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基于动理学理论的坡面水流土壤分离能力研究

应用基础与工程科学学报 2021年第3期29卷 591-605页

作者：贾宝真钟德钰张科利清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室青海西宁810016 北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

土壤分离能力是反映土壤侵蚀强弱的重要参数,但目前研究中多采用基于实验数据建立的经验公式来计算,在反映水流作用下土壤分离过程的物理机制时存在不少困难.本文基于泥沙运动的动理学理论建立了新的土壤分离函数,将分离能力表示为单位... 详细信息

土壤分离能力是反映土壤侵蚀强弱的重要参数,但目前研究中多采用基于实验数据建立的经验公式来计算,在反映水流作用下土壤分离过程的物理机制时存在不少困难.本文基于泥沙运动的动理学理论建立了新的土壤分离函数,将分离能力表示为单位时间内在外力作用下,单位面积床面上脱离土体的物质通量.分离函数的核心为颗粒速度分布函数,反映了土壤分离过程中颗粒微观受力状态的分布规律,而颗粒脱离床面的速度在状态空间上的积分则反映了分离过程的宏观统计规律.文中采用共计12组实验数据对分离函数进行了验证,并与其他3家代表性分离函数进行了对比.结果表明,本文分离函数的计算值与实验数据较为一致,相对误差在[-0.5,0.5]之间的数据占所有数据的78%,具有良好的计算精度.由于基于泥沙运动的动理学理论得到的分离函数具有较强的理论基础,本文的研究结果也为揭示土壤分离过程的力学机制提供了新的理论方法.

关键词：坡面流分离能力动理学理论速度分布函数水动力学机制

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基于动理学理论的床沙冲刷函数

水利学报 2017年第7期48卷 779-790页

作者：贾宝真张磊李肖男钟德钰清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100048 青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室青海西宁810016

针对泥沙研究中床面泥沙冲刷函数以经验公式为主,难以深入分析紊流随机因素作用下床面泥沙运动与冲刷强度的力学联系的问题,本文基于泥沙运动的动理学理论建立了床面泥沙冲刷函数。论文中,在动理学理论框架下将床沙冲刷通量表示为单位... 详细信息

针对泥沙研究中床面泥沙冲刷函数以经验公式为主,难以深入分析紊流随机因素作用下床面泥沙运动与冲刷强度的力学联系的问题,本文基于泥沙运动的动理学理论建立了床面泥沙冲刷函数。论文中,在动理学理论框架下将床沙冲刷通量表示为单位面积和单位时间内在紊流升力、拖曳力、重力等作用下离开床面的泥沙质量(体积)的统计系综平均,并采用泥沙运动的动理学方程确定了冲刷函数中床面泥沙运动的速度分布函数这一关键统计力学变量。论文还将得到的冲刷函数与3家80组不同来源的实验数据以及3家冲刷函数进行了对比,并作为冲刷边界条件用于悬移质输沙的计算。结果表明,本文得到的冲刷函数不仅具有更好的理论基础,且冲刷通量计算值与实验值符合良好,相对误差在[-0.5~0.5]之间的数据占所有数据的87.2%,相比其他冲刷函数具有更好的计算精度;作为边界条件计算得到的冲刷过程中悬移质浓度分布也较好地复原了实验过程。本文的研究表明,基于动理学理论的冲刷函数既反映了微观状态下拖曳力、升力等随机性外力对床面颗粒运动的影响,又反映了颗粒运动的统计规律,从而能更准确地从力学本质上反映水流强度及颗粒大小等对冲刷通量的影响规律,体现了动理学理论在分析床面泥沙运动特征的优势。

关键词：冲刷函数动理学理论速度分布函数床沙冲刷通量

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非恒定流推移质运动研究进展分析

水力发电学报 2022年第4期41卷 9-17页

作者：王乐钟德钰孟长青贾宝真华北电力大学水利与水电工程学院北京102206 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室西宁810016

非恒定流推移质输沙是河流动力学研究中的基础性问题之一。近几十年来,国内外许多学者对这一问题开展了探索性研究,取得了不少研究成果。本文简要回顾了非恒定流推移质运动的研究历程,并从4个方面总结了非恒定流推移质输沙研究进展和主... 详细信息

