沙质河床清水冲刷粗化的研究

研究了沙质河床清水冲刷粗化机理，即它不是靠推移质冲刷，而主要是靠悬移质冲刷，在粗化过程中产生沙波，形成与水和条件相适应的稳定的沙波运动，建立新的平衡。据此，提出了河质河床粗化物理模式和计算方法。     

河床冲刷粗化研究进展及方向

本文译冲刷粗化研究状况、主要成果和存在的主要问题作了综述，然后提出研究方向。     

清水冲刷宽级配河床粗化机理试验研究

本文在前人研究基础上，选用粒径为０．０５－２０．００ｍｍ的煤屑及天然沙，在长３０ｍ、宽０、５ｍ、深０．６ｍ的变坡水槽内，首先进行清水冲刷河床粗化试验方法研究，然后进行了二十九组试验。     

河床冲刷粗化计算

本文首先分析了沙质河床和卵石夹沙河床不同的冲刷粗化机理．讨论了卵石夹沙河床发生粗化的条件，探讨了粗颗粒对小于起动粒径的细颗粒不同程度的隐蔽作用，针对现有非均匀沙起动公式存在的不足，得到了一个能反映河床冲刷粗化特点的起动流速公式，建立了粗化过程中床沙级配的计算公式．在此基础上按冲刷过程中水位不变和水位下降两种情况提出了河床清水冲刷粗化计算方法，文中选用水槽和天然资料对两种情况下的粗化计算方法进行了验证．计算结果表明，无论是冲刷深度、粗化层级配还是水位下降值均与实测值接近     

水库下游河床粗化计算模型

根据泥沙起动及河床粗化理论公式，建立了水库下游河床粗化数学模型，以研究水库下游河道极限冲刷深度及粗化层级配，该模型计算简捷方便，通过实例计算结果分析，与一维数模计算成果比较及实际资料验证等级结果表明，该模型计算结果合理，可靠，对研究水库下游局部河段冲刷，具有重要意义。     

河道冲刷和清水水流河床冲刷率

在冲积河流里。水流条件变化如洪水、水库泄放清水、河道渠化等使挟沙力不饱和引起冲刷，称为河道冲刷。这与水工建筑造成的局部冲刷不同。河道冲刷深度主要决定于冲刷率和冲刷历时。本研究通过对各种泥沙大量实验，证明了河床冲刷率正比于水流提供的冲刷功率并依赖于泥沙粒径和容重，首次提出了冲刷率公式。经验证，该公式可以用于非恒定流输沙和河流洪水冲刷计算。     

三峡水库蓄水后宜昌一杨家脑河段冲刷及粗化

水库蓄水引发的下游河道再调整,对河流未来演变与人类活动均有重要影响.根据现场实测水文、地形与床沙资料,对三峡蓄水后下游宜昌-杨家脑河段的河床冲刷下切、粗化等现象进行了统计分析.结果表明,三峡水库蓄水后导致宜昌相同来流情况下来沙剧减,这是导致研究河段冲刷的根本原因.2002-2006年间主要冲刷区逐年下移,冲淤幅度逐渐变小.而2006年汛末与2008年汛末三峡水库水位的抬高均导致冲刷量的突增.2002-2006年各河段曼宁糙率值逐步增大,尤其是坝下河段.床沙组成中卵石含量迅速提高,坝下河段河床中值粒径亦明显增大,而枝城以下河段不明显.这种上、下游河段粗化过程的差异性与河道冲淤、糙率变化是一致的.     

三峡水库下游河道冲刷粗化研究

三峡工程运行10余年以来,水库拦截了上游约75.5%的泥沙,破坏了原天然河道的自然形态与水沙条件的相对平衡,三峡大坝下游河道产生强烈冲刷,致使河床明显粗化。根据三峡水库蓄水后下游河段实测地形及床沙级配资料,分析了河道冲淤变化,并总结了四种床沙粗化计算方法。在此基础上利用接近冲淤平衡的宜枝河段实测资料对四种方法进行了验证计算。研究结果表明,韩其为方法的床沙粗化级配和冲刷深度与实测值吻合较好,较客观地反映了三峡水库下游河道的冲刷粗化过程。     

清水冲刷河床粗化研究

根据永定河的野外观測資料和室內試驗結果,对卵石夹沙河床經清水冲刷后所形成的抗冲粗化层的特性进行了探討,提出計算河床极限冲刷深度的公式,及粗化完成后的河床糙率系数与粗化顆粒下限粒径的关系式。沙貭河床受清水冲刷后将通过床沙与悬沙间的不等值交換发生粗化。冲刷段、冲淤平衡段及淤积段上都将发生粗化現象。但其粗化层不是稳定的,不能抗拒水流的推移,在一般情况下,以沙浪形式向下游运动。这一粗化层的出現加大了河床阻力,減小了水流輸沙能力,从而减緩含沙量沿程恢复速度,加长冲刷段及延长河床比降調整过程。     

