格式二维水流水质模型精度进行分析,应用FDS格式二维水流水质模型对长江泰州江段的流态及污染带分布进行模拟并建立了排污混合带长度与排污量的响应关系曲线,同时根据模拟结果对泰州江段岸线水质状况进行了分析．结果表明：入江水道口向上游3．6～7．2km段内及三江营至泰州引江河口段的水质状况良好,可以用作供水水源地的取水口;古马干河至如太运河河口段水质较差,需对沿岸排污口及沿线相应的污染源进行治理。     

平原河流水沙动力学若干研究进展与工程治理实践

综述了河海大学在平原河流水沙动力学问题及河道整治技术创新与实践方面的研究成果,包括含植物水流、沙波床面水沙运动、潜流交换、河网交汇流、桥墩防冲、闸下防淤等基础理论、复杂河网水沙运动模拟与多目标水力调控技术,以及上述理论方法在解决长江、淮河、珠江等流域多个大中型复杂河网防洪、排涝、水运、环境等诸多实际问题中的应用,展望了我国平原河流治理今后需重点关注的问题。     

双导堤工程下潮汐汊道与海岸潟湖地貌稳定性

以渤海湾沿岸具有双导堤工程的单一潮汐汊道的华北最大海岸潟湖—七里海潟湖为原型建立理想模型,通过设置包括临界侵蚀应力、临界淤积应力、泥沙沉速、初始床面高程和径流量等影响潟湖地貌演变的相关参数,得到理想模型达到稳定状态后的纳潮量P和潮汐汊道断面最大流量Q_m。分别建立其与潮汐汊道断面面积A的相关关系式以表征潮汐汊道稳定性。比较分析发现在表征潮汐汊道稳定性方面,Q_m?A关系较P?A关系的拟合效果更佳。分别利用Q_m?A关系以及泥沙净冲淤量计算得到潮汐汊道和潟湖稳定所需时长,对比结果表明潟湖明显滞后于潮汐汊道达到稳定状态,临界侵蚀应力对潮汐汊道稳定性影响更大,而临界淤积应力、泥沙沉速和初始床面高程对潟湖稳定性影响尤为显著,径流量对潟湖和潮汐汊道稳定性的影响相当。     

涵道共轴双旋翼前飞气动特性与试验优选设计

采用Fluent软件对涵道共轴双旋翼的前飞气动特性进行数值模拟研究,分别得出涵道双旋翼的升力、阻力和俯仰力矩随涵道前倾角、上下旋翼相对间距和来流速度的变化曲线. 针对影响涵道共轴双旋翼升力的3个主要因素及其常用取值范围,采用正交试验法,以涵道前倾角α、上下旋翼间距H和来流速度v为试验因素,总升力F_L为试验指标,设计25组试验,利用极差分析法对试验结果进行计算. 结果表明:上述因素在取值范围内的变化对涵道共轴双旋翼总升力的影响程度的主次顺序为:上下旋翼间距,涵道前倾角,来流速度. 最后,根据试验结果选定最优方案.      

虹吸式出水流道水力特性分析与试验验证

为了研究虹吸式出水流道水力特性,基于某立式轴流泵装置,采用数值模拟与模型试验相结合的方法,首先根据泵装置布置形式和初步设计尺寸,开发了虹吸式出水流道参数化设计软件,极大地缩短了设计周期.然后对4种虹吸式出水流道方案进行了全流道数值计算,并根据计算结果对虹吸式出水流道进行定量分析.最后将数值模拟结果与模型试验结果进行了对比.数值模拟结果表明,受叶轮旋转影响,虹吸出水流道上升段存在偏流现象;改变驼峰段断面尺寸对上、下游流态影响显著;下降段极易产生脱流和漩涡,改善下降段的不良流态可以显著降低出水流道的水力损失.对3种虹吸出水流道评价指标进行比较,指出了用轴向流速分布均匀度来评判虹吸出水流道的不足.模型试验结果表明,数值模拟与模型试验的外特性结果吻合较好,验证了数值模拟的可靠性;设计的带有虹吸式出水流道的立式泵装置最高效率为78.85%.研究结果可以为同类泵装置设计提供参考.     

