- 程年生;郑柯祺;卢叶盛;徐璞儿;
张瑞瑾挟沙力公式在泥沙工程计算中已得到广泛应用，然而如何确定公式中的系数和指数，目前尚无有效的直接计算方法。从量纲分析入手，基于非完全自相似原理，提出了一种新的挟沙力分析方法，并采用水槽实验资料进行了检验和详细说明。分析结果表明：张瑞瑾公式中的指数可表达为V/ω(其中V为水流平均流速，ω为泥沙颗粒沉速)的对数函数，而其系数则与V/ω成幂函数关系。通过考虑V/ω对公式系数和指数的影响后，挟沙力公式的预测精度明显提高，计算误差可减少36%～49%。由于所用资料的范围有限，提出的公式普适性有待验证，但所采用的分析方法可能也适用于其他挟沙力问题。
2024年01期 v.49 1-7+30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1146K] - 陈杰;蒋超;蒋昌波;姚震;
珊瑚砂在液体中的沉速是反映泥沙运动特性的一个重要物理量。由于珊瑚砂形状多样，套用现有的珊瑚砂沉速公式进行计算并不合适。针对珊瑚砂颗粒开展形状分析，将珊瑚砂颗粒分成枝棒状、片状和块状3种形状，然后开展单颗粒沉降试验。基于试验数据，分析不同形状珊瑚砂颗粒的沉降特性，与各家理论公式计算结果进行比较分析，选取经典的珊瑚砂颗粒沉速公式，引入颗粒形状系数进行公式修正，从而推求了枝棒状、片状和块状珊瑚砂颗粒的阻力系数和沉降速度公式。该公式充分考虑不规则珊瑚砂颗粒形状的影响，具有更高的计算精度和适用性。
2024年01期 v.49 8-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1427K] - 马崟凯;及春宁;许栋;谭红唯;冉启华;
为揭示泥沙起动的微观力学机制，通过在圆球中植入无线陀螺仪传感器制作智能泥沙颗粒，进行明渠水槽起动试验，结合视觉测量技术，实时采集颗粒位移、速度、加速度、角速度等高频数据，研究不同来流流速对粗颗粒泥沙弱起动过程影响的动力机制。试验发现，粗颗粒泥沙起动是一个平动和转动叠加的复杂动力过程，呈现出绕流脱涡激励下的横流向和顺流向摆动及周期性转动等运动模式，具体模式和颗粒雷诺数密切相关，试验工况中，颗粒雷诺数为386时横流向摆动现象最显著。基于测量数据，进一步分析了颗粒起动过程中的冲量和动能特性。
2024年01期 v.49 16-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1993K] - 杨成刚;平妍容;袁晶;董炳江;
长江上游秋汛洪水是三峡水库重要水沙事件，对三峡库区冲淤特性有直接影响。基于1954-2022年实测资料分析表明，近70年来长江上游秋汛期来水量变化不大，来沙量均值在2013年前后减幅达到87%。2013年以后，三峡库区秋汛洪水的来沙高度集中于嘉陵江流域，占寸滩沙量的70%以上，秋汛洪水通过影响嘉陵江的水沙条件，进而间接影响三峡水库秋汛期的入库水沙条件。与汛期洪水相比，秋汛洪水的泥沙90%以上在库区淤积，且库尾淤积更加突出。实测资料分析结果表明，秋汛洪水期间适时加大水库下泄流量，可显著增大排沙量，减轻库区淤积。研究成果对加深三峡水库淤积特性认识、优化三峡水库秋汛洪水调度具有重要意义。
2024年01期 v.49 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1062K] - 李明;周成成;夏楷;章广越;
长江中游历来是防洪重点，河漫滩的演变速率虽然相对缓慢，但新水沙条件下河漫滩的长期累积性变化值得关注。以三峡水库175 m运行期长江中游多处典型河漫滩淹没特征流量的统计分析作为基础，量化分析了三峡水库蓄水前后径流过程在河漫滩淹没特性方面的变化，结合滩面植物对季节性水文波动淹没耐受能力的分析，指出三峡水库蓄水前后径流过程变化造成的季节性淹没不足以阻断滩面植物的生长发育。由于一系列涉水工程的控制作用，长江中游河漫滩的横向变形受到了极大的抑制，但在滩面植被缓流滞沙效应下，长江中游河漫滩总体仍呈现缓慢淤高的长期趋势。
2024年01期 v.49 31-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1470K] - 何育聪;李志威;夏军强;周银军;
目前对长江源辫状河流的形态特征已有初步认识，但缺乏河段多尺度形态特征与非活跃汊道的影响研究。基于GEE和PyRIS,使用Landsat 8、Sentinel-2遥感影像、STRM V4地形数据和沱沱河站2013-2018年逐日流量数据，分析沱沱河多尺度的辫状平面形态特征及非活跃汊道的影响。结果表明：全河段平面形态呈宽窄相间的藕节状，且汊道随流量增大呈先增多后增宽的阶段性变化特征。子河段辫状强度与活动水域面积比呈先增后减的抛物线型变化规律，与水面展宽呈正幂律关系。非活跃汊道仍具有辫状河道的辫状强度特征，其地形较高，缺少漫滩机会，内部非活跃汊道形态稳定，年内摆幅小于10 m。
