典型沙洲形态与河道的关系

沙洲是冲积河道泥沙长期淤积的产物,河道既为沙洲提供发育空间又约束沙洲自由发展.以沙洲的卫星图片为依据,选取长江、汉江、西江、湘江、黑龙江、密西西比河及额尔齐斯河的653个单个沙洲及所在河道作为统计对象,初步划分了3种典型沙洲形态:椭圆形、竹叶形和镰刀形,并统计分析了3种沙洲自身形态及其与河道的关系.研究表明,椭圆形沙洲分布最为广泛数量最多,其次是竹叶形和镰刀形沙洲.竹叶形沙洲的周长和面积一般较大,镰刀形居中,椭圆形较小.沙洲面积与周长,沙洲面积与河宽都呈幂函数关系.沙洲洲面中点的宽度与河宽相关性好,相关系数依次是,镰刀形＞竹叶形＞椭圆形;沙洲周长与河宽相关性较好,相关系数依次是镰刀形＞竹叶形＞椭圆形.沙洲将河道分成主汊和支汊,3种典型沙洲的河道分汊比均保持在0.09至0.97之间.     

沼蛤幼虫管道湍流灭杀试验研究Ⅰ: 水力学特征

沼蛤(Limnoperna fortunei)是贻贝科软体动物,可在管道造成生物污损和堵塞。沼蛤以浮游幼虫形态随水流入侵管道,其幼虫死亡率在高频脉动作用下明显提高。为寻找控制沼蛤入侵管道的有效途径,本研究选取3种孔板和3种筛网采用50 cm和25 cm两种间隔布置在试验管道中制造紊动,利用多普勒声学流速仪(ADV)测量其下游流场、紊动场和能谱特征等水力特性。结果发现致紊材料下游流速均出现短暂波动。大孔径孔板下游横向流速波动增强,加密布置可抑制此波动。筛网的阻水效应很小,加密布置可提高水流过筛流速。孔板下游紊动强度分布呈明显带状特征,筛网则不如孔板均匀,两者下游紊动强度均沿程降低。在下游5 cm距离内,孔板可大幅提高高频脉动能量,进而提升下游紊动强度,减小紊动长度尺度。筛网下游高频脉动能量提升幅度较小,同时低频脉动能量减弱。单级筛网比孔板消耗的水头小,加密布置并不增大单级致紊材料消耗的水头。综合来看,6 mm孔板、10 mm孔板和3 mm筛网具有较高管道湍流灭杀沼蛤幼虫的潜力。     

对渭河下游是否已经达到冲淤平衡的分析

根据潼关高程抬升引起的渭河下游河道淤积的物理图形，提出了能够反映下游侵蚀基准面抬升影响的淤积平衡模型。通过对水文泥沙和河床冲淤资料的分析及平衡模型的分析计算，探讨了在河道淤积发展的不同阶段，各河段的不同淤积趋向，以及渭河下游在维持潼关高程不变的条件下河道的淤积发展趋向。结论认为，在潼关高程大致保持不变，且来水来沙没有大幅度改变的条件下，目前渭河下游累积淤积量已经接近或正在趋于淤积平衡。但是，如果发生高含沙大洪水，滩地将会产生较大的淤积。     

挟沙水流的冲刷率及河床惯性的研究

在清水水流河床冲刷率的实验研究基础上，本文进一步研究了挟涉水流来沙率对冲刷率的影响。结果说明挟抄水流的冲刷率随来沙率与水流输沙力欠饱和度之比以负指数律降低。当来水挟抄率与水流饱和输抄率相等时，冲刷率降刊0。河床惯性是河床在非恒定流中一种重要的动力学性质。利用河床惯性与冲刷率的关系测量了各种沙样的河床惯性值。发现河床惯性随床沙颗粒分选系数增大而增大，分选系数很大时趋近于极限值50t／Tn0。利用河床惯性和河床变形方程得出了冲刷过程中水流输沙率沿程和随时间的变化规律，结果说明水流输沙率欠饱和度向下游以负指数律下降，这与冲刷率随实际水流挟沙率与欠饱和度之比以指数率下降的规律有耜同意义。河床惯性愈大，实际水流输沙率增长得愈慢。河床惯性与于容重及摩阻流速之比构成的无困次数A。代表河床变形和水流实际挟沙量对水流挟沙力变化的响应程度。     

