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黄河河口生态需水研究进展与展望

水利学报 2020年第9期51卷 1101-1110页

作者：于守兵凡姚申余欣窦身堂黄河水利科学研究院河南郑州450003 水利部黄河泥沙重点实验室河南郑州450003

黄河河口生态需水包括河流生态需水、湿地生态需水和近海生态需水。系统梳理了近20年来黄河河口生态需水目标、需水类别和需水量计算结果;结合黄河河口演变特点,提出生态需水研究的重点和主要方向。河流生态需水以满足重要渔业物种生境... 详细信息

黄河河口生态需水包括河流生态需水、湿地生态需水和近海生态需水。系统梳理了近20年来黄河河口生态需水目标、需水类别和需水量计算结果;结合黄河河口演变特点,提出生态需水研究的重点和主要方向。河流生态需水以满足重要渔业物种生境为主,重点研究指示物种对天然径流量节律的响应特征,量化水文-生态响应关系,在某种程度上恢复自然水文情势的生态功能。湿地生态需水应深入研究植被、土壤、水体的水盐平衡和蒸散发规律,从植被和鸟类生态位的合理设计以及生物多样性维持出发构建生态系统结构,确定湿地合理规模。近海生态需水应研究入海冲淡水对渔业物种低盐产卵育幼场的塑造和维持机制,以及重要渔业物种习性、适宜营养盐水平与磷酸盐输送扩散机制。小浪底水库运用以来,利津断面径流量满足已有生态需水径流量各项研究成果要求的年份比例为37%~58%,春季经流过程经常缺乏流量脉冲。初步分析以湿地、河道鱼类和近海鱼类为主要目标的全年生态需水量为86亿m^3,径流过程需要阶段性场次洪水。建议对小浪底水库调度方案进行多年优化调整,兼顾春季流量脉冲的塑造,在更大程度上满足河口生态需求。

关键词：黄河河口生态需水河流湿地近海

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黄河河口流路多目标联合运用方式研究

水利水运工程学报 2024年第1期2024卷 1-7页

作者：于守兵黄河水利委员会黄河水利科学研究院河南郑州450003 水利部黄河下游河道与河口治理重点实验室河南郑州450003

黄河河口流路运用方式面临着新形势下保障防洪安全、维持生态功能和减缓海岸蚀退等多目标需求。采用实测水文资料和现场调查资料,分析河口河道防洪形势、黄河口国家公园建设需求和备用流路现状情况。清水沟流路在小浪底调水调沙运用后... 详细信息

黄河河口流路运用方式面临着新形势下保障防洪安全、维持生态功能和减缓海岸蚀退等多目标需求。采用实测水文资料和现场调查资料,分析河口河道防洪形势、黄河口国家公园建设需求和备用流路现状情况。清水沟流路在小浪底调水调沙运用后防洪形势明显改善,然而仍面临着大洪水的威胁;目前河道滩地呈现约6‱的倒比降,加剧了大洪水时的防洪压力。黄河口国家公园清水沟片区在清四控导工程以下无整治工程,规划的科研平台和大量基础设施要求洪水尽量不漫滩。刁口河片区规划的生态补水量为0.55亿m^(3),附近海岸因缺乏泥沙补给处于蚀退状态。刁口河主槽淤积萎缩,滩地开发建设侵占严重,亟待长期过水加强保护。新形势下黄河河口流路运用方式为“联合运用、常态过水、平滩分流、双河行洪”。刁口河常年维持一定的过水流量。当清水沟流量达到3500 m^(3)/s时向刁口河分流,大洪水时两条流路作为5000 m^(3)/s流量的泄洪通道。

关键词：黄河河口多目标流路运用清水沟流路刁口河流路

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浅水方程无结构网格有限体积法研究进展

水运工程 2009年第5期 15-20页

作者：于守兵南京水利科学研究院江苏南京210024 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210024

回顾了近些年国内外基于无结构网格的有限体积法模拟浅水流动的发展,着重论述了无结构网格的有限体积法的应用、高性能的法向数值通量的计算格式、物理量的重构和浅水流动静水压力项与底坡项的平衡问题。讨论了无结构网格有限体积法隐... 详细信息

