河床演变数值计算法讲座(5) 二维河床演变的数值计算法(Ⅰ)

把河床表层以泥砂构成的河流叫作移动河床的河流。由于水流作用使河床表层的泥砂产生移动，这种河床高度发生变动被称作河床演变。现在预报河床演变的问题已成为移动河流的最重要课题。移动河道按其长度可大致分为：１）大规模河床演变（数ｋｍ以上级），主要研究水坝淤砂...     

河床演变的数值计算法讲座(4) 急流河道的一维河床演变计算(Ⅱ)

在本文中，首先把急流河道的一维河床演变计算（Ⅰ）中砂砾模式扩展到“混合砂砾模式”。再把缓、急流同在的混合流水流以守恒形式描述，以非恒定流方程式为基础，进行数值解析。１混合砂砾模式１１基础公式相同砂砾模式的基础公式是由水流的连续式和运动式、以及由河床...     

河床演变数值计算法讲座(6) 二维河床演变的数值计算法(Ⅱ)

１二维河床演变计算基础公式如前所述,一般的河床演变计算的基础公式,除在水流计算上使用流砂的运动方程式外,还有推移质砂量式和流砂的连续式。１１推移质砂量式关于推移质砂量式,在二维河床演变计算中,通常使用流砂的平衡状态的公式。ｑＢ＝ｆ（ｖ,ｄ,ｓ,ｇ...     

河床演变数值计算法讲座(3) 急流河道的一维河床演变计算(Ⅰ)

急流河道的特征一般表现为断面复杂,比降大,反坡多,形状不规则,流量、流态复杂,泥砂变化显著,基岩表面时隐时现。为此,对急流河道进行测算时,决定了把水流和泥砂的动态采用二维或三维处理。河床演变计算大致分为水流的计算、输砂量的计算、河床演变量计算3个模式。以河床形状随着地点显著变化的湍急河流为对象,对一维河床演变计算法有关事项加以解释,初步解决了湍急河流易发生的缓、急流混合的水流和在部分区间里基岩时隐时现等特殊性问题,说明计算模式可取得满意的结果。     

山地河川上河床演变的数值计算法

在土木、机械、航空、宇宙等许多领域都采用不同的数值计算法(如差分法和有限要素法等).即使在砂防领域,对河床演变的计算也采用了相应的数值计算法.随着计算机性能的提高及应用范围的扩大,对河床演变的数值计算也变得相对容易.……     

支流泥石流入汇对主河河型成因的影响

探讨了泥石流入汇后随主河水流运动的几种可能形态和运动特点,分析了泥石流入汇与主河河床演变的关系.根据所提出的河型分类模式,分析了泥石流对河型形成的影响,按河岸可动性与河床可动性的比值,将主河河床演变分为单股和多股;按主河水沙搭配指数的大小将主河分成低滩和高滩.对不同类型河流河床演变进行了分析,为进行泥石流入汇对主河水沙运动与河床演变的影响的研究奠定了基础.     

常愿寺河河床变动及其控制的研究

<正>本文以常愿寺河流域为对象进行了模拟研究。首先对常愿寺河的河床变动实际情况进行了研究,并将其作为研究对象,对河床变化模拟计算的适应性进行了研究。根据这个模拟计算,依砂防设施类型的不同,对拦沙坝的效果差异进行计算,并对砂防设施的机能及其和长期变动河道的关系进行了研究。1 常愿寺河概况常愿寺河河道总长为56km,流域面积368km~2,河床平均比降约1/30,是日本屈指町数的急流荒废河床之一。以距河口21.5km的横江砂防坝为界,其下游直属河川事业管理,上游直属砂防事业施工区域。     

河床演变数值计算法讲座(2) 河床演变现象及基础方程

河床演变是由输沙量的不均衡而造成的。输沙量因水流的大小和强度不同而异。而水流、输沙又是空间和时间的函数。描述水流运动方程遵守两个定律：1）不随其流动而改变质量守恒定律（连续方程）;2）表示其运动量变化的运动量守恒定律。通过分析水流特性,提出河床演变计算方法。当计算水面曲线时：,当缓流区根据下游给出条件依次向上游推算,急流区则从上游向下游推算;当缓流与急流混合时：当上游为缓流,下游为急流时,从临界断面向两侧推算;当上游为急流,下流为缓流时,根据急、缓流水面曲线计算原则得出2个水深,即为水跃的共轭水深。     

