平原入湖河流尾閭河段演變規律研究

《平原入湖河流尾閭河段演變規律研究》是依託河海大學，由陳珺擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：平原入湖河流尾閭河段演變規律研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陳珺
• 依託單位：河海大學

項目摘要

本項目將在研究平原入湖河流尾閭河段河床自然演變一般規律的基礎上，通過開展自然模型試驗研究該類河段的河型成因、河型轉化的機理及控制指標，並建立適用於模擬入湖河流尾閭河段河型演變與發展的元胞自動機模型，以及模擬尾閭整體河段的水沙運動及河床變形的一、二維耦合水流泥沙數學模型。通過資料分析、自然模型試驗和數值模擬等三種方法的相互印證，系統分析平原入湖河流尾閭河段的河道特徵、河床演變規律；研究該類河段的河型成因及主要影響因素；分析該類河段發生河型轉化的機理及主要影響因素；提出控制該類河段河型轉化的綜合指標；研究該類河段在人工干擾情況下的河勢變化、河道水沙運動及河床沖淤的回響規律。本研究對於入湖河流和湖泊的科學治理具有重要的理論價值和工程套用價值，其成果將豐富河床演變學、沉積學和湖泊學的理論和內容，並可為平原入湖河流尾閭河段的系統規劃提供科學依據。

結題摘要

平原入湖河流尾閭河段的演變受到水沙運動、湖泊三角洲沉積等諸多因素的影響，比一般沖積河流的演變規律複雜，開展該類河段的演變規律研究，對於平原入湖河流和湖泊的科學治理均具有重要的理論價值和工程套用價值。課題通過採用資料分析、自然模型試驗和數值模擬等方法，開展如下研究工作：(1)選取鄱陽湖、洞庭湖入湖河流為研究對象，基於實測水沙資料和河道演變資料，揭示入湖河流尾閭段的水沙特性、河型特徵及河床演變規律。(2) 開展平原入湖河流尾閭河段自然模型試驗，揭示河流尾閭段的河型成因及河型轉化規律。(3)建立平原入湖河流尾閭整體河段的一、二維耦合水流泥沙數學模型，模擬河段的水沙運動及河床變形過程，建立河型演變的元胞自動機模型，模擬平原入湖河流尾閭河段演變過程。通過研究獲得成果如下：(1)資料分析表明，平原入湖河流尾閭段以分汊河型為主要特徵，河型成因受上游水沙過程、河床比降、下游湖泊水位和湖泊三角洲的影響；鳥足狀伸長或鳥足狀伸長伴生決口分汊是贛江河口三角洲最主要的生長模式，是形成贛江尾閭河段多級分汊河型的重要原因；近年來贛江尾閭河段中枯水流量下水位分別下降3.02m和1.46m，主要是由於河床下切，人工采沙造成河床下切的主要因素。（2）模型試驗表明，上游含沙量、河床比降是影響入湖河流尾閭段河型成因的主要因素：小水大沙和大水小沙時，尾閭段易演變成遊蕩型河道；中水中沙時，尾閭段易演變為分汊型河道。河床比降較小時，尾閭段易演變為分汊型河道；反之，尾閭段易演變為遊蕩型河道。上游水沙條件是控制入湖河流尾閭段河型轉化的主要因素：當河流尾閭段為分汊河型時，上游流量變化幅度超過60％時，河道易轉化為遊蕩河型；河道上游含沙量的逐漸增大，河型向遊蕩型河道轉變。(3)贛江尾閭河段一維河網水沙數學模型計算表明：Ⅳ級航道整治工程實施對東、西河的分流比影響小於0.5％，全河段水位壅高最大值為0.063m，近岸流速增加值較小，水流動力軸線基本一致，工程後河槽沖刷，邊灘淤積。贛江尾閭重點河段二維水沙數學模型計算表明：贛江南昌段整治工程實施後對東西河洪枯水條件下的分流比調控作用不明顯，裘家洲切灘後上游水位略有降低，東河疏浚工程有增大其過水能力的趨勢。元胞自動機模型確定了入湖河流的水流運動規則和泥沙輸移模式，較好地模擬了河型演變過程。以上成果可為平原入湖河流尾閭河段的基礎研究和科學治理提供參考依據。