非恒定流推移质输沙是河流动力学研究中的基础性问题之一。近几十年来,国内外许多学者对这一问题开展了探索性研究,取得了不少研究成果。本文简要回顾了非恒定流推移质运动的研究历程,并从4个方面总结了非恒定流推移质输沙研究进展和主要成果:(1)水沙运动的滞后性;(2)泥沙运动的绳套变化特征;(3)推移质输沙率;(4)洪水驱动下的推移质输沙量。基于对已有研究结果的归纳与分析,指出了现阶段研究中存在的不足,并提出了非恒定流推移质运动的研究建议。

关键词：非恒定流推移质绳套特性输沙率输沙量

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国内外水电环境及可持续性评价标准的比较

水力发电 2013年第4期39卷 13-16页

作者：贾宝真禹雪中中国水利水电科学研究院北京100038 国家水电可持续发展研究中心北京100038

概要介绍瑞士绿色水电认证、美国低影响水电认证以及IHA水电可持续性评估规范的基本内容及应用情况,对国内现有水电开发的法规、政策、技术标准进行总结归纳。对国内外水电环境及可持续性评价进行的比较和分析表明,我国已经建立了系统... 详细信息

概要介绍瑞士绿色水电认证、美国低影响水电认证以及IHA水电可持续性评估规范的基本内容及应用情况,对国内现有水电开发的法规、政策、技术标准进行总结归纳。对国内外水电环境及可持续性评价进行的比较和分析表明,我国已经建立了系统的水电开发技术标准体系,涵盖了环境、经济和社会三个方面的内容,与绿色水电和水电可持续性的理念一致,内容全面且与国际接轨,在生态环境保护方面一些标准还处于前沿地位,但水电工程运行期环境标准、水电开发社会管理标准还需要进一步完善。

关键词：评价标准环境影响水电可持续性评估规范比较

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黄河中游水沙变化归因分析

南水北调与水利科技（中英文） 2022年第5期20卷 976-987页

作者：张青青钟徳钰贾宝真青海大学水利电力学院西宁810016 青海大学三江源生态与高原农牧业国家重点实验室西宁810016 青海大学昆仑学院西宁810016 中规院(北京)规划设计有限公司北京100084

采用基于模糊互判断矩阵的层次分析法(fuzzy analytic hierarchy process,FAHP)分析人类活动和气候变化对黄河中游水沙变化的贡献率,并将FAHP法分析的结果与累积量斜率变化率比较法(slope changing ratio of cumulative quantity,SCRCQ... 详细信息

采用基于模糊互判断矩阵的层次分析法(fuzzy analytic hierarchy process,FAHP)分析人类活动和气候变化对黄河中游水沙变化的贡献率,并将FAHP法分析的结果与累积量斜率变化率比较法(slope changing ratio of cumulative quantity,SCRCQ)分析的结果进行对比,2种方法计算结果变化规律一致。结果表明:气候变化对径流和泥沙的影响小于人类活动的影响,1970年代、1980年代、1990年代、2000年代人类活动对径流减少的贡献率分别为68%、64%、64%、75%,人类活动对泥沙减少的贡献率分别为45%、65%、59%、69%。

关键词：黄河中游人类活动气候变化水沙变化贡献率

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绿色水电工程建设规划的概念和内容及方法

水力发电 2012年第2期38卷 1-5页

作者：代成良禹雪中贾宝真华能澜沧江水电有限公司云南昆明650214 国家水电可持续发展研究中心北京100038

为了实现水电开发与生态环境协调发展的目标,在一些具备技术和资金条件的水电站,可以根据水电工程对生态环境的影响特征,在水电工程的规划设计阶段提出相对于环境可行性更高的生态环境保护目标,并且明确相应的保护措施,这是绿色水电工... 详细信息

为了实现水电开发与生态环境协调发展的目标,在一些具备技术和资金条件的水电站,可以根据水电工程对生态环境的影响特征,在水电工程的规划设计阶段提出相对于环境可行性更高的生态环境保护目标,并且明确相应的保护措施,这是绿色水电工程建设规划的基本特征和目标。分析了绿色水电工程建设规划的概念和基本内容,提出了包括施工期和运行期的规划指标体系,并且探讨了规划的时期和基本方法。该研究成果可以为满足我国水电开发保护生态环境的宏观需求以及实现水电工程生态友好的建设目标提供参考和技术支持。

