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黄河下游不同河段分组悬沙输移对河床冲淤的影响

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水科学进展 2022年第3期33卷 506-517页

作者：程亦菲夏军强周美蓉邓珊珊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

小浪底水库运行后,坝下游分组悬沙输移特点发生改变,不同河段冲淤过程有所差别。基于1999—2018年坝下游实测水沙资料及固定淤积断面地形数据,分析汛期分组悬沙输移的沿程调整特点,建立分组悬沙输移及河床边界条件双重影响下不同河段河... 详细信息

小浪底水库运行后,坝下游分组悬沙输移特点发生改变,不同河段冲淤过程有所差别。基于1999—2018年坝下游实测水沙资料及固定淤积断面地形数据,分析汛期分组悬沙输移的沿程调整特点,建立分组悬沙输移及河床边界条件双重影响下不同河段河床累计冲淤量的计算关系。分析结果表明:(1)汛期各组沙输沙率远小于蓄水前,且中沙输沙率降幅最大,在各水文断面平均降幅为85%;沿程上细沙输沙率基本不恢复,而中沙和粗沙恢复距离分别到利津及艾山。(2)坝下游河床持续冲刷,各河段河床组成均发生不同程度的粗化;在拦沙后期(2007—2018年),游荡段和过渡段床沙中细沙和中沙占比不足5%,对悬沙几乎无补给作用,而弯曲段床沙对中沙仍有一定的补给能力。(3)下游各河段以冲刷下切为主,但调整幅度不同,故对水流的约束能力有所差异。建立了各河段累计冲淤量与前期河相系数及进口断面分组来沙系数的经验关系,并采用2019年下游水沙数据对公式进行了初步验证,公式能合理反映断面形态与分组悬沙输移对河床累计冲淤过程的影响。

关键词：分组悬沙不平衡输移床沙补给河床冲淤黄河下游

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河床冲淤演变的洪水绳套曲线规律研究

泥沙研究 2020年第5期45卷 1-6页

作者：马子普乐茂华许琳娟中国水利水电科学研究院北京100048 流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100048 黄河水利委员会黄河水利科学研究院河南郑州450003

在不考虑河床冲淤的洪水水位流量关系式的基础上,通过引入冲刷系数及淤积系数,将发生冲淤时的洪水水位流量关系调整为水深流量关系,分别得到了涨水冲刷、落水淤积及涨水淤积时的水深流量关系式。结果表明,涨水冲刷、落水淤积只会削弱曲... 详细信息

在不考虑河床冲淤的洪水水位流量关系式的基础上,通过引入冲刷系数及淤积系数,将发生冲淤时的洪水水位流量关系调整为水深流量关系,分别得到了涨水冲刷、落水淤积及涨水淤积时的水深流量关系式。结果表明,涨水冲刷、落水淤积只会削弱曲线的胖瘦,涨水淤积时既会改变绳套曲线的方向,也会影响曲线的胖瘦。河床朝淤积方向发展时,绳套曲线为逆时针方向;河床朝冲刷方向发展时,绳套曲线为顺时针方向。冲刷系数及淤积系数越接近1,绳套曲线越瘦。据此,可由实测的绳套曲线对河床的冲淤演变作出定性的判断。

关键词：洪水绳套曲线河床冲淤涨水冲刷落水淤积涨水淤积

河床冲淤作用下公轨合建盾构隧道纵向力学性能研究

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公路 2023年第1期68卷 391-400页

作者：陈孝华何应道封坤郭文琦杭州富阳城市建设投资集团有限公司杭洲市方311499 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉市430063 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都市610031

为研究河床冲淤作用下公轨合建盾构隧道的纵向力学性能,以某公轨合建隧道为工程背景,建立三维实体地层-结构模型,对隧道和内部结构的变形、内力以及地表的沉降进行了分析,研究了河床冲淤作用下盾构隧道的纵向受力及变形规律。研究结果... 详细信息

