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基于平移相关法的黄河口溯源冲淤范围分析

水科学进展 2021年第2期32卷 242-249页

作者：王党伟吉祖稳邓安军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

河口延伸及流路改道的溯源影响是科学制定黄河下游河道治理与河口治理规划的关键问题之一,关系到治黄战略及策略的确定。基于沿程冲淤和溯源冲淤在时空上的传播特征,提出了平移相关分析方法,采用1950—1990年的水位数据,分析了黄河口流... 详细信息

河口延伸及流路改道的溯源影响是科学制定黄河下游河道治理与河口治理规划的关键问题之一,关系到治黄战略及策略的确定。基于沿程冲淤和溯源冲淤在时空上的传播特征,提出了平移相关分析方法,采用1950—1990年的水位数据,分析了黄河口流路演变对黄河下游河道的溯源影响过程和范围。结果表明:①黄河下游不同断面上的水位总体呈震荡上升趋势,水位变化过程在空间上并不完全同步,相同时间节点上各断面水位存在较大差别,具有扰动波的传播特征;②黄河下游沿程冲淤发展速率较快,冲淤扰动波从花园口传递到高村大约需要1 a,高村与艾山之间的冲淤变化则基本同步;③溯源冲淤发展速度较慢且存在滞后效应,泺口冲淤变化主要受利津前8 a冲淤变化的累积影响;④黄河口流路演变溯源影响主要在艾山以下,距离黄河入海口约350 km以内的河段主要受溯源冲淤影响。

关键词：河口演变溯源影响平移相关分析法黄河口

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入湖河流三角洲形成发展规律

应用基础与工程科学学报 2016年第5期24卷 943-954页

作者：刘飞张小峰邓安军董占地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 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

通过概化水槽试验对水流泥沙从河流进入浅水湖泊层后的三角洲堆积体形成发展过程进行研究,得到如下规律.平面形态变化:第一阶段,三角洲堆积体在初期按水下舌状、扇状和树枝状形态形成发展,其表面有明显的主河槽且两侧区域有较多串沟;第... 详细信息

通过概化水槽试验对水流泥沙从河流进入浅水湖泊层后的三角洲堆积体形成发展过程进行研究,得到如下规律.平面形态变化:第一阶段,三角洲堆积体在初期按水下舌状、扇状和树枝状形态形成发展,其表面有明显的主河槽且两侧区域有较多串沟;第二阶段,三角洲堆积体表面依次形成顺直河槽、分汊河槽和微弯河槽,水流泥沙沿不同河槽的主流方向以不同方式向前推进.纵向推进速率变化:第一阶段初始较大,受横向展宽影响纵向推进逐渐减弱;第二阶段以相对稳定的速率推进.垂向变化:堆积体的淤积抬高速率初始较大,随历时增加逐渐减小并保持稳定,整体上不断淤积抬高.横向变化:受河槽底部泥沙淤积抬高的影响,水流泥沙向两侧区域漫流;随堆积体纵向推进长度变长,水流泥沙在河槽主流中出现横向泥沙输移现象.

关键词：入湖河流三角洲形成发展规律纵向推进速率造床试验

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高含沙水流模拟的几个关键技术问题研究

高含沙水流模拟的几个关键技术问题研究

作者：邓安军中国水利水电科学研究院

学位级别：硕士

通过分析实测资料，研究了挟沙力、综合糙率系数、断面变形规律，以及恢复饱和系数等高含沙水流模拟的几个关键技术问题，得到如下认识。 (1)避开高含沙水流挟沙力复杂的物理概念，通过分析前人的研究成果和实测资料，认为水流挟沙力的... 详细信息