回顾了近些年国内外基于无结构网格的有限体积法模拟浅水流动的发展,着重论述了无结构网格的有限体积法的应用、高性能的法向数值通量的计算格式、物理量的重构和浅水流动静水压力项与底坡项的平衡问题。讨论了无结构网格有限体积法隐式求解、减小局部一维化误差和构造具有明确物理意义的消除虚假流动的计算方法等有待于进一步研究的方向。

关键词：浅水方程有限体积法无结构网格

计算二维浅水方程中静水压力项与底坡项的积分平衡法

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水利水电科技进展 2009年第4期29卷 32-35页

作者：于守兵南京水利科学研究院江苏南京210024 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098

考虑静水压力项随水深的非线性变化,推导出计算二维浅水方程中静水压力项和底坡项的积分平衡法,以消除静水条件下的虚假流动。采用三角形网格的有限体积法模拟浅水流动,在以斜底模型逼近实际地形和控制体内变量线性分布的条件下,准确积... 详细信息

考虑静水压力项随水深的非线性变化,推导出计算二维浅水方程中静水压力项和底坡项的积分平衡法,以消除静水条件下的虚假流动。采用三角形网格的有限体积法模拟浅水流动,在以斜底模型逼近实际地形和控制体内变量线性分布的条件下,准确积分得出沿控制体界面的静水压力项和控制体上底坡项的表达式,从理论上证明了在静水条件下两者能够达到平衡。过丘恒定流算例计算结果表明,该算法能够使水流保持静水状态,不产生虚假流动。

关键词：浅水方程三角形网格有限体积法底坡项静水压力项

平面二维非均匀泥沙OpenMP并行计算模型

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水利水电科技进展 2012年第2期32卷 11-14页

作者：于守兵黄河水利科学研究院河南郑州450003

为实现平面二维非均匀泥沙模型并行计算,采用OpenMP指令对串行源程序进行改造。基于三角形-四边形混合网格的平面二维非均匀泥沙有限体积模型具有显式求解时网格单元相互独立性这种特性,Fortran串行源程序无需进行较大的修改,只要在循... 详细信息

为实现平面二维非均匀泥沙模型并行计算,采用OpenMP指令对串行源程序进行改造。基于三角形-四边形混合网格的平面二维非均匀泥沙有限体积模型具有显式求解时网格单元相互独立性这种特性,Fortran串行源程序无需进行较大的修改,只要在循环计算和数组整体操作部分嵌入OpenMP循环并行指令和数组并行指令,即可实现并行计算。案例分析结果表明,在并行线程数目等于计算机固有线程数目时,并行加速比达到最大值1.55;OpenMP技术使用线程间共享内存的方式协调并行计算,很适合在多核计算机上运行,且编程简单灵活,将随着计算机硬件性能的提高得到更广泛的应用。

关键词： OpenMP 并行计算非均匀泥沙模型有限体积法

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黄河三角洲海岸线标准对陆地面积的影响

海洋地质前沿 2021年第2期37卷 1-9页

作者：于守兵凡姚申水利部黄河水利委员会黄河水利科学研究院郑州450003 水利部黄河泥沙重点实验室郑州450003

黄河三角洲陆地面积变化关系到河口综合治理、国土规划、自然保护区发展以及油气资源的勘探开发等战略布局。已有研究采用的海岸线标准主要有:根据实测资料确定的高潮线、低潮线、黄海0 m线和黄海−2 m线以及从卫星遥感影像提取的高潮线... 详细信息

黄河三角洲陆地面积变化关系到河口综合治理、国土规划、自然保护区发展以及油气资源的勘探开发等战略布局。已有研究采用的海岸线标准主要有:根据实测资料确定的高潮线、低潮线、黄海0 m线和黄海−2 m线以及从卫星遥感影像提取的高潮线、低潮线和瞬时水边线。近代黄河三角洲、现代黄河三角洲、清水沟流路范围、清8汊河范围内采用不同的海岸线标准得到的亿吨来沙造陆面积(造陆效率)成果存在较大差别。采用影像特征海岸线得到的部分时段造陆效率偏差较大,其原因主要与黄河三角洲沿岸发育的坡度平缓的广阔潮滩有关。从黄河三角洲海岸演变特征出发,采用黄海−2 m线作为海岸线基本上包含了径流与海洋动力作用最强烈区域,适宜于研究海岸淤进和蚀退,以及由此产生的对流路出汊、摆动和黄河下游的反馈影响。已有动态平衡沙量研究因采用海岸线标准不一致存在较大差别,而且三角洲长时期以淤进为主,蚀退时段的样本较少。在目前行河流路处于长期相对稳定的局面下,研究清水沟流路范围内海岸动态稳定的沙量更有实践意义。

