三峡库区龙河流域降雨和人类活动对水沙关系变化贡献率分析

以三峡库区中心区域的龙河流域为研究对象,利用1963—2010年流域水沙资料,采用Pettitt突变点检验、累积距平法及双累积曲线法分析了该流域输沙量和降雨量的变化趋势,判别出降雨量在1982年、输沙量在1982年和1990年发生了突变。并采用累积量斜率变化率比较法分析了1963—1981年,1982—1990年,1991—2010年3个时段降雨量和人类活动在龙河流域输沙量变化中的相对贡献率。研究表明:以1963—1981年为基准期,1982—1990年间降雨量和人类活动贡献率分别为29.49%和60.51%,1991—2010年间分别为3.38%和96.62%;以1982—1990年为基准期时,1991—2010年人类活动对输沙减小的贡献率为100%。该研究揭示了1963—2010年输沙量的变化趋势及降雨和人类活动对其贡献率,研究不仅对该区水土流失治理、水土保持效益评价具有重要意义,同时为研究三峡水库区间水沙锐减的原因提供一定的理论支持。     

取水工程附近河床冲淤规律数值模拟研究

取水口处的泥沙淤积问题关系到取水工程能否安全运行,从水流、河势角度论证了取水口布置的合理性,并减少取水对航道及防洪影响的必要性。以长江九江湖口水道某电厂取水口为例,采用平面二维水沙数学模型研究了取水口附近局部流态、河床冲淤、取水工程处悬沙含量等的变化规律,并对附近河床近期变化进行了预测。计算条件采用丰、中、枯典型年和典型系列年水沙条件,系列年考虑三峡工程和上游水库调度的影响。通过分析计算结果,选择了较优取水口方案,并推荐了适宜的取水口标高。研究结果表明,同一河段取水工程处河床冲淤规律受来水来沙条件和取水工程位置处的局部地形的共同影响。     

堰塞坝局部溃决输沙率试验研究

本文设计9组堰塞坝溃决的水槽试验,用摄影记录坝体变形的过程,通过录影数据分析,将坝体变形过程数值化,研究坝体级配、坝体内坡和初始溃口宽度对最大输沙率的影响.根据观察到的现象,可以总结以下规律:内坡坡度越大,最大输沙率越大,峰现时刻越早出现;拣选系数越大,最大输沙率先增大,随着粗沙继续增加,反而减小;初始溃口宽度越小,最大输沙率越大,峰现时刻越晚出现.     

坡耕地小区坡面不同坡段侵蚀泥沙贡献率的7Be示踪研究

侵蚀泥沙来源的研究对深化侵蚀规律的认识,优化水土保持措施的配置等有重要的意义。本文利用7Be示踪技术结合传统的土壤侵蚀研究方法,通过建立不同坡度的径流小区,分别探讨了坡耕地小区坡面不同坡段片蚀、细沟侵蚀对侵蚀泥沙的贡献率及小区泥沙输移比。研究发现,片蚀主要发生在小区坡面距坡顶0～2m区域,占总片蚀量的60%以上,细沟侵蚀主要发生在小区坡面距坡顶2～5m区域,占总细沟侵蚀总量的75%以上,总体而言,侵蚀泥沙主要来源于小区坡面距坡顶1～4m区域,上部和下部泥沙贡献相对较小。对于降雨强度高的15°小区,片蚀泥沙几乎来自与全坡面,坡面不同坡段对总侵蚀泥沙的贡献率从坡顶向坡脚呈增加趋势。利用7Be示踪计算出各小区泥沙输移比在0.643～0.979之内,除5°小区外,其它小区泥沙输移比都大于0.9。     

Bed morphology, flow structure, and sediment transport at the outlet of Lake Huron and in the upper St. Clair River