马蹄形过水断面临界水深的直接计算法

马蹄形过水断面是无压隧洞较常采用的断面形式之一,水力计算中临界水深的求解无显函数公式,传统的试算法或查图法不仅计算过程繁琐复杂,而且计算精度不高。该文通过对马蹄形断面临界流方程的数学变换,并对本文引入的无量纲参数与相对临界水深的关系分析及数值计算,应用逐步优化拟合原理,得到标准Ⅰ、Ⅱ型马蹄形断面临界水深的直接计算式。实例计算及误差分析表明：在工程实用范围内该公式最大相对误差仅为0.8%,且该式物理概念清晰明确、公式形式简捷,为工程设计及水工设计手册的编制提供有益的参考。     

低坝群的设计要领

<正>低坝系统工程理论与以前的防砂理论有所不同,在谈及设计问题前,先归纳一下其主要特点.1、维护无阻流的非侵蚀面.     

隧洞明满流边界下滇中引水工程闸门过流特性

传统的水闸流量关系是在上游明流条件下试验得到的，但关于上游明流向有压流过渡的非恒定流状态时，流量关系的规律及计算方法缺乏探索，而这一规律对于中国在建的大量长距离输水隧洞出口闸门的调控十分关键。该研究通过三维数值模拟，建立实际的渠隧系统三维流体力学模型，探究明满流上游边界下闸门过流特性，并尝试探索在非恒定流工况下适配的过闸流量计算数学模型。结果表明：1）事故调度闸门突然关闭时，上游隧洞内出现无压-有压过渡流态，最大压力水头约为33 m，该研究提出一种改进的无量纲公式计算流量，即在闸前总水头中考虑上游隧洞内压力水头；2）无量纲公式相较于传统公式平均率定误差降低4个百分点，提出的无压-有压流态流量计算统一率定模型最大相对误差为4.68%，精度较高。该研究所提出的流量计算方法对长距离渠隧系统调度具有参考价值，也可为实际工程的管理提供可靠技术支撑，对于工程的安全稳定运行及灌区的正常输配水具有重要意义。     

浅析辽西山区中小河道治理

山区中小河流的形态多为"V"字形或"U"字形。河床纵断面一般比降陡峻,绝大多数均在0.1%以上,其平面形态极为复杂,河岸线极不规则。水文特点是降雨强度大、径流系数大、汇流时间短,洪水来势迅猛、回落也快,峰高而尖瘦,且多属于季节性河流。其流态复杂,极易产生冲刷,危及"三农"。山区中小河流治理必须要编制河道整治规划,并进行河道特性分析,选定设计参数,选择一个最佳的整治方案。在中小河道治理中,一般采用工程措施和生物措施两种形式。工程措施和生物措施寸长尺短,只有把工程措施与生物措施结合起来,近期以工程措施保护生物措施,远期则以生物措施加固工程措施,达到长期稳定、坚固、投资小、作用大的效果。     

黄柏河小流域综合治理后的河床演变及对策

黄柏河小流域综合治理后的河床演变及对策郑克谦，韩益军（安徽省安庆市水保办２４６０６３）刘锋，袁绍艮（安徽省潜山县水保办）一、黄柏河流域概况黄柏河小流域位于安庆市潜山县大沙河上游，总面积６０．９８ｋｍ２，治理前水土流失面积占总面积的７４．２％，多年平均...     

浅论石质山区河(沟)道的生态保护

山区是城市的生态屏障,山区河(沟)道是河流的发源地及主要涵养地,对山区水源涵养及下游大河道的水质水量起着重要作用。目前,我国大多数城市河道的自然生态功能已遭到破坏,同时随着人口增加及旅游业的发展,这种破坏有向河流上游发展的趋势。建议加强对山区河(沟)道的调查研究,尽快建立山区河(沟)道的生态评价标准体系;落实山区河(沟)道的管护责任制;坚持人与自然和谐的理念,开展生态保护与近自然治理,保护山区河(沟)道的自然和生态属性,达到人水相亲,实现人与自然和谐相处。     

