采用高速摄像技术研究推移质运动速度及推移质跃移比例,通过对推移质运动图片的分析,实现了推移质滚动过程与跃移过程的划分,获取了推移质运动速度试验数据.试验结果表明,无量纲推移质平均跃移速度、无量纲推移质平均滚动速度和推移质跃移比例均随着Shields数的增大而增大.基于实测数据,建立了推移质平均跃移速度公式、平均滚动速度公式和跃移比例公式,在此基础上,推导了推移质平均运动速度公式.跃移比例公式计算结果表明,当Shields数等于0.069时,推移质跃移比例与滚动比例相等;当Shields数大于0.069时,跃移成为推移质运动的主要形式.推移质运动速度公式计算值与实测值的比较结果表明,当Shields数介于0.030～0.080时,公式具有较好的适用性.
为认识黄河干流头道拐水文站水沙关系季节性特征,根据2006-2020年黄河干流头道拐水文站的径流和输沙量数据,采用集对分析法研究头道拐水文站春季、夏季、秋季和冬季的水沙关系变化过程及季节性特征,进一步拟合各季节水沙关系曲线.研究结果表明:头道拐水文站径流与输沙量变化的季节性差异显著,春季、夏季和秋季的水沙变化过程具有较好的一致性;春季、夏季、秋季和冬季水沙变化过程的同一性和相关性逐渐减弱,而差异性逐渐增强;水沙变化过程在春季、夏季和秋季的正关系性较明显,而在冬季存在一定的相反变化关系.
根据松花江哈尔滨河段地形实测资料和多时相卫星遥感数据,分析了该河段的平面和断面变化及冲淤变化特性,揭示了哈尔滨河段河床演变的过程和特点.分析结果表明:1968-2003年哈尔滨河段河道平面变化较小,未发生明显的裁弯切滩,但河道支汊受到工程影响局部有所改变;2009-2019年哈尔滨河段112 m以下及120 m以上河槽内的等高线变化不大,但114～118 m等高线变化明显,人类活动影响十分显著.1990-2000年哈尔滨河段的水面面积缩减约24％,2000-2010年的水面面积扩增约70％,1980-1990年和2010-2020年的水面面积基本保持不变.哈尔滨河段断面形态变化较小,仅在桥梁工程附近发生了局部高程变化,主河道深泓线总体走向无明显变化,表明松花江哈尔滨河段的主槽和主流仍较为稳定.
金沙江下游溪洛渡水库蓄水运行后,改变了库区入汇支流的下边界条件,导致库区支流河口普遍淤积,水动力条件发生变化,进而可能影响支流河口区域的水生态环境.针对溪洛渡库区最大的支流牛栏江,根据实测水文、泥沙、断面和地形资料,分析牛栏江水沙变化的特性,揭示其河口段的泥沙淤积特征.分析结果表明,2014-2020年,牛栏江河口段累计淤积泥沙296万m3,深泓平均淤积抬高9.4 m,局部形成倒比降,河口淤积的泥沙主要来源于流域产沙,伴随象鼻岭等规划梯级建设运行和水土保持治理,河口进一步大幅淤积形成拦门沙坎的可能性较小.
采用实测资料分析的方法,研究了水沙变化条件下黄河口清水沟流路河道演变的复杂响应过程.研究结果表明:1986年以后,黄河口清水沟流路水沙减少,河道萎缩,过流能力减小,断面形态宽浅;2000年以后,小浪底水库蓄水拦沙运用,黄河口水沙关系明显改善,河道萎缩有所恢复,过流能力增大,断面形态趋于窄深,黄河口河道演变与水沙过程有着良好的响应关系,河道过流能力随汛期5年滑动平均水量的增大而增大,随汛期5年滑动平均来沙系数的增大而减小.未来应通过上中游水库群的联合水沙调控运用,持续调控出5年以上水沙关系协调的下游水沙过程,这样对黄河口河道冲刷能产生良好的效果.
