黄河泥沙含量对磷迁移过程的影响研究

磷是我国河流主要污染物质之一,泥沙含量对磷的迁移过程具有重要影响,但针对磷在沉积物-水界面的迁移机制理解尚不完全．黄河作为典型的高含沙量和高磷负荷河流,对于磷在河流介质的迁移过程具有重要研究意义．在2019 年10 月份选取黄河沿程18 个水样采集点位和2 个沉积柱采集点位,对水样含沙量、总磷含量（TP）和沉积物样磷形态含量（Ca-P、Fe/Al-P、OP）进行测量,结合2000—2019 年黄河主要水文站实测输沙量、含沙量、泥沙粒径数据进行分析．从时空尺度上,尽管中游河段输沙量近20 年呈显著下降趋势,但下游输沙量仍保持稳定,下游前段水体含沙量呈上升趋势．将水体含沙量与TP 含量进行协同分析,下游河段水体含沙量同TP 含量呈相反变化规律．对泥沙粒径进行分析,冲刷作用导致较大粒径沉积物再悬浮,这一过程对磷的迁移具有重要影响．对沉积物磷形态进行分析,IP 为黄河流域沉积物磷主要赋存形态,Ca-P 是IP 的主要赋存形态．研究认为,当流速慢时,水体泥沙含量低,沉积物再悬浮作用弱,Fe/Al-P 在沉积物-水界面迁移. 当流速快时,水体泥沙含量高,沉积物再悬浮作用强,下游地区沉积物和悬浮颗粒物成为磷汇．      

长江口北支的涌潮及其对河口的影响

根据限产踏勘，实测并结合历史资料，阐述了长江口北支涌潮的发育，种类，形态和特点，并利用流体水跃现象的Froude 数判别，解释了涌潮成因。进一步研究表明，河槽束狭加大涨潮流速，河床淤浅则减缓潮波传速。北支在自然和人为的影响下，河槽不断束狭，河床逐渐淤浅是近年来涌潮发生次数增多，潮头增大的原因。随着涌潮潮头的推进，大量水沙上溯，这对北支和南支上段的滩，漕变化和河口环境有着深刻的影响。     

序 北京师范大学校级创新研究群体——流域水沙过程模拟

正近年来,随着我国经济社会的快速发展,加之气候变化的双重影响,洪水、干旱、水污染事件时有发生,人水矛盾日益凸显,长江洪水、黄河断流、西南地区持续性特大干旱、松花江水污染事件,尤其是最近发生在北京的突发性城市暴雨洪水,造成重大的经济损失和人员伤亡,给人们敲响了警钟,经济社会可持续发展中一些重大水问题亟待我们做出回答。     

甬江建闸后闸下淤积数值分析

为了甬江建闸选址,通过水沙数学模型计算分析不同闸址建闸后的闸下泥沙淤积及其对镇海港区、北仑港区的影响,研究结果表明,与河道泥沙淤积的现状相比较,甬江建闸后的闸上河道泥沙淤积减少,闸下河道泥沙淤积增加;闸址距离甬江河口越近,闸上、下河道泥沙淤积净增量越小,甚至净增量为负值;闸下河道泥沙淤积影响镇海港区的水深,但对北仑港区基本没有影响。     

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。     

浅析“维持黄河健康生命”的思路与举措

新时期,黄委会提出并确立了“维持黄河健康生命”的治河理念。本文概述了“维持黄河健康生命”的主要内容及主要衡量标志,并简要分析了实现上述标志的主要举措与建议。     

数字流域模型淤地坝模块改进及减水减沙效益评估

淤地坝具有重要的水土保持作用,但其减水减沙效益的科学评估仍存在困难.一方面,淤地坝减水减沙的物理机制仍难以刻画;另一方面,观测资料有限且难以获取.以概化淤地坝卧管及溢洪道等部分的泄流机制及整体水沙调控机制为基础,改进和检验了数字流域模型的淤地坝模块,应用改进后的模型模拟皇甫川流域水沙过程并评估淤地坝减水减沙效益.研究结果表明：不考虑淤地坝的情况下,模型对淤地坝数量较少的近似自然状态期(1979～1986年)适用性较好,而对淤地坝数量较多的受扰状态期(2007～2012年)适用性较差,水沙模拟值明显高于实测值.考虑淤地坝的物理机制后,与原模型相比,除个别年份外,改进后的模型对受扰状态期水沙过程的模拟精度具有明显的提高,其逐日流量NSE(Nash-Sutcliffe效率系数)从-51.085～0.450提高到0.134～0.802,逐日输沙率NSE从-56.740～0.390提高到0.066～0.857.使用改进后的模型计算得受扰状态期淤地坝平均拦水量为0.142×10⁸m³,减水效益为40.9%;平均拦沙量为0.050×10⁸     

黄河小北干流河段持续淤积期深泓摆动特点及影响因素

黄河小北干流河床横向摆动剧烈,研究其深泓摆动特点及影响因素对认识游荡型河流河床演变规律和河道整治规划具有重要意义.本文基于小北干流河段持续淤积期25个断面汛后实测地形资料,研究了该河段深泓摆动方向和摆动宽度的变化特点,并定量揭示了来水来沙条件、下游侵蚀基准面及河床边界条件对深泓摆动强度的影响作用.研究结果表明：小北干流河段深泓摆动方向具有往复性,摆动宽度沿程差异较大,龙门-庙前河段深泓摆动宽度大于中段和下段;上游前期4a平均含沙量和下游潼关高程的变化是影响小北干流河段持续淤积期深泓摆动强度的关键因子;建立了小北干流河段深泓摆动强度的经验公式并进行验证,用公式得到的计算值与实测值的变化趋势基本吻合.     

反调节库下高含沙水库水沙调度方式研究——以亭口水库为例

以亭口水库为例,在明晰反调节库与亭口水库互馈过程基础上,考虑修建新集-盘口水库对亭口水库的影响,并结合水库初期实际供水情况和入库水沙条件的丰枯特性,利用亭口水库水沙调度模型,对运用初期不同最高蓄水位下水库冲淤及供水过程进行模拟.通过多方案优化比较,绘制出可供水量与最高蓄水位之间的关系曲线,据此得出水库运行初期合理的水沙调度方式,即依据实际供水需求确定最优蓄水位.该成果不仅为亭口水库投运后运用管理提供技术支撑,也为多沙及高含沙河流类似水库的理论探索、规划设计及运用管理提供参考.     

汛期调度运行方式对径流式水电站防沙排沙条件的影响——以桐子林水电站为例

坝前防沙条件、排沙效率是影响径流式水电站使用寿命及厂房发电安全的重要因素。为研究径流式水电站在汛期采取不同调度运行方式对电站汛期排沙、防沙效果的影响,通过非工程措施改善坝前排沙、防沙条件,采用FLOW-3D数值模拟软件建立三维水沙数值模型,模拟了桐子林水电站在不同坝前来流情况下,采取不同的调度运行方案时,电站取水前池的流速、流态和泥沙输移情况。结果表明：不同的调度方案可改变坝前水动力轴线、推移质输移带走向,因此在满足电站安全运行的前提下,采取合理的调度运行方式可使电站防沙效果取得最佳;汛期电站排沙以集中开启泄洪闸排沙为宜;坝前来流较大时电站需开启冲沙底孔,关闭发电机组以保证生产安全。