关键词：黄河三角洲陆地面积海岸线造陆效率平衡沙量

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σ坐标系下浅水方程水平扩散项守恒型式

海洋工程 2010年第3期28卷 123-127页

作者：于守兵南京水利科学研究院江苏南京210024 水文水资源与水利工程学科国家重点实验室江苏南京210024

三维浅水模型控制方程经σ坐标变换后,其水平扩散项还存在一变换因子,故不能被常见的扩散模型表示成守恒型式。对σ坐标系下浅水方程水平扩散项进行处理,得到守恒型式的扩散模型,并采用垂向二维静水盐度扩散算例进行验证,结果表明守恒... 详细信息

三维浅水模型控制方程经σ坐标变换后,其水平扩散项还存在一变换因子,故不能被常见的扩散模型表示成守恒型式。对σ坐标系下浅水方程水平扩散项进行处理,得到守恒型式的扩散模型,并采用垂向二维静水盐度扩散算例进行验证,结果表明守恒型模型能够保持初始的盐度分布。

关键词： σ坐标系浅水方程水平扩散项盐度扩散

黄河下游游荡河段自然形成的稳定河道对黄河治理的启示

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水利水电科技进展 2014年第6期34卷 45-48页

作者：齐璞孙赞盈于守兵黄河水利委员会黄河水利科学研究院河南郑州450003

黄河下游游荡性河道具有比降陡、宽浅散乱、河势多变的特性,但在双井至来童寨约10km河段因为河的一岸为整治工程,另一岸由抗冲刷黏土组成,形成了相对稳定的河道,近20多年中,包括小浪底水库投入运用后10多年河槽发生强烈冲刷的时期,均没... 详细信息

黄河下游游荡性河道具有比降陡、宽浅散乱、河势多变的特性,但在双井至来童寨约10km河段因为河的一岸为整治工程,另一岸由抗冲刷黏土组成,形成了相对稳定的河道,近20多年中,包括小浪底水库投入运用后10多年河槽发生强烈冲刷的时期,均没有发生过横河、斜河等险情,成为游荡河段中的特例,为黄河下游游荡性河道治理指明了方向。建议在老田庵至武庄河段进行双岸整治试点,为有效稳定游荡性河道积累经验。

关键词：游荡性河道横河斜河双岸整治小浪底水库黄河治理

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包神铁路黄河大桥冰凌开河期实体模型试验

水利水电科技进展 2014年第4期34卷 57-61页

作者：于守兵顾志刚侯志军黄河水利科学研究院泥沙研究所河南郑州450003

为了研究包神铁路黄河大桥建成后在冰凌开河期对冰凌水体的壅高程度,基于冰流重力相似、冰流阻力相似、冰流量相似、浮冰运动相似等冰凌运动相似原理,采用添加少量石膏粉的石蜡作为模型冰,进行实体模型试验。试验结果表明:将模型冰块制... 详细信息

为了研究包神铁路黄河大桥建成后在冰凌开河期对冰凌水体的壅高程度,基于冰流重力相似、冰流阻力相似、冰流量相似、浮冰运动相似等冰凌运动相似原理,采用添加少量石膏粉的石蜡作为模型冰,进行实体模型试验。试验结果表明:将模型冰块制作成不规则形状能够较好地模拟桥梁附近的卡冰现象;当开河流量为1200m3/s、冰流密度为80%时,拟建桥梁、现状桥梁工况的上游水位壅高值分别为1.36m和2.21m;拟建桥梁的主跨比现状桥梁增加了近1倍,桥位断面排冰过流能力大大增强。

关键词：冰凌开河流量冰流密度实体模型试验包神铁路黄河大桥