三峡水库下游河床冲刷趋势探讨

据泥沙数学模型的计算分析,　对三峡水库修建后坝下游河床冲刷发展规律进行探讨,并论述了因河床冲刷引起的河床变化、沿程含沙量恢复以及下游各站水位下降等变化趋势。     

粗细化过程中的非均匀沙起动流速

本文对处于淤交替（粗化细化）过程下的宽级配非均匀沙起动特点进行了分析，文中首先探讨了均匀沙起动流速的表达方式，然后引入非均匀沙暴露高度和泥沙粒径的关系和研究成果，导出了宽级配非均匀沙分级起动流速的计算公式，通过实验资料检验符合良好。     

渭河下游河床演变特征及其淤积上延分析

在实测资料的基础上,论述了渭河下游的淤积现状及河床演变趋势,并从河道累积淤积量对洪水位的影响及河道淤积断面间的冲於变化情况两方面论证了渭河下游的淤积上延范围,两者分析结论一致。     

乌江渡水电站尾水河道冲刷演变分析

乌江渡水电站泄洪建筑物的消能防冲是电站安全运行的问题之一．通过对尾水河道冲刷监测资料的分析研究，表明尾水河床冲刷坑的深度已趋稳定．且远离厂坝，不会危及厂坝基础安全，其消能防冲措施是比较成功的。但泄洪对岸坡的冲淘也是比较严重的。     

射流对下游河床冲击作用的数值模拟

本文建议一种数值计算方法,用于研究挑射跌落水流对下游河床的冲击作用。研究表明,该方法具有计算工作量小,收敛速度快及计算精度较高的优点,并能较好地解决双自由面和上下游流量分配的问题。计算结果与实验资料吻合良好。     

非均匀沙推移质输沙率及其级配计算

本文根据水流功率理论,导出了非均匀沙推移质输沙率公式,并考虑了床沙运动的随机性及床面粗化对输沙率的影响;提出了推移质级配计算的公式。由非均匀推移质输沙率及其级配计算公式的计算值与作者、Samaga、Gilbert试验值及长江新厂(二)站、美国东汊河实测值吻合较好,并且能够用于均匀沙的推移质输沙率计算,具有广泛的通用性。     

钱塘江河口闻家堰段护底抛石研究

利用水槽试验结合工程现场观测对不同条件下单颗粒及混合石料的漂移、分选、抗冲等情况进行了对比 ,提出了较好的抛投方法及既有利于海塘稳定又节约投资的护底形式 ,取得了巨大的社会效益和经济效益 ;同时导得动水中单颗粒抛石落距的计算公式及船抛石料床面分布面积与船体开口面积、石料中值粒径、水流佛汝德数等之间的经验关系 ,可供进一步深入的理论研究和工程施工参考运用。     

用BP神经网络研究三峡工程建成后对下游河床变形的影响

为了研究三峡工程建成后水沙条件的变化对下游河床变形造成的影响,引入BP神经网络的方法。以荆江河段的石首弯道为例,运用该方法分析了河床岸线变化和河床断面变化,得到了较好的结果。说明将BP神经网络运用到三峡工程建成后对下游河床变形的影响上是可行的。     

Mathematical Modelling for the Integrated Management of Water Resources in Hydrological Basins

Mathematical models are tools that can facilitate the instrumentation of the Integrated Water Resources Management (IWRM). The first basin models to be developed were completely hydrological; today, due to the urgent need to plan the sustainable use of water resources, new models are needed that in addition to hydrology also incorporate social, economic, legal, environmental and other aspects. The objective of this work was to identify the characteristics that mathematical basin models must have in order to satisfy the requirements of IWRM. To achieve this, the conclusions of the main international conferences on water and the environment were analyzed; these were conferences in which IWRM was promoted as a strategy to face the challenges of both sectors. IWRM considers social participation as a key element in the decision-making process; consequently, the models must be accepted and applied, and their results interpreted, by those who participate in the process even if they are not modelling experts. This requires a change of perspective in the scientific community for the development of new IWRM models, in government institutions regarding their role as water administrators, and in water stakeholders regarding their role as decision-makers. The results of the analysis indicate that models for IWRM must be accessible to non-expert users, integrate different viewpoints, representing adequately the problem to be solved, in addition be flexible and have a structure focused on practical solutions.     

非均匀沙自组织临界性及其应用研究

本文用自组织临界性理论的观点探索非均匀沙与均匀沙之间本质的区别．首先介绍了自组织临界状态理论的基本概念；然后叙述了水槽实验的过程，证明了水下非均匀沙属于自组织临界性系统的可能性；最后，基于自组织临界性系统的标度律，应用重正化群理论对形成河床抗冲粗化层临界覆盖面积率进行了推导