水流移床力及河道运动力学的初步探讨

本文首次提出了水流移床力和河道运动力学的概念，并建立了水流移床力与流量脉动强度的关系。水流挟沙力是水流挟带泥沙通过河道的能力，而移床力则是水流改造河道的能力。非恒定流输沙使水流具有移床力，因而造成河道运动。研究发现，流量脉动强度愈大，移床力也愈大。不同频率的脉动对移床力有不同的贡献。在缺少河道实测运动资料的情况下，可以利用流量脉动能谱算出修正系数k推算实际水流移床力。由移床力与流量脉动的关系可以推论，水流脉动强度愈大，河道愈不稳定。利用水流移床力公式，可以计算和预测河道运动的速度和距离。     

排海工程等截面扩散器防淤改进措施研究

排海工程等截面扩散器在排放未经处理的污水时，会形成沿程递增的淤床，污水排放量较小时，淤床高度会影响上升管的正常出流。结合嘉兴市排海工程，通过河工模型试验，对减少扩散器泥沙淤积的措施进行了研究。认为，扩散器尾部改进型式能起到一定的降低尾部淤床高度的作用，能够改善上升管出流条件：定期冲洗有助于防止泥沙严重淤积；扩散器上升管喷口数分布不等明显降低尾部淤床高度，改善尾部上升管出流条件。     

东江上游河流水沙分析

分析了东江上游地区河流水沙特性,并阐述了水库的修建和运用对该地区水沙输移的影响。东江上游地区是整个流域泥沙的重要来源区,该地区地表径流主要来自于降水,河流泥沙也主要来自于降水和径流所造成的土壤侵蚀。从长系列看,东江上游地区径流量虽然在不同时期波动较大,但相对稳定,而河流输沙量呈下降趋势。东江上游来水来沙主要集中在每年的汛期,其汛期来水来沙量分别占全年的70%和88%。枫树坝水库和枕头寨水库建成运用,减小了径流量的季节差异,降低了河流流量脉动特性。同时其河流输沙率在枫树坝水库和枕头寨水库建成以及枕头寨水库调整后分别下降了30%和50%。近年来,东江下游进行的大规模无序采沙,其采砂量已经远大于上游来沙量。在东江流域进行水沙管理时,不仅要采取措施遏制这种无序采沙行动,同时也要进一步研究流域水沙输移问题,以达到维持整个河流系统的水沙平衡。     

波浪-水流相互作用模型

从N-S方程入手推导并建立了波浪和水流相互作用数学模型。该模型耦合了波浪和水流之间的相互作用因素，统一描述了波浪、水流流场在波流边界层内、外的变化规律，同时引入了k-ε紊动模型封闭了方程。模型结果与实验数据比较结果表明，所建立的波浪水流全流场模型能很好地反映波浪、水流之间的相互作用特性。     

长江流域泥沙输移与概算

泥沙概算是一种通过研究泥沙在流域不同位置和一定时期内的时空分布，从而揭示河流水沙平衡状态的方法。本文通过分析提出了长江泥沙概算方法，探讨长江流域产沙、输沙和泥沙沉积三者的关系。在此基础上，通过流域侵蚀、沉积物和悬移质泥沙粒径级配的对比分析，计算得出每年从长江上游侵蚀下来的泥沙中，粒径大于0．5mm的近12亿t泥沙几乎都沉积在长江流域上游的沟谷和支流中，粒径在0．05-0．5mm范围内的4．92亿t泥沙有3．13亿t沉积在上游沟谷和支流中，而粒径小于0．05mm的5．36亿t泥沙也有2．02亿t沉积在这些区域。当长江上游（宜昌站）和汉江总输沙量超过2．86亿t时，长江中下游将发生淤积，总输沙量超过5亿t时的淤积量超过1亿t；当宜昌输沙量超过1亿t时，洞庭湖区将发生淤积。文章还根据长江干流、部分支流和通江湖泊的水沙关系，建立水沙动态图，研究分析了长江水沙在时空上的分布特点。