长江徐六泾节点和白茆沙河段治理工程研究

通过河势演变分析,论证了长江口徐六泾节点和白茆沙河段的治理不仅是必要的,而是十分迫切的.徐六泾节点对河势的控制作用远较江阴节点弱,白茹沙河段的河势变动仍受制于上游滩槽的变动和主流摆动.白茆沙南、北水道入口段常年水深较浅碍航,但20世纪90年代出现了百年未遇的优良河势和航深条件,北水道-10m槽贯通,南水道最小水深14m以上.现在南水道上口正迅速展宽,北水道上下口已开始淤积恶化变浅,发育鼎盛的庞大白茆沙沙体已开始冲刷后退下泄,这将不利于南支和南北港河势的稳定.最佳的整治时机正在消失,若失去时机,优良河势就难于挽回.模型试验研究表明徐六泾节点和白茆沙河段整治工程推荐方案可明显增强徐六泾节点对上下游河势的控制作用,使白茆沙南北水道的水动力明显增强,分流比稳定,百年难遇的优良河势可得以稳定,以确保5～10万吨级海轮顺畅通过.     

长江口综合整治工程前后潮汐特征分析

利用改进的Godin潮汐调和分析及预报程序,对长江口北槽附近横沙和北槽中两验潮站的潮位资料进行调和分析,得到不同年份不同时段11个分潮的振幅H、迟角g、平均海平面值Z0以及各站的特征潮位.根据计算结果比较长江口综合整治工程前后横沙站和北槽中站各主要分潮(M2,S2,K1,O1)调和常数的变化,分析综合整治工程前后特征潮位的变化趋势;利用工程前的潮汐调和常数预报2002年、2003年和2006年横沙和北槽中两验潮站的潮位过程,对预报潮位过程和实测潮位过程进行比较.分析结果表明,两站主要分潮的调和常数、特征潮位以及潮位过程,在整治工程后特别是2003年和2006年发生了较明显的变化.     

长江水质的综合评价问题

运用主成分分析法综合评价长江2003-2005年的水质情况.首先,通过主成分分析法把原评价长江水质的四个指标转化为少数几个具有代表性的综合变量;其次,合理简化给出的多元数据,提取对处理问题有效的信息;最后,用这些信息分析各地区水质的污染状况,并对长江水质做出定量的综合评价.所得结果显示出了所用方法的优越性和合理性,从而能较客观地对长江水质进行了综合评价.     

长江的水资源承载力

 长江与黄河分别是我国的第一与第二大河 ,向来被喻为中华民族的生命线。但是 ,出乎意料的是到了１９７２年 ,黄河断流了 ,并且自７０年代以来 ,黄河断流越来越频繁。事实上 ,它已经从一条奔流不息的大河逐步演变成一条名副其实的间歇河了。黄河断流已经危及黄河流域生态系统的良性循环 ,对工农业生产造成了巨大的损失 ,对人畜饮水带来了严重的威胁。黄河断流 ,举世瞩目 ,举国震惊！为此 ,１９９８年中国科学院和中国工程院的１６３名院士联名签署了“行动起来 ,拯救黄河”的呼吁书。在此 ,拟根据黄河断流的教训和长江的水资源问题 ,提出水资源承载力的概念 ,并对长江的水资源承载力予以探讨 ,以供商榷。     

长江安庆段水环境质量及污染状况分析

根据对安庆长江段水质的监测数据,结合城市污水的排放情况的综合分析,重点考察了长江安庆段水质状况以及存在的问题,对其变化机理进行了分析。结果发现2006～2009年长江安庆段为Ⅲ类水体水质,安庆市区的污水排放对江水水质有明显影响,污染特征为有机污染,主要影响因素是城区生活污水。     

长江口北支枯季水沙输移分析

基于2002年3月长江口水文测验资料,分析该年枯季长江口北支的悬沙运动和水沙输移特点。结果表明:北支含沙量大潮最大,中潮次之,小潮最小。流速变化先于含沙量变化,在半个半月潮周期内,含沙量峰值中潮时出现双峰;而大潮和小潮时均为单峰;全潮北支水沙为净向陆输移。青龙港大、小潮期间出现水沙全倒灌,黄瓜沙南水道是水沙倒灌的主要通道;而北水道以水沙过往为主,且净向海输移,南小北大的潮流流速造成了南岸淤积,北岸冲刷的态势。     

长江未来水质污染的时间序列分析

根据1995~2004年长江流域水质报告给出的主要统计数据,对长江未来10年水质污染的发展趋势用时间序列分析模型进行了预测分析(假如不采取有效治理措施).预测结果令人触目惊心:长江水文年全流一类水质、三类水质的百分比呈明显下降趋势;四类水质、五类水质和劣类水质的百分比呈严重上升趋势.10年后,长江全流劣类水质的百分比上升到可怕的程度.如不采取有效措施,长江将彻底癌变.