为研究河床冲淤作用下公轨合建盾构隧道的纵向力学性能,以某公轨合建隧道为工程背景,建立三维实体地层-结构模型,对隧道和内部结构的变形、内力以及地表的沉降进行了分析,研究了河床冲淤作用下盾构隧道的纵向受力及变形规律。研究结果表明。(1)内部结构能够增大隧道的刚度,减小隧道的不均匀沉降;河床淤积高度达到13 m时,考虑内部结构时隧道的竖向位移较之无内部结构时减小了9.4%;河床冲刷深度8 m时,考虑内部结构隧道跨中位移仅回弹了30.2%。(2)内部结构能够分担河床淤积所产生的部分荷载,使得管片内力减小,提高隧道的承载能力;在河床淤积作用下,考虑内部结构隧道最大MISES应力较未考虑内部结构时减小了27.2%。(3)隧道与内部结构在受到河床冲刷作用时发生回弹,当管片在横向上恢复的变形与内部结构在横向上恢复的变形不协同时,内部结构就会在上层侧墙与管片连接处产生挤压,产生较大的应力值,因此该部位应作为关键部位进行适当加强。(4)隧道的内部结构能够减小由于河床淤积所引起的地表沉降以及河床冲刷所引起的地表回弹。(5)内部结构在变形缝位置时的MISES应力值大于其他部位,在施工时应当注意内部结构变形缝的施工质量。

关键词：隧道工程盾构隧道内部结构三维实体模型河床冲淤纵向力学性能

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平面二维河床冲淤计算有限体积法

长江科学院院报 2002年第5期19卷 17-20页

作者：张杰李永红长江科学院河流所湖北武汉430010 第二炮兵指挥学院湖北武汉430010

给出了边界层坐标系下平面二维河床冲淤计算数学模型方程 ,并用河势贴体正交曲线二维网格形式来划分计算区域 ,模型控制方程及定解条件采用有限体积法进行离散 ,数值求解基于SIMPLE算法。该模型用武汉河段天然实测资料进行了验证。

关键词：有限体积法数学模型河床冲淤泥沙运动

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河床冲淤幅度判别指标与水流挟沙力公式验证

人民黄河 2004年第5期26卷 22-24页

作者：黄仁勇韦直林赵连军李小平郑春梅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 黄河水利科学研究院河南郑州450000

以河床变形方程为理论基础,提出了河床冲淤幅度判别指标,为资料的选取及适应性评价提供了一个统一的标准。采用经这个判别指标界定的黄河中下游实测资料,对若干在黄河上较有代表性的公式进行了检验,结果表明:对于微冲微淤资料,张红武公... 详细信息

以河床变形方程为理论基础,提出了河床冲淤幅度判别指标,为资料的选取及适应性评价提供了一个统一的标准。采用经这个判别指标界定的黄河中下游实测资料,对若干在黄河上较有代表性的公式进行了检验,结果表明:对于微冲微淤资料,张红武公式计算点群较集中地分布在45°线两侧,计算值与实测值吻合最好;吴保生、刘兴年、曲少军3家公式计算结果较为接近,从计算值与实测值对比情况看,点群较为分散且偏小;曹如轩公式计算值与实测值相比偏大且点群散乱;刘峰公式计算值与实测值相比偏大甚多。这也说明了现有挟沙力公式本身对冲淤判别非常不灵敏,对冲淤的反应功能都相当弱。同时表明,在水流挟沙力公式验证中引入冲淤幅度指标可以增强所选资料的合理性,具有较好的实用性。

关键词：河床冲淤水流挟沙力冲淤指标含沙量河床变形黄河中下游

黄河下游高含沙洪水演进及河床冲淤过程的数值模拟

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泥沙研究 2009年第1期34卷 26-32页

作者：贺莉夏军强王光谦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

高含沙洪水通过黄河下游河道时往往发生严重淤积,因此,数值模拟研究高含沙洪水的演进过程,对理论研究及实际工程需求均具有重要意义。以往的泥沙数学模型通常不考虑高含沙量对水流控制方程的影响,而这将会影响高含沙洪水演进过程的模拟... 详细信息

