基于多孔介质土体分形特征的渗透系数研究

堤坝工程渗流计算中确定土体渗透系数尤为重要。利用分形维数不同尺度域,分析渗透破坏试验土样无标度区,指出土体细颗粒含量是决定土体分形维数的主要因素。基于多孔介质毛管束模型,推导了渗透系数和孔隙率与分形维数之间分形关系解析式,阐释了多孔介质土体渗透系数影响因子包括分形系数、孔径大小、分形维数及流体黏滞系数。利用土体渗透破坏试验结果,进一步论证了渗透系数和孔隙率与分形维数之间的非线性关系。结果表明:当分形维数大于2.83时,孔隙率随着分形维数的增大而减小,但在颗粒吸着水和薄膜水形成的黏聚力影响下,渗透系数随着分形维数增大而减小的规律不明显。研究结果可为渗透破坏形成机制及发展过程分析提供理论依据,减少堤坝渗透破坏致灾隐患。     

河湾平面形态及河湾流路方程研究综述

详细论述了目前河湾流路研究中的主要观点,系统介绍了自然河湾流路平面形态特征的有关研究成果以及河湾流路方程的研究进展.结果表明:虽然河湾形态研究方面已取得了多项突破,但对河流形态的变化规律仍缺乏普遍性的认识;了解和掌握河道形态的影响因素及影响模式,利用河流平面形态变化规律规划河道、整治江河仍将是一个艰苦的过程.     

地貌形态特征分形信息维数与像元尺度关系研究

本文论述了用分形信息维数(兀D)表征流域地貌形态特征的原理和方法;建立了基于GIS平台流域地貌特征分形信息维数的计算模型;并利用Avenue语言开发了基于Arcview环境下流域地貌特征分形信息维数计算软件。以长江弹子溪小流域为例进行地貌分形信息维数的计算,依据计算数据就地貌形态特征分形信息维数与像元尺度关系进行了分析。结果表明：流域地貌分形信息维数可以较好地作为流域复杂地形地貌形态特征综合性、整体性和科学性的量化指标;像元尺度对地貌分形信息维数的无标度区间确定十分关键;跨流域地貌形态特征分形信息维数计算与评估应以统一像元尺度为前提。     

长江中下游河道平面形态指标分析

在作者曾对长江中下游河道平面形态进行统计和河型分类的基础上,本文对不同河型的形态指标作了进一步分析,获得了不同河型的平面形态诸因素之间的关系及河型转换中的形态条件,初步阐述了形态分析在河道整治中的作用。     

红黏土平面裂纹扩展的分形特征

为了探讨红黏土在失水过程中裂隙的演化规律,进而为确定红黏土的力学参数提供理论支持,通过采集红黏土在失水过程中不同时刻表面裂隙扩展状态的数字图像,并采用MATLAB 软件对图像进行滤波、阈值分割后获得裂纹演化的二值图。在裂纹演化二值图的基础上,计算红黏土表面裂隙的简单分形维数、裂隙率以及多重分形谱与失水量之间的关系。结果表明：裂纹演化二值图的分形维数以及裂隙率与失水量之间有很好的线性关系,其多重分形谱曲线形状以及谱宽表能够很好表述红黏土平面裂纹演化在分形结构上不均匀分布的性质。     

河道形态特征的随机分形模拟

应用随机分形理论中的一维和二维RMD模型,在给定平面区域上生成了不同分形维数、粗糙程度及分辨率的河道剖面轮廓及床面形态。结果表明:不同分形维数的河道剖面轮廓或床面形态具有相似的微观粗糙结构,且随着分形维数的增大,结构复杂程度提高,粗糙度的峰谷位置不变,但各点的幅值将发生不同程度的变化。     

