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山区河流河床形态与水沙变化下的水位响应机理研究

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工程科学与技术 2017年第5期49卷 56-62页

作者：王海周张晨玲郑媛予王协康四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室水利水电学院四川成都610065

山区流域暴雨山洪、滑坡、泥石流等灾害频发,大量泥沙以不同方式进入河道,河床形态在极短时间内迅速调整。在宽窄相间河段水流输沙能力差异较大,展宽段常因挟沙能力的降低而淤高河床,致使水位陡增,引发洪水灾害。为探讨山区河流宽窄相... 详细信息

山区流域暴雨山洪、滑坡、泥石流等灾害频发,大量泥沙以不同方式进入河道,河床形态在极短时间内迅速调整。在宽窄相间河段水流输沙能力差异较大,展宽段常因挟沙能力的降低而淤高河床,致使水位陡增,引发洪水灾害。为探讨山区河流宽窄相间河段与泥沙补给变化下的水位变化致灾机理,以室内物理模型系列试验结果为依据,分析不同流量定床清水时河床形态参数与各水力参数的变化关系,以及泥沙补给变化对河床形态及水流参数的影响。试验表明:上游泥沙补给量及河床形态是影响水流流态、水位变化的重要因素;定床清水条件下,河宽与比降的局部急剧调整影响水流参数变化,水流对河床变化的响应具有滞后性;当上游有泥沙补给时,水深变化较清水来流明显;随着来沙量的增大,大量泥沙淤堵河道且呈现溯源淤积的趋势,并淤高河床;在淤积段顶端,水流发生水跃现象,水位陡增,甚至出现漫滩致灾。由此可见,上游来沙及水流挟沙能力的降低将引起河床不同程度的落淤,造成河床形态改变,特别是在宽窄相间河段泥沙易落淤,水位增幅较大,为洪灾泛滥区,应作为水沙灾害的重点防治区域。

关键词：河床形态泥沙补给河床响应水位变化水沙灾害

来沙条件变化对河床形态及推移质运动的影响研究

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四川大学学报（工程科学版） 2016年第S1期48卷 20-24页

作者：王强聂锐华范念念刘兴年四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室水利水电学院四川成都610065

针对山区河流来沙条件不确定性导致的河流形态变化问题,根据***的系列来沙条件变化水槽试验成果,引入无量纲参数河床结构强度Sp,充分考虑推移质泥沙运动特性,探讨来沙条件变化对卵石河床形态、推移质输沙率和河床级配的影响。结果表明:... 详细信息

针对山区河流来沙条件不确定性导致的河流形态变化问题,根据***的系列来沙条件变化水槽试验成果,引入无量纲参数河床结构强度Sp,充分考虑推移质泥沙运动特性,探讨来沙条件变化对卵石河床形态、推移质输沙率和河床级配的影响。结果表明:在已经粗化的河床上加入细沙会对河床形态、推移质输沙率和河床级配产生影响。加入细沙会造成河床重新出现冲淤变化,底坡变大,冲刷变严重,最终降低河床结构强度Sp;加沙会增大推移质输沙率,其中中值粒径为3 mm的细沙运动表现为行进推移质,而中值粒径为8 mm的粗沙运动表现为结构推移质;加入细沙后会细化河床,且加入的粒径越小,细化效果越明显,加入中值粒径为3 mm的细沙后推移质的中值粒径先减小后增大,与加入中值粒径为8 mm的粗沙相反。

关键词：卵石河流来沙条件河床形态推移质输沙率河床级配

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河床形态冲淤调整的分形度量

长江科学院院报 2011年第8期28卷 11-17页

作者：周银军陈立孙宇飞程伟长江科学院河流研究所武汉430010 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

将河流动力学与数学中的分形理论相结合,以河床冲淤较为剧烈的三峡坝下游典型分汊河段为例,分析了河床表面分形维数(BSD)的变化及其与相应河段平面、纵剖面、横断面冲淤调整特点的关系。结果表明:BSD具有时空变异性,一方面不同类型河段... 详细信息

将河流动力学与数学中的分形理论相结合,以河床冲淤较为剧烈的三峡坝下游典型分汊河段为例,分析了河床表面分形维数(BSD)的变化及其与相应河段平面、纵剖面、横断面冲淤调整特点的关系。结果表明:BSD具有时空变异性,一方面不同类型河段BSD是不同的,其可在一定程度上反映河型,甚至河型亚类的差异;另一方面同一河段BSD随河床冲淤进程亦发生相应变化,其与河床形态调整存在着必然联系。同时,BSD值与典型剖面形态的复杂程度呈正相关性,可从整体上描述河床表面形态冲淤起伏的剧烈程度。BSD作为河床表面形态冲淤起伏程度的定量工具,其在河流动力学领域中的河势量化分析、河型判别及河道形态阻力计算等方面将具有一定的参考价值。