高含沙洪水通过黄河下游河道时往往发生严重淤积,因此,数值模拟研究高含沙洪水的演进过程,对理论研究及实际工程需求均具有重要意义。以往的泥沙数学模型通常不考虑高含沙量对水流控制方程的影响,而这将会影响高含沙洪水演进过程的模拟。本文建立了黄河下游高含沙洪水演进过程的一维非恒定非均匀沙数学模型,该模型不仅在水流控制方程组中采用浑水的连续方程与动量方程,而且通过引入滩槽划分及"二级悬河"处理等技术考虑黄河下游复杂地形下的水沙演进。以1977年的典型高含沙洪水过程为例,分析高含沙量对洪水演进的影响,并率定出模型中的恢复饱和系数、不饱和系数等关键参数。将率定后的模型参数应用于1992年下游实测洪水的模拟,验证模型的适用性。计算结果表明:考虑高含沙的影响后,洪峰流量、水量、传播时间的模拟误差减小,说明在数值模拟高含沙洪水的演进中有必要采用浑水控制方程。

关键词：黄河下游高含沙洪水浑水连续方程浑水运动方程洪水演进河床冲淤

长江口深水航道整治工程不同阶段北槽河床冲淤特征的动力机制分析

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海洋湖沼通报 2019年第1期 21-30页

作者：潘灵芝肖文军李曰嵩张婕国家海洋局东海预报中心上海200081 上海海洋大学海洋生态与环境学院上海201306

本文使用数学模型的方法,探讨不同工程阶段(1998年1月至2008年2月)北槽河床冲淤特征的动力机制。应用Delft3D模型建立了精度较高的长江口～北槽三维嵌套流场模型,为分析整治工程对北槽河床冲淤的影响,设计了4个数值试验来计算不同工程... 详细信息

本文使用数学模型的方法,探讨不同工程阶段(1998年1月至2008年2月)北槽河床冲淤特征的动力机制。应用Delft3D模型建立了精度较高的长江口～北槽三维嵌套流场模型,为分析整治工程对北槽河床冲淤的影响,设计了4个数值试验来计算不同工程节点时北槽海域的流场分析,分别采用相同的外部驱动力(洪季)和不同工程节点的北槽地形与工程配置。通过比较不同工程节点的潮周期平均流场的平面分布、典型横断面分布和航道剖面分布及变化,发现:随着导堤、丁坝工程的建设,新建导堤和丁坝对应区段的主槽水动力显著增强,可见"双导堤+丁坝群"的束流效果明显;新建坝田,受导堤、丁坝影响水动力急剧减弱。不同工程阶段影响下,北槽海域水动力的"强弱变化"分布与同期河床"冲淤变化"格局基本吻合,因此,深水航道整治工程阶段影响下的水动力强弱变化是引发北槽河床冲淤变化的主要动力因素。

关键词：深水航道工程长江口河床冲淤数值模型

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黄河下游冬季河床冲淤过程的模拟

泥沙研究 1993年第3期19卷 36-43页

作者：杨小庆张伯中沈洪道水利水电科学研究院美国Clarkson大学

本文建立了模拟黄河下游冬季输沙及河床变化的数学模型。根据实测资料对明流(不结冰)情况下的经验输沙公式进行了修正以用于冰盖水流的情况。在本模型中计算了模拟河段内各个断面在每个时段的水流条件、输沙率及河床的断面形态。在河床... 详细信息

本文建立了模拟黄河下游冬季输沙及河床变化的数学模型。根据实测资料对明流(不结冰)情况下的经验输沙公式进行了修正以用于冰盖水流的情况。在本模型中计算了模拟河段内各个断面在每个时段的水流条件、输沙率及河床的断面形态。在河床演变过程中根据河流最小能耗原理对河宽的变化进行了调整。冲淤沿断面的横向分布是根据有效拖曳力的原则分配的。模拟结果与实测资料相当吻合。

关键词：河床冲淤数学模型冬季黄河下游

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孟加拉国布拉马普特拉河河床冲淤特性

泥沙研究 1994年第2期 1-13页

作者：周文浩赵华侠水利水电科学研究院

布拉马普特拉河是著名于世的大河之一,本文根据实测资料,分析了该河的平面形态,冲淤特性等,指出布拉马普特拉河是一条基本平衡的游荡性分汊河道。

关键词：布拉马普特拉河河段平滩推移质运动江心洲沙洲河床冲淤冲淤分布床沙粒径河床冲刷孟加拉国南亚