河床形态冲淤调整的分形度量

将河流动力学与数学中的分形理论相结合,以河床冲淤较为剧烈的三峡坝下游典型分汊河段为例,分析了河床表面分形维数（BSD）的变化及其与相应河段平面、纵剖面、横断面冲淤调整特点的关系。结果表明：BSD具有时空变异性,一方面不同类型河段BSD是不同的,其可在一定程度上反映河型,甚至河型亚类的差异;另一方面同一河段BSD随河床冲淤进程亦发生相应变化,其与河床形态调整存在着必然联系。同时,BSD值与典型剖面形态的复杂程度呈正相关性,可从整体上描述河床表面形态冲淤起伏的剧烈程度。BSD作为河床表面形态冲淤起伏程度的定量工具,其在河流动力学领域中的河势量化分析、河型判别及河道形态阻力计算等方面将具有一定的参考价值。     

黄河源区典型弯曲河流的几何形态特征

黄河源区支流白河和黑河位于青藏高原东北部若尔盖盆地的东部,河道蜿蜒曲折,是典型弯曲型河流,研究其弯曲河道的一般形态规律,有利于认识青藏高原弯曲河流的发育条件和形态特征。基于遥感图像、DEM和野外调查,利用ArcGIS提取了白河和黑河的河网,计算了沿程的纵比降,并测算了河道宽度、弯曲度、河谷宽度和牛轭湖数量。白河和黑河的统计河段平均弯曲度分别为1.68和2.46,黑河平均弯曲度大于白河的主要原因是黑河的多年平均流量和河道纵比降均小于白河。白河单位河长的牛轭湖数量沿程由多变少,黑河单位河长的牛轭湖数量沿程趋于均匀,且牛轭湖数量多于白河,说明黑河沿程保持更高的自然裁弯频率。     

结构面三维形态测量及表面粗糙度分形分析

针对结构面表面形态各异、难以获得的问题,采用自行研制的结构面三维形态测量装置——变阻式结构面三维形态测量仪,对硬性结构面表面形态进行三维测量,实现了三维曲面形态的图形化。针对结构面粗糙度系数JRC值估测不准,导致结构面精确评价困难的问题,运用分形几何理论进行分析,获取粗糙度系数JRC与分形维数D的函数关系式,并与经典Barton理论相结合,建立了结构面表面三维分形表述的剪切强度模型。实例验证表明,该理论计算模型具有一定应用价值。     

赤峰市新城区半支箭河无资料区历史特大洪水分析

根据半支箭河洪水调查资料,采用多种方法计算半支箭河无资料区历史特大洪水。确定赤峰市新城区防洪是否满足标准。     

长江河道信息服务系统二维信息查询模块开发

介绍了长江河道信息服务系统二维信息查询模块的主要功能与特点.该模块将联动、缓冲区等多种思想和技术应用于查询系统中,不仅使系统的查询功能简单化,同时也很好的解决了用户对于设计洪水位、岸线利用等信息的实时性、随意性查询的需求.使得系统在满足基本属性查询的同时,又能通过一些专用菜单以及创新性的功能设计,对存储于数据库中的信息进行整合利用,具有便捷高效、功能全面、针对性强等特点.     

河道糙率问题的探讨

根据河道糙率实质性影响因素，在理论分析的基础上，提出在不同流态和水流边界条件下应采用不同的糙率分析方法，这对进一步开展对河床糙率的研究、提高比降法推估流量的精度将起到积极的作用。     

三峡库区重庆主城区河段河床演变分析

三峡工程建成后,重庆主城区河段处于水库变动回水区,水流条件和泥沙运动规律将发生变化,该河段泥沙冲淤变化的分析研究,备受有关方面关注。根据2007年及多年所监测的来水来沙资料及河道观测资料,对重庆主城区河段的泥沙冲淤变化规律进行初步分析,结果表明：重庆主城区河段冲淤量主要与来水来沙条件、河道形态、两江相互顶托等因素有关;2007年重庆主城区河段冲淤主要分布在开阔段的缓流、回流区等部位;主要淤积期为6月中旬至7月中旬、9月中旬至11月中旬,主要冲刷期分别为年初至6月中旬、8月中旬至9月中旬、11月中旬至年末;全年略呈冲刷态势。     