云南省小江流域砂化土地整理研究

云南省小江流域地处小江断裂带,有百余条泥石流沟、造成大量泥沙下泄,使得河床宽敞、土地砂化、边滩发育。多年来东川人一直进行泥石流防治及河滩地开发工作,并取得明显效益。通过全面深入的调查、量测和分析研究,查明了小江滩地利用现状。提出不同类型和气候条件下滩地的种植方向和开发模式,对600多hm²河滩地制定了科学、合理、系统、高效的开发和保护规划。为同类型山区多泥沙河流滩地开发和保护提供借鉴。     

泥石流堆积泛滥过程的数值模拟及其危险范围预测模型的研究

应用二维非恒定流理论，对泥石流堆积泛滥过程进行了数值模拟。基于绘制泥石流堆积区域流速分布图的泥深分布图的基本思想，用隐式剖开算子法求解泥石流扩散过程的二维非恒定流方程组，建立了预测泥石流堆积危险范围的数学模型，通过实例应用与检验，符合性较好，是一种值得推广应用的方法，泥石流堆积泛滥范围预测数学模型的建立，在减轻泥石流灾害中可以发挥十分重要的作用。     

非恒定流对浅沟侵蚀产沙及水动力参数的影响

浅沟侵蚀是黄土高原独特的侵蚀类型,在坡面侵蚀中占有重要的地位。关于浅沟侵蚀的研究,以往多采用恒定流量进行冲刷试验,而在实际中流量是变化的,有关非恒定流的浅沟侵蚀实验尚未见报道。采用野外放水冲刷试验,定量分析10～15、15～20、20～25 L/min 3个非恒定流的放水流量级和10、15、20 L/min 3个恒定流量的放水流量级对14°坡耕地坡面浅沟侵蚀产沙及其水动力参数的影响。结果表明:恒定流量级的流速、雷诺数、弗劳德数、剪切力、水流功率和径流含沙量分别较变流量后的非恒定流小6.64%～13.44%、2.73%～8.26%、6.15%～49.59%、0.27%～10.27%、4.27%～15.77%和2.02%～19.36%;恒定流的阻力系数则较与其相对应的非恒定流增大23.45%～43.41%。     

日本采用冲刷传感器监测洪水过程中的河床演变

河床在行洪过程中 ,受洪水的淘刷 ,岸堤很可能出现一系列的河床填积和削减现象。在行洪过程中 ,如不通过仪器观测不能量化洪水期间河床变化的具体数值。日本学者中平善伸等人于 1999- 0 9- 15采用传感器成功地观测到日本姬河大洪水对河床冲淤过程。测试结果表明由冲刷传感器捕捉到的河床下降状况与流量变化相一致。通过一维河床演变计算模拟了所测得的河床削减过程 ,表明通过数值计算求得洪水前期的侵蚀过程与通过冲刷传感器捕捉到的河床下降过程基本一致。证明应用冲刷传感器测量洪水期间的河床削减作用是有效的。     

日本御岳等地非饱和泥石流的流动机理(上)

<正> 一、前言 1983年9月长野县西部地震,使御岳发生了3600万m~3的大滑坡,其中2500万m~3的土体滑出约9km,堆积在王龙川干流河床比降4度以下的地方。据日本主要报纸和电视台报道,这次滑坡与通常的泥石流不同,其滑动土体为非饱和状态,属粉状流。 粉状流是由于孔隙气压过剩致使土体有效摩擦角减小而发生的滑动现象。过剩孔隙气压的作用方式有两种:一种是象气垫船那样,粉状体附着在气垫上;另     

河床砾石破碎磨蚀试验

在山区河床上,砾石的滚动、滑动和跳跃反复进行流下时,因破碎现象直径变小,产生河卵石与细小的泥沙,它将影响评价拦截泥沙设施的效果。2010年日本学者小菅尉多等人就此项研究提出河床砾石的破碎磨蚀现象相关问题。结果表明:封闭滚筒式试验机做破碎磨蚀试验河床砾石的质量减少率高的是泥岩,燧石。减少率低的是花岗岩与安山岩。粒径大旋转时冲撞力大,破碎率高;粒径小且硬度大的部分破碎难。旋转滚筒内部投入砾石是滚动及滑动,没有跳跃。过大的评价了破碎磨蚀现象。用水槽进行的破碎磨蚀试验,其流动形态与实际河流类似。根据Stemberg法则,可对试验质量减少率与河流实际质量减少率进行变换。