通过分析实测资料，研究了挟沙力、综合糙率系数、断面变形规律，以及恢复饱和系数等高含沙水流模拟的几个关键技术问题，得到如下认识。 (1)避开高含沙水流挟沙力复杂的物理概念，通过分析前人的研究成果和实测资料，认为水流挟沙力的影响因素主要有含沙量、流速、温度、中值粒径以及泥沙颗粒的非均匀系数，并且存在临界含沙量(约为70kg/m)，高于该含沙量与低于该含沙量时各因素对水流输沙能力的影响效果不一定相同。进一步建立了计算水流挟沙力的BP网络模型，通过检验，符合程度较高，预测误差远小于一般水流挟沙力公式的计算误差。 (2)挟沙水流的综合糙率系数与流量、水位的相关关系较差;与含沙量的相关关系较好，并且综合糙率系数随着含沙量的增加先减小后增加;与佛氏数的相关关系最好，在天然河道中可以根据佛氏数计算糙率系数。影响高含沙水流糙率系数的因素主要有床沙组成、含沙量及水流佛氏数，以三个影响因素为输入因子，综合糙率系数为输出变量，建立了BP网络模型，实践表明该模型是可以用于计算糙率系数的，其计算精度明显优于公式(3-16)，公式(3-16)的计算精度略优于张红武公式。目前来说，这三种计算方法是计算挟沙水流综合糙率系数比较理想的方法。 (3)断面各测点流速与水深基本成正比关系，但在数学模型计算时需要适当修正;含沙量沿断面的横向分布仍可用张红武公式计算，只是系数不再为定值，而是含沙量的函数，系数随含沙量的增加而增大，可根据式(4-3)计算系数a;断面测点泥沙中值粒径与测点含沙量成正比。 (4)断面主槽面积和断面宽深比的变化既与来水来沙条件有关，又与边界条件有关。只有在边界条件变化不大的条件下，主槽面积与河相关系才与水沙条件有良好的关系。所以目前的一些只与水沙条件有关的控制河宽或河相关系的经验公式在运用时需要慎重。通过分析实测断面资料，以及对渭河及三门峡库区物理模型试验时的适时地形变化观测，定性认为对冲积河流的冲淤量沿横断面的分布是尽量适应来水来沙条件的变化，并提出了发生冲淤时断面变化规律以及模拟河道展宽的方法。 (5)通过分析认为可以假定河底含沙量与垂线平均含沙量的比值是垂线平均含沙量的函数，即式(5-10)及式(5-11)，从而推导出新的河床变形方程，该方程符合泥沙运动力学的基本理论。通过对新的河床变形方程的探讨，发现一般意义上的恢复饱和系数实际上是一个综合参数，而不再是河底含沙量与垂线平均含沙量的比值，可以取远小于1的值。这些研究成果可以用来改进泥沙数学模型，以提高高含沙水流数学模型的模拟精度。

关键词：高含沙水流挟沙力糙率断面恢复饱和系数

孟加拉湾1991-2020年风暴潮模拟及湾顶最大增水的时相特征

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海洋学报 2023年第6期45卷 1-12页

作者：王玉海邓安军郭传胜中国水利水电科学研究院泥沙研究所北京100048

研究风暴潮期间的增水过程、振幅和时相特征对提高风暴潮实时预报的精度和减轻灾害损失具有重要价值。采用径流、潮汐、风、波浪耦合模型模拟了孟加拉湾1991-2020年期间对湾顶布里斯瓦尔河口一带增水影响最大的28次热带气旋过程。结果显... 详细信息

研究风暴潮期间的增水过程、振幅和时相特征对提高风暴潮实时预报的精度和减轻灾害损失具有重要价值。采用径流、潮汐、风、波浪耦合模型模拟了孟加拉湾1991-2020年期间对湾顶布里斯瓦尔河口一带增水影响最大的28次热带气旋过程。结果显示,由风暴潮总水位减去天文潮位得到的总增水极值相对于天文潮高潮位的出现时刻集中于涨潮阶段,占总次数的89.3%,并且集中于高潮位前的3h和4h。增水过程呈现“(准)孤立波”和“(准)周期性振动”两大类型,其中孤立波形式的增水过程有的在涨潮阶段便完成,也有的持续一个完整的涨、落潮阶段。风暴潮增水-天文潮相互作用曲线具有与天文潮同样周期的振动特征,其振幅与潮差的大小相关,呈现出“涨峰-落谷”与“涨谷-落峰”两种类型,二者具有180°的相位差。热带气旋的行进方向与潮流同逆向、登陆时的潮相、海岸陷波(边缘波)的形成与传播等是决定总增水极值时相特征的主要动力机制。