邢台市城市河道生态治理探讨

通过对邢台市河道治理情况分析,原来采用河道硬化的治理方法有利有弊。按照邢台市城市总体规划,邢台市河道治理注重自然、生态,可开挖人工湖、湿地公园和人工渠道,形成城市水网,不仅可提高城市的排涝能力,也可改善城市景观和城市生态环境。     

水库下游河床冲刷下切问题的探讨

建坝后水库下泄水流挟带的床沙质含沙量减少,坝下游河床出现冲刷。作者利用26条河流坝下游冲刷的资料,建立了深泓最大冲刷深度与建坝前后多年平均洪峰流量变化的关系。它可用来粗估坝下游河床的冲刷深度。     

长江干线泸州至重庆河段航道开发潜能初探

长江干线泸州至重庆河段为具有冲积性特征的山区河流。在川江上首次从优良河段的河相关系入手,运用等级流量比较法及稳定航深估算法,探求天然情况下长江干线泸州至重庆河段航道的开发潜能,分析得出了泸渝段优良河段的河相关系,证明了该河段具有整治开发到Ⅰ级航道的潜能,提出了该河段建设Ⅰ级航道的尺度标准。可作为规划、航道建设的参考。     

水文实验六十年

丹江口及三峡水库运用后,坝下游急弯河段普遍出现了不同程度的切滩撇弯现象,以往研究表明弯曲河道的切滩撇弯是由于水流弯曲半径与河道曲率半径的不相适应所致,水流动力轴线摆动是发生切滩撇弯的基本原因之一,水流动力轴线摆动是水流动力因素与边界条件共同作用的结果。以往研究主要集中于水流动力因素变化对水流动力轴线摆动的影响,然而围绕水流动力因素与边界条件共同作用对水流动力轴线摆动幅度的影响研究较少。以三峡水库下游荆江典型弯曲河段调关－莱家铺河段为例,采用二维水流数学模型模拟了不同流量级条件下本河段的流场分布,绘制了 6 种流量级条件下的水流动力轴线,选取了多个不同曲率的典型断面,对比各个断面在不同流量级下水流动力轴线的摆动幅度,分析了河道曲率变化对水流动力轴线摆动幅度的影响。结果表明: 水流条件的改变是导致水流动力轴线摆动的主要因素,随着流量的增大,水流动力轴线的摆幅逐渐增大,顶冲点位置向下移动,河道的曲率大小影响水流动力轴线摆动对流量改变的响应,河段的曲率越大,这种响应越快,向凸岸侧产生的摆动幅度越大。结合数值模拟结果可以看出,在小流量作用下,水流动力轴线与深泓线基本一致,大流量作用下,水流动力轴线在弯曲河段大曲率处靠近凸岸,与实际发生的冲淤情况一致,这会导致弯曲河段大曲率处容易出现撇弯切滩现象。本次研究可为进一步深入研究三峡水库下游弯曲河道的演变规律提供参考。     

河道疏浚回淤过程数值模拟

以平面二维水流泥沙数学模型为基础，对河道挖槽疏浚加淤的一般规律进行了模拟。模型考虑了河道的横向展宽，先模拟出一条概化的稳定平衡河槽，再模拟开挖后的回淤过程，因而挖槽回淤模拟排除了挖槽外的其它因素影响。对于本文中的概化河道，得出了开挖后的回淤量与淤积分布规律。挖槽河在很长一段时间内保持比原平衡河道较窄深的断面形态，说明挖槽疏浚对河道输沙和洪水灾害防治是有利的。     

唐山市区河道生态治理工程综合效益分析

通过开挖新的连接渠和现有河道沟通,形成由陡河、李各庄河、新开河、青龙河、南湖组成的河河相连及河湖相通的生态水循环体系。充分利用城市污水处理厂中水做景观用水水源,循环使用,自然净化,达到灌溉水质标准,退水到下游渠道,用于灌溉。简述唐山市区河道生态治理工程概况,重点分析工程实施后的城市防洪、灌溉等经济效益及生态、社会等综合效益：建设资金的来源与支付能力分析,明确给出工程经济分析结论。