关键词：绿色水电建设规划指标体系内容方法

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绿色小水电评价的作用、内容及标准分析

中国水能及电气化 2012年第7期 1-7页

作者：禹雪中冯时贾宝真中国水利水电科学研究院国家水电可持续发展研究中心北京100038

绿色小水电评价是从环境、社会、经济和安全四个方面,对处于运行阶段的小水电站进行评价,根据评价结果给予处于行业先进水平的小水电站以经济、政策或技术方面的激励。在分析国际水电环境认证制度、水电可持续性评估规范和我国相关技术... 详细信息

绿色小水电评价是从环境、社会、经济和安全四个方面,对处于运行阶段的小水电站进行评价,根据评价结果给予处于行业先进水平的小水电站以经济、政策或技术方面的激励。在分析国际水电环境认证制度、水电可持续性评估规范和我国相关技术标准的基础上,针对我国小水电行业存在的问题,提出通过实施技术评价和激励机制为核心的绿色小水电评价,从而发挥行业引导作用,促进实现小水电保护生态和改善民生的基本目标。本文分析了绿色小水电评价的含义和作用,从环境保护、社会发展、经济效益和安全运行四个方面分析了评价的主要内容,并且探讨了评价基线和标准阈值两个评价标准的关键问题。

关键词：绿色小水电评价作用内容标准

变化环境下黄河下游治理模式对河床冲淤的影响

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水力发电学报 2017年第9期36卷 60-74页

作者：李肖男钟德钰王彦君王永强贾宝真张红武清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室西宁810016 长江科学院水资源综合利用研究所武汉430010

针对近年来入黄水沙量减小的形势,结合黄河下游滩区治理的新思路,利用一维水沙数学模型开展了长历时尺度的下游河道模拟研究。采用2013年汛前实测大断面作为初始地形,针对年均来沙3亿t、6亿t和8亿t三组水沙情景,分别模拟了现状宽河治理... 详细信息

针对近年来入黄水沙量减小的形势,结合黄河下游滩区治理的新思路,利用一维水沙数学模型开展了长历时尺度的下游河道模拟研究。采用2013年汛前实测大断面作为初始地形,针对年均来沙3亿t、6亿t和8亿t三组水沙情景,分别模拟了现状宽河治理模式和防护堤窄河治理模式下下游河道未来50年的冲淤演变趋势,重点关注了累计冲淤量、沿程冲淤分布、滩槽冲淤分布和平滩流量等要素的变化趋势。结果表明:三种水沙情景下窄河模式整体均较宽河模式表现为减淤,其中在来沙3亿t的情景下,窄河治理模式的减淤效果在沿程各河段均有体现;在来沙6亿t和8亿t的情景下,窄河治理模式在游荡型和弯曲型河段有所减淤,但在过渡河段增淤,可导致驼峰淤积现象,河床冲淤规律相对复杂,对治理模式的影响需要进一步研究。

关键词：黄河下游变化水沙形势治理模式一维数值模拟

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不同治理方案下黄河下游河道的冲淤变化研究

人民黄河 2017年第12期39卷 37-46页

作者：马睿韩铠御钟德钰张红武王彦君贾宝真清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室青海西宁810016

为定量比较黄河下游河道现状治理方案(简称为宽河方案)及"两道防线"模式中的防护堤窄河方案(属于常态下的窄河方案)下的河床冲淤变化,通过适用于长历时与长河段的准二维水沙数学模型,引入河床综合稳定性指标作为河相关系均衡调整准则,... 详细信息

为定量比较黄河下游河道现状治理方案(简称为宽河方案)及"两道防线"模式中的防护堤窄河方案(属于常态下的窄河方案)下的河床冲淤变化,通过适用于长历时与长河段的准二维水沙数学模型,引入河床综合稳定性指标作为河相关系均衡调整准则,针对未来黄河年均来沙分别为3亿、6亿、8亿t这3种50 a水沙系列条件进行了模拟计算。结果表明:在来沙量客观上明显减少的趋势下,窄河治理方案不仅有利于滩区的防洪减灾,而且比现状治理方案更有利于河床减淤;若采取年均6亿、8亿t的多沙系列条件开展计算,则窄河方案比宽河方案在小浪底—花园口河段和花园口—高村河段的减淤效果都明显,而高村—艾山河段略有增淤,艾山—利津河段淤积量亦有所减小。

关键词：水沙数学模型输沙能力河道冲淤治理方案黄河下游