库区平面二维水沙数学模型的 研究与应用

本文建立了库区平面二维水沙数学模型,应用有限体积法思想,增强了模型的适应性和灵活 性。利用该模型对庙宫水库库区内的水流和泥沙冲淤进行分析研究,结果表明,模型能较好地模拟水 库的河道水流泥沙运动及河床变形情况,将其应用于庙宫水库蓄水排沙预报的模拟计算中,通过综合 对比,提出了水库现状泄流条件下最优清淤方案。     

断面内不同湿周上糙率迭加方法的讨论

一、问题提出 迭加断面内不同湿周上糙率的方法,是河渠水力学方面的一个老问题,曾有过一些研究,提出过一些方法。其中主要的有三类:巴甫洛夫斯基(1931年)、姜国干(1937年)等提出的 n~2P=n_1~2P_1 n_2~2P_2; (1)豪登(1933年)、H.A.艾因斯坦(1942年)等提出的 n~(3/2)P=n_1~(3/2)P_1 n_2~(3/2)P_2;(2)以及张书农、唐存本按最小耗能原理提出的方法。上述两式中n为糙率,P为湿周,脚标1、2表示附着于床面流动与附着于边壁流动的编号,不加脚标者表示全断面的值。     

江湖关系变化的内在机理

从理论上深入揭示了江湖关系内在联系及机理,着重从荆江与分流河道2个方面分析了径流量变化、冲淤及其河道演变的规律。其中在荆江的径流量变化及冲淤方面包括:荆江裁弯具有分汊河道的裁弯特性;荆江流量加大引起冲刷;荆江流量加大对三口河道的影响;分流河道与荆江同时冲刷;三峡水库建成后荆江及中下游河段冲刷的平衡时间,以及监利输沙量变化的估计等。在分流河道演变方面包括:分流河道作为三角洲上的河道;季节性河道形成——断流机理;分流引起淤积的原因;分流河道的淤积平衡;分流河道进一步分汊后再淤积;分流河道冲刷时挟沙能力会大幅度减少;三峡水库运行后径流量减少幅度大幅变缓。     

基于固液两相流模型的泥石流流速垂向分布研究

泥石流流速的垂向分布是泥石流运动理论中的核心问题之一。以固液两相流模型为基础,分析了泥石流中两相速度相等与不等条件下的本构关系和泥石流流速垂向分布的计算方法;在二维恒定均匀流的条件下,考虑两相之间的相互作用,推导层流和紊流流态下泥石流中液相和固相速度的垂向分布公式,并采用不饱和水石流的试验数据进行了验证。结果表明:泥石流两相之间的速度差异是描述两相之间相互作用的根本所在;泥石流固相浓度与本构关系中的模化参数均有关联,是流速垂向分布计算中的重要参量;基于两相流模型的泥石流流速垂向分布公式比现有公式更具普遍意义,且其计算结果能与试验数据较好吻合。     

50 年来泥沙研究所主要研究进展

50年来,泥沙研究所几代科技人员勤奋工作,兢兢业业,对我国工程泥沙问题进行了大量针对性的研究,为一些重大工程提供了技术支撑。在三门峡、小浪底和三峡水库上下游的泥沙问题解决,黄河和长江等河道演变研究和治理、黄河口演变和治理等,无不包含着我所职工的心血。不少科研人员,在所里组织和个人自觉开展相结合的形式下,不间断地开展泥沙运动基本理论研究,经过一批研究人员的艰辛努力,研究成果颇为丰硕,如浑水异重流、泥沙运动随机理论、非均匀悬移质不平衡输沙、高含沙水流、水库淤积及河床演变等理论成果,其中一些达到了国际先进甚至领先水平,为将我院提升为国际一流科研机构做出了重要贡献。     

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。     

推移质中的几个理论问题研究

研究推移质中泥沙起动的起动标准、颗粒在床面位置、细颗粒的成因起动等问题,非均匀沙输沙率规律中的研究内容、目前研究的三个方面、推移质不平衡输沙问题,卵石推移质移动速度问题,推悬比对推移质淤积的影响,悬移质向推移质的转化,卵石河床上沙质推移质估计以及沙质河床推移质估计等七个理论问题.     

泥沙问题不是兴建三峡工程的拦路虎

本文根据水库淤积的一般规律、南方一些水库淤积调查、数学模型的计算和过去作者研究三峡水库的经验,论证了三峡水库泥沙问题在原则上已研究清楚,可以满足方案选择的要求。这就是说泥沙问题不是兴建三峡工程的拦路虎。文章首先指出三峡水文泥沙资料是可靠的,数学模型采用的数据是合理的。其次,介绍了三峡水库可能的淤积过程,指出了至最终平衡时,能保留87％以上的防洪库容和90％以上的发电调节库容,并介绍水库之所以能做到长期使用的原因。第三部分引用了淤积引起的洪水抬高的研究结果,以及从方案选择方面控制重庆水位抬高。第四部分分析了变动回水区重庆以下航道水深,指出从全局看较之天然河道航深有较大的改善;这不仅由于水库变动回水区的一般规律,而且还在于采用了作者建议的航道控制调度原则。第五部分讨论了重庆港区的四个泥沙问题,除高方案边滩淤积对重庆港区码头可能会造成一些麻烦外,其它问题是可以解决的。     

论三峡水库泥沙淤积的控制——处理三峡水库泥沙的策略与措施

本文专门论述三峡水库泥沙淤积的控制，它是解决三峡工程泥沙问题的关键之一，首先介绍了根据多年研究，提出的利用水库长期使用方法，控制库容淤积，从而能保证绝大部分防洪库容和调节库容。其次提出按照水库积和回水的相互作用，利用防洪限制水位控制库尾回水抬高、筘辊重庆市洪水位抬高，以尽可能减少中、后期淹没，第三、着重阐述了在三峡水库泥沙研究中为了增加水库航深，首次提出航运控制调度的概念，以限制枯水期水位消落，增加其航深，在此基础上从水库淤积控制角度论述了三峡水库运用水位的选择。     

对调水调沙理解的几个误区和有关质疑的讨论——"黄河调水调沙的根据、效益和巨大潜力"之十

由于黄河输沙和变形复杂,加之调水调沙和清水冲刷改变了原来河道的一些规律,从而使调水调沙一些深刻的机理难以被理解,因此出现了一些不同的看法,这是完全正常的。但是有不少看法,是认识上的误区。对这些误区进行了讨论,力求透过现象揭示本质：对第一个误区“小浪底水库造成下游河道冲刷基本是清水下泄作用,与三门峡水库初期运用并无差别”,指出从冲刷总量、冲淤部位、利津含沙量、洪水位降低、滩槽冲淤差别分析,小浪底运用结果均较三门峡为优,显现出调水调沙的效果;对第二个误区“小浪底水库初期运用坝前水位超高太多,对水库淤积与下游河道冲刷均有不利影响”,指出在以人为本的要求下,尽可能不淹滩地,是小浪底水库调整运用方式的根本原因;对第三个误区“调水调沙作用很小,冲刷2．764亿t,只占总冲刷的20．9％”,从泥沙搬家的角度分析了调水调沙的冲刷量是可以增值的,从主槽冲刷、洪水位降低以及平滩流量加大等进行了分析,认为调水调沙的作用远不止冲刷总量的20．9％。