关键词：孟加拉湾风暴潮 FVCOM 最大增水时相增-潮相互作用边缘波

金沙江下游三堆子河段卵石推移质输沙率公式研究

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水利学报 2024年第1期55卷 35-47页

作者：冯志毅邓安军秦蕾蕾吕瑞茹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 中国水利水电科学研究院水利部泥沙科学与北方河流治理重点实验室北京100048 中国三峡建工(集团)有限公司四川成都610041

金沙江上中游梯级水库运用后,进入下游的悬移质输沙量大幅减少,水沙条件显著变化;同时,卵石推移质输沙量在总输沙量中的比重明显增加,对水库淤积进程影响显著,开展变化水沙条件下金沙江下游卵石推移质输移规律研究具有重要意义。基于下... 详细信息

金沙江上中游梯级水库运用后,进入下游的悬移质输沙量大幅减少,水沙条件显著变化;同时,卵石推移质输沙量在总输沙量中的比重明显增加,对水库淤积进程影响显著,开展变化水沙条件下金沙江下游卵石推移质输移规律研究具有重要意义。基于下游入口三堆子水文站2008—2021年卵石推移质实测资料,对经典起动流速公式和推移质输沙率公式进行了检验与修正。结果表明:与经典起动流速公式计算结果相比,通过引入以卵石粒径为变量的系数,所得到的不同粒径范围的卵石推移质起动流速修正公式,计算精度显著提高;经典推移质输沙公式的计算结果在输沙强度较低时与实测值偏差很大,通过建立输沙强度与水流强度的关系,并引入隐暴参数对公式进行修正,明显提升了其在低输沙率情况下的计算精度。修正后的起动流速公式和推移质输沙率公式能更有效地反映三堆子河段卵石推移质的输移规律。

关键词：金沙江下游梯级水库卵石推移质起动流速推移质输沙率

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紊动强度沿垂线分布规律的分析

泥沙研究 2001年第5期26卷 33-36页

作者：邓安军陈立林鹏叶小云中国水利水电科学研究院泥沙所北京100044 武汉大学水利水电学院教育部水沙科学重点实验室国家电力公司工程泥沙重点实验室湖北武汉430072

在现有研究的基础上 ,运用超声流速仪进行挟沙水流水槽实验 ,并结合分析激光流速仪、应变式紊动流速仪的观测结果 ,建立了纵向紊动强度与流速、流速梯度之间的定量关系。利用数值实验方法 ,分析了水流最大流速、摩阻流速及卡曼常数对紊... 详细信息

在现有研究的基础上 ,运用超声流速仪进行挟沙水流水槽实验 ,并结合分析激光流速仪、应变式紊动流速仪的观测结果 ,建立了纵向紊动强度与流速、流速梯度之间的定量关系。利用数值实验方法 ,分析了水流最大流速、摩阻流速及卡曼常数对紊动强度最大值出现位置的影响。

关键词：紊动强度挟沙水流流速梯度超声流速仪摩阻流速卡曼常数

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我国水库淤损情势分析

水利学报 2022年第3期53卷 325-332页

作者：邓安军陈建国胡海华张国帅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 中国水利水电科学研究院水利部泥沙科学与北方河流治理重点实验室北京100048