An integrated multibeam echo sounder and acoustic Doppler current profiler field survey was conducted in July 2008 to investigate the morphodynamics of the St. Clair River at the outlet of Lake Huron. The principal morphological features of the upper St. Clair River included flow-transverse bedforms that appear weakly mobile, erosive bedforms in cohesive muds, thin non-cohesive veneers of weakly mobile sediment that cover an underlying cohesive (till or glacio-lacustrine) surface, and vegetation that covers the bed. The flow was characterized by acceleration as the banks constrict from Lake Huron into the St. Clair River, an approximately 1500-m long region of flow separation downstream from the Blue Water Bridge, and secondary flow connected to: i) channel curvature; ii) forcing of the flow by local bed topography, and iii) flow wakes in the lee side of ship wrecks. Nearshore, sand-sized, sediment from Lake Huron was capable of being transported into, and principally along, the banks of the upper St. Clair River by the measured flow. A comparison of bathymetric surveys conducted in 2007 and 2008 identifies that the gravel bed does undergo slow downstream movement, but that this movement does not appear to be generated by the mean flow, and could possibly be caused by ship-propeller-induced turbulence. The study results suggest that the measured mean flow and dredging within the channel have not produced major scour of the upper St. Clair River and that the recent fall in the level of Lake Huron is unlikely to have been caused by these mechanisms.     

江边水电站首部枢纽引水防沙设计研究

江边水电站的泥沙问题突出.通过水工模型试验对该枢纽的相关泥沙问题展开了研究.试验结果表明:在原枢纽布置方案的基础上增设扰沙坎,可以有效地降低沙面高程,保证进水口“门前清”;汛期限制水位运行,当流量或淤积达到一定程度时停机拉沙,可以保证水库淤积平衡后调节库容最大;电站可不设置沉沙池.库尾张家沟泥石流的主要影响是增大干流局...     

维持黄河下游主槽不萎缩的塑槽需水量

以滑动平均水量和滑动平均沙量为参数,建立了黄河下游汛期塑槽需水量的计算公式,包括上限需水量和下限需水量,构成塑槽需水量的变化区间。以平滩流量4000m3／s为例,在三黑小汛期来沙量8亿t时,汛期需水量区间为166～202亿m3。资料分析和公式计算均表明,汛期塑槽需水量与汛期来沙量及平滩流量均成正比关系,反映了来沙量对塑槽需水量的影响。考虑到平滩流量是连续4年汛期水沙条件累积作用的结果,对于给定平滩流量,不能只看当年汛期来水来沙量的大小,关键要看包括当年在内的前期连续4年滑动平均汛期水量的大小,允许个别年份的来水量小于平均值。     

峡江水利枢纽电站取水防沙试验研究

为解决峡江水利枢纽泥沙淤塞库区,避免泥沙进入电站,对取水防沙原设计方案试验中存在的问题进行了分析.改进了拦沙坎的布置方案,提出拦沙坎头部上延与上游自然河湾平顺衔接,以使形成的人工弯道环流导流排沙方案为最优取水防沙方案.探讨了优化方案的取水防沙效果,提出了运行时应注意的事项.     

泥沙随机数学模型分析及其初步应用

通过引入随机理论及其相关处理方法,详细分析随机概念下的泥沙冲淤模式,建立了基于随机理论的泥沙数学模型。此模型避开了恢复饱和系数意义不明、取值不确定问题,以及含沙量与挟沙力的复杂性问题。通过水库淤积、水槽冲刷及一般河道的冲淤计算应用,结果证明本模式定性合理,可与确定性的传统水沙动力学方法作对比。     

三峡水库175 m试验性蓄水过程水文泥沙分析

为掌握三峡水库175 m试验性蓄水过程中库区水位、流量、含沙量变化过程,通过三峡库区寸滩、清溪场、万县、朱沱（三）水文站实测的水位、流量、含沙量、水面比降资料,分析了蓄水过程中三峡库区沿程水面比降、库区水文站的水位流量关系、含沙量变化、库区冲淤变化等。分析结果为认识掌握三峡水库175 m蓄水后库区水文泥沙的变化规律积累了资料,对探索三峡库区水文泥沙的监测方式和分析研究将具有积极作用。