关键词：河流动力学河床表面分形维数河床形态度量

河流阻力特征参量提取及SVM辅助河床形态判识

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水力发电学报 2023年第5期42卷 1-9页

作者：白玉川孙艳杰宋晓龙徐海珏天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350 天津大学河流海岸工程泥沙研究所天津300350

床面形态的变化影响着泥沙输移和水流阻力,是河床演变的重要方面。预测床面形态变化对河道整治和泥沙研究具有实际意义。本文基于水流阻力规律确定了判别床面形态的特征参数;通过对特征参数与床面形态关系的分析,发现特征参数与床面的... 详细信息

床面形态的变化影响着泥沙输移和水流阻力,是河床演变的重要方面。预测床面形态变化对河道整治和泥沙研究具有实际意义。本文基于水流阻力规律确定了判别床面形态的特征参数;通过对特征参数与床面形态关系的分析,发现特征参数与床面的形态的关系呈“S”型;利用决策向量机(SVM)多分类法对床面形态进行自动划分,根据划分结果对无量纲特征参数进行非线性和线性拟合,得到拟合函数;对特征参数与沙波形态的拟合函数进行求导分析,计算得出河床在各沙波形态下的特征参数取值范围,确定河床形态判别标准;结合试验数据和实测资料对河床形态判别标准进行验证,结果表明本文所述方法在河床形态识别方面具有可行性和准确性。

关键词：河流动力学河床形态阻力规律 SVM多分类河床形态参数

黄河上游高含沙水流交汇区河床形态及冲淤变化规律

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水力发电学报 2017年第12期36卷 39-48页

作者：张原锋王平黄河水利科学研究院郑州450003

黄河上游交汇区为典型的高含沙水流交汇区,支流高含沙洪水往往引起剧烈的河床形态调整及冲淤变化。利用室内模型实验、野外观测资料,研究了支流高含沙洪水入汇干流后,交汇区变化过程及冲淤计算方法。研究表明,交汇区河床形态包括壅水区... 详细信息

黄河上游交汇区为典型的高含沙水流交汇区,支流高含沙洪水往往引起剧烈的河床形态调整及冲淤变化。利用室内模型实验、野外观测资料,研究了支流高含沙洪水入汇干流后,交汇区变化过程及冲淤计算方法。研究表明,交汇区河床形态包括壅水区淤积沙坝、分离区沙洲、输水输沙主槽及分离区以下河段的沙洲等基本元素。进入交汇口上游壅水区的泥沙全部落淤,淤积量随高含沙洪水沙量的增加呈线性线增加;提出的交汇口以下河段的泥沙淤积模式,揭示了泥沙淤积的主要影响因素为支流高含沙洪水沙量、汇流比、恢复饱和系数等,支流高含沙洪水沙量的作用更为明显,该模式可以定量描述交汇口以下河段的泥沙淤积。支流高含沙洪水形成的淤积沙洲的冲刷,取决于干流洪水流量及持续时间。黄河上游交汇区的淤积沙洲,较优的冲刷流量为2000 m3/s左右,冲刷历时为10天左右。

关键词：高含沙洪水水流交汇区淤积沙洲河床形态淤积模式

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黄河清水沟流路河口尾闾段河床形态萎缩特征

海洋地质与第四纪地质 2008年第2期28卷 15-22页

作者：王开荣黄海军张永平黄河水利科学研究院郑州450003 中国科学院海洋研究所青岛266071 黄河水利委员会水文局郑州450004

在简述黄河河口尾闾河段相关特征的基础上,从河槽横断面形态、河床纵剖面形态包括主槽河底平均高程、河床纵比降、平滩流量变化等方面分析了黄河河口尾闾河段河床形态萎缩特征。清水沟流路在1976—2000年期间,黄河口尾闾河段的发育大致... 详细信息

在简述黄河河口尾闾河段相关特征的基础上,从河槽横断面形态、河床纵剖面形态包括主槽河底平均高程、河床纵比降、平滩流量变化等方面分析了黄河河口尾闾河段河床形态萎缩特征。清水沟流路在1976—2000年期间,黄河口尾闾河段的发育大致可分为4个阶段,即初期发育阶段、中期成型阶段、后期萎缩阶段、末期人工干预发展阶段。相应的发育时期分别为20世纪80年代中期以后,尾闾河段主槽宽深比上升、横比降升高、河段纵比降下降、河床平均高程抬升,其相应时期内河道平滩流量相对偏低。这一现象可能与黄河来水来沙偏枯相关。河道疏浚、人工出汊、调水调沙等措施对尾闾河段河床形态的萎缩有一定的抑制作用,但其影响是暂时的,不能改变河道萎缩的总体趋势。