2024年01期 v.49 38-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 2790K] - 杜泽东;秦蕾蕾;董先勇;
向家坝下游河道泥沙冲淤变化对岸坡稳定及通航具有重要影响，向家坝水电站运行后坝下游河床一直呈冲刷状态，但2020年首次出现淤积。采用输沙法和断面法计算向家坝出库沙量和下游河段泥沙冲淤量，结合气象、水动力及实勘资料，分析向家坝下游2020年淤积成因。研究结果表明：向家坝蓄水后出库年径流量变化不大，出库沙量受上游电站拦沙作用大幅减少，但2020年向家坝下游支流降雨偏丰，支流输沙量大幅增加，产生区域强输沙过程；该年下游各控制站最高水位较历史平均水位均偏高，汛期比降变化不大，水流挟沙能力不足以输送显著增多的泥沙；加上采砂减少和采砂造成的下切幅度较大部位发生回淤。这些原因导致2020年向家坝下游河道产生淤积。
2024年01期 v.49 45-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1108K] - 冯普林;王海军;李茜;张琳琳;包岁利;吴悠;
为保障渭河安澜和促进秋汛洪水利用，分析总结了渭河秋汛洪水特征及2021年水库防洪调度效果，分析结果表明：华县站(1935-2022年系列)年最大洪水出现在处暑后秋汛洪水的经验频率为43.8%;秋汛强连阴雨可分为短期、中期和长期3类，雨区分布包括2类6型：斜向类的四边型、三角型和对角型，纬向类的纬北型、纬中型和纬南型；2021年秋汛洪水历时836.5小时、洪量55.82亿m~3,仅小于“64·9”洪水和“03·8”洪水；冯家山水库和黑河金盆水库对2021年秋汛洪水分别削减洪峰40.2%～94.2%和28.3%～44.9%。总结秋汛洪水防御经验启示，提出了补工程短板、注重洪水资源利用、改善河道条件等措施建议。
2024年01期 v.49 51-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1769K] - 石瑞花;张志崇;张羽;
黑龙江黑河市城区河段河道受自然及人为因素影响，河床演变复杂。采用Mann-Kendall趋势检验法和双累积曲线法分析了水沙变化趋势。基于实测水文和泥沙资料，对河床稳定性及冲淤变化进行了定量研究。研究结果表明，该河段属于少沙河流，结雅河口以上年径流和输沙量随时间呈减小趋势，结雅河口以下年径流没有明显的趋势性变化，年输沙量呈减小趋势。自然状态下，河段岸线和深泓线位置基本稳定，河床冲淤变化不大，以约10年为一个周期，基本可以达到冲淤平衡。在人类活动及支流汇入影响下，黑河水位站至长发岛段纵向不稳定，预测会引起该段未防护岛屿洲滩的岸线变迁。
2024年01期 v.49 59-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1833K] - 贾小波;牟献友;高鹏程;李扒拴;
基于桥墩基础的减冲防护原理，设计了一种稳定性高的防冲装置—导流体。为探究导流体对桥墩局部冲刷的防冲效果，在不同流速及覆盖条件下，采用不同形状的导流体进行模型试验。通过分析冲刷特性、最大冲坑深度、下潜流水力特性、冲坑体积和冲坑面积，选出最优形状和最佳安装位置。试验结果表明：当导流体底边高8 cm、安装位置在墩前2d时，防冲效果最好；当流速为0.32 m/s时，安装导流体可使桥墩最大冲深减小59.3%,冲坑体积减小76.1%,冲坑面积减小79.0%,下潜流流速及紊动强度明显减小。通过敏感性分析得出安装距离是影响导流体防冲效果的主要影响因素。
2024年01期 v.49 65-72+80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1685K] - 姚宇;韩秀琪;陈龙;许从昊;
珊瑚礁海岸沉积物的输运及珊瑚砂岛的演变研究在我国起步较晚，同时南中国海的珊瑚砂岛是我国重要的海洋空间资源，涉及国家领土主权的核心利益，开展这方面研究具有重要的学术价值和现实意义。综合分析了推移质和悬移质碳酸盐沉积物输运过程及其影响因素，重点介绍了短波、低频长波和海流对沉积物输运的驱动机制，以及粗糙珊瑚对沉积物的遮蔽效应。总结分析了珊瑚砂岛的动态演变规律及其影响因素，并重点介绍了珊瑚砂岛在长期海平面上升和短期风暴潮增强时的演变规律，并提出了今后研究需要关注的方向。
2024年01期 v.49 73-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1153K] 下载本期数据