基于全国第一次水利普查水库资料,分析了我国水库时空分布特征,我国现有10万m^(3)以上的水库约9.8万座,总库容约9323亿m^(3),其中小型水库数量占全国的95.22%,大型水库库容占全国的80.43%,我国水库数量和库容在1950年以后快速增加。在... 详细信息

基于全国第一次水利普查水库资料,分析了我国水库时空分布特征,我国现有10万m^(3)以上的水库约9.8万座,总库容约9323亿m^(3),其中小型水库数量占全国的95.22%,大型水库库容占全国的80.43%,我国水库数量和库容在1950年以后快速增加。在掌握全国水库分布的基础上,收集了我国6702座水库淤积资料,其中约90%的水库淤积资料年份统计到2016—2018年,水库资料涵盖了七大流域和内陆所有省份。其中,大型水库131座,库容约2143亿m^(3);中型水库580座,库容约155亿m^(3);小型水库5991座,库容约44亿m^(3);分别占本次统计总库容的91.5%、6.6%和1.9%。根据收集的资料分析得到:我国水库平均淤损率为11.27%,各流域水库淤损率差别较大,其中黄河流域水库淤损率为36.76%,长江流域水库淤损率为4.25%,水库淤损率随水库运行时间增加整体呈上升趋势;我国水库年均淤损率为0.41%~0.49%,其中黄河流域水库年均淤损率最高,为1.39%,长江流域水库年均淤损率为0.25%,水库年均淤损率随水库运行时间增加而减小。在此基础上,采用模糊数学均值聚类方法对水库进行了分类,根据水库淤损率大于38%、14%~38%、小于14%将水库分为严重淤积、中度淤积和轻度淤积三类。根据年均淤损率大于1.5%、0.5%~1.5%、小于0.5%将水库分为淤积速率较快、淤积速率中等和淤积较慢三类。研究成果可为科学开展淤损水库功能恢复提供基础数据和技术支撑。

关键词：水库库容水库分布淤损率年均淤损率

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渭河下游河道断面演变特点及其演变机理研究

泥沙研究 2006年第5期31卷 33-39页

作者：邓安军郭庆超中国水利水电科学研究院北京100044

通过分析大量的实测资料,总结了渭河下游河道断面演变的特点,探讨了断面演变机理,提出了表征断面面积变化的水沙系数的概念,认为渭河下游河道断面变化受潼关高程和水沙系数变化的双重影响,1975年以前平滩主槽面积主要因潼关高程的抬高... 详细信息

通过分析大量的实测资料,总结了渭河下游河道断面演变的特点,探讨了断面演变机理,提出了表征断面面积变化的水沙系数的概念,认为渭河下游河道断面变化受潼关高程和水沙系数变化的双重影响,1975年以前平滩主槽面积主要因潼关高程的抬高而增加,1973年至1985年河道断面保持着较大的平滩面积和较强的过流能力,1986年以后主槽面积主要随着水沙系数的减小而发生萎缩,尤其在1993至1997年萎缩成相当的窄深河槽。

关键词：渭河下游断面演变特点演变机理水沙系数

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河床变形方程的简化研究

水利水电技术 2008年第5期39卷 13-15,19页

作者：邓安军郭庆超中国水利水电科学研究院泥沙研究所北京100044

通过分析,在假定河底含沙量与垂线平均含沙量的比值与垂线平均含沙量的函数关系式基础上,给出了简化的河床变形方程,该方程符合泥沙运动力学的基本理论。通过对新的河床变形方程的探讨,发现一般意义上的恢复饱和系数实际上是一个综合参... 详细信息

通过分析,在假定河底含沙量与垂线平均含沙量的比值与垂线平均含沙量的函数关系式基础上,给出了简化的河床变形方程,该方程符合泥沙运动力学的基本理论。通过对新的河床变形方程的探讨,发现一般意义上的恢复饱和系数实际上是一个综合参数,而不再是河底含沙量与垂线平均含沙量的比值,可以取远小于1的值。

关键词：河床变形方程恢复饱和系数含沙量挟沙力