关键词：河床形态萎缩特征尾闾河段黄河河口

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长江老海坝段河床形态对抛石护岸的响应研究

水电能源科学 2022年第5期40卷 118-122,117页

作者：朱昊王茂枚赵钢蔡军姜果江苏省水利科学研究院江苏南京210017

为研究长江下游抛石护岸工程实施对河床形态变化的影响,基于实测资料分析了工程河段的泥沙运动特征,采用Delft3D软件建立二维水沙动力地貌数值模型,通过模拟不同时间段工程前后河床演变情况,分别对河床冲淤变化、河床形态变化、河道断... 详细信息

为研究长江下游抛石护岸工程实施对河床形态变化的影响,基于实测资料分析了工程河段的泥沙运动特征,采用Delft3D软件建立二维水沙动力地貌数值模型,通过模拟不同时间段工程前后河床演变情况,分别对河床冲淤变化、河床形态变化、河道断面变化等进行对比分析。结果表明,无工程时,河道南岸由于深槽贴近且受水流顶冲严重,年最大冲深达12 m,工程实施后,抛石区内冲刷态势有所抑制,部分区域改为缓慢淤积,工程区外侧深槽发生带状冲刷;从等深线变化来看,工程后,-20 m等深线最大偏移量从90 m大幅减小至20 m,河床平面形态变得较为稳定;从断面变化来看,除了冲刷严重区域工程后深泓线向离岸侧有所偏移,其余断面深泓线变化工程影响较小。所得结果可为抛石护岸的定期监测和维护提供参考。

关键词：长江下游抛石护岸河床形态水沙特征

山区河流河床形态对推移质输沙率影响的试验研究

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水利水运工程学报 2021年第6期2021卷 60-67页

作者：张利国程金香骆文广田荣洁交通运输部规划研究院北京100028 武汉大学水利水电学院湖北武汉430072 北京信息科技大学北京100085

为探索山区卵砾石河流推移质运动受水流条件和河床形态的影响规律,开展了大比降浅水流动条件下卵砾石输移的室内水槽试验,获得了两组泥沙组成的19个流量条件下的水流、泥沙及河床三维地形场数据。结合室内水槽试验及文献中的天然河流输... 详细信息

为探索山区卵砾石河流推移质运动受水流条件和河床形态的影响规律,开展了大比降浅水流动条件下卵砾石输移的室内水槽试验,获得了两组泥沙组成的19个流量条件下的水流、泥沙及河床三维地形场数据。结合室内水槽试验及文献中的天然河流输沙观测数据,分析了不同水沙输移阶段水流阻力、河床形态与推移质运动之间的关系。试验结果表明:河床阻力系数随着河床形态强度参数增大而增大,形态阻力与河床形态强度参数相关性更强。在泥沙补给充分阶段,推移质输沙率与床面阻力、形态阻力及河床形态强度参数均呈正相关关系;在泥沙补给不充分的水流冲刷阶段,推移质输沙率随河床形态强度参数增大而减小。

关键词：卵砾石河流室内水槽试验推移质输沙率河床形态水流阻力

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西汉以来黄河河南境段河床形态演变探析

安徽农业科学 2010年第11期38卷 5784-5787,5799页

作者：屈章彬孙垦小浪底水利枢纽建设管理局水力发电厂河南济源454681 华北水利水电学院河南郑州450011

利用历史资料和地理学的研究方法,探讨西汉以来黄河下游河南境河段在堤防控制下的河床形态和河床堆积形态。复原了故道河流平面形态与滩地纵剖面,初步建立典型的滑澶段及开归段的堆积模式和桃花峪沉积剖面,认识到西汉末、宋金、明清加... 详细信息

利用历史资料和地理学的研究方法,探讨西汉以来黄河下游河南境河段在堤防控制下的河床形态和河床堆积形态。复原了故道河流平面形态与滩地纵剖面,初步建立典型的滑澶段及开归段的堆积模式和桃花峪沉积剖面,认识到西汉末、宋金、明清加积时段的存在和加积发展趋势。同时分析了床砂粒径的变化与加积、河道变徙的联系,加积与下游丰水多沙时段的相应关系。

关键词：黄河河床形态堆积演变