河床采沙挖槽的溯源冲刷影响规律          下载免费PDF全文

齐梅兰  刘茜  李金钊 《水科学进展》2016,27(6):858-866

针对长距离河段大量人工采沙、挖槽发生的河床溯源冲刷影响因素、发展规律及预测方法进行研究。考虑该问题的清水冲刷特征,建立了一维水动力学方程、河床变形和推移质输沙方程组,用TVD（Total Vartation Diminishing）性质的MUSCL-Hancock时空二阶格式和对水流、河床变形方程分别用有限体积和有限差分法进行数值求解,用水槽试验作了验证并研究了溯源冲刷规律。溯源冲刷长度在初期30%的时间内可达平衡时的80%,冲刷速率随来流强度、跌坎高度和跌水水头差明显增大。平衡溯源长度随流量的线性增长率约为0.8,随跌水高差的增长较缓,冲刷最大厚度约为跌坎高度的0.5倍。采沙挖槽河床一旦形成溯源冲刷,则发展迅速,流量和跌水高差是重要影响因素。在合理考虑输沙方程的基础上,该数值模型可用于溯源冲刷的预测,计算速度快且精度较高。  相似文献   

紫色土中砾石夹层对土壤水分入渗的影响   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

李雪垠  李朝霞  王天巍  蔡崇法  王小燕  宋婧 《水科学进展》2016,27(5):662-669

为探究紫色土中砾石夹层对土壤水分入渗的影响因素,通过室内模拟土柱入渗试验,采用一维垂直水头法研究2种砾石粒径（10~20 mm、20~76 mm）和5种砾石含量（0%、10%、20%、30%和40%）分别与累积入渗量、入渗特性和湿润锋进程之间的关系。利用Horton方程和Philip公式验证入渗特性,以及幂函数拟合湿润锋进程。结果表明:① 在相同砾石粒径下,累积入渗量随着砾石含量的增加而减小;对于20~76 mm粒径砾石夹层,20%砾石含量及以上含量对水分入渗的阻碍程度相似。② 当砾石粒径相同时,初始入渗率、平均入渗率、稳定入渗率都随砾石含量的增加而减小;当砾石含量相同时,大粒径砾石夹层的初始入渗率大于小粒径砾石夹层。③ 砾石粒径大小与其对湿润锋的阻碍程度呈负相关。④ Horton方程对累积入渗量变化规律的验证效果要优于Philip公式;幂函数能较好地模拟含砾石夹层土壤中湿润锋的进程。  相似文献   

土壤砾石参数化对一次高原低涡形成发展影响的数值模拟     

程攀  吕世华  孙虹雨  罗江鑫  徐悦  陶星宇  张燕 《高原气象》2022,41(2):391-403

为了验证陆面过程模式砾石参数化方案在青藏高原上的天气过程的模拟能力,本文通过耦合了砾石参数化方案CLM4.5的区域气候模式RegCM4,对一次高原低涡个例进行模拟研究,利用模拟的500 hPa高空形势场、2 m温湿度和土壤温湿度等数据,结合ERA5资料对比验证分析。结果表明：加入砾石参数化方案的RegCM4对本次高原涡个例模拟效果整体较好;在500 hPa高空形势场中,新方案比旧方案更为准确地模拟出高原涡中心位置和涡区温度场特征;在高原涡生成和发展阶段,新方案模拟的2 m温度和相对湿度效果明显较旧方案强,为低涡的生成和发展提供有利条件;在土壤温湿度的模拟中,加入砾石后提升了土壤的导热率和导水率,使高原涡在初生和发展阶段提供更好的土壤热力和水分条件;高原涡消亡阶段,新方案使浅层土壤温度下降,深层土壤温度升高;在500 hPa反气旋性环流地区,新方案模拟的土壤体积含水量较旧方案偏低,而当青藏高原高空无强烈天气系统时,新旧方案在土壤体积含水量的模拟表现差别不大。在高原涡整个生命史中,新方案在浅层土壤温度的模拟明显优于旧方案,而在土壤体积含水量模拟中第1层效果最好。  相似文献   

内蒙河套地区黄河阶地与新近纪砾石层的发现及其对黄河发育、中国河流古老性与河湖共存论的意义   总被引：3，自引：0，他引：3  

赵希涛  贾丽云  胡道功 《地质学报》2018,92(4):845-886

通过内蒙河套地区的多次野外调查和多个横穿黄河河谷剖面的测量,热释光(OSL)与电子自旋共振(ESR)年龄样品的采集和测定,以及与黄河上中游其它河段和长江及中国其它河流河段的对比,从而取得了如下几方面的发现与认识:(1)河套地区不仅包括了具有多期湖泊发育,堆积了厚达数千米的晚新生代河湖相地层的断陷盆地,而且在其北侧的阴山山脉南麓,特别是南侧的鄂尔多斯高原北缘,还保存着拔河高度可达300m或更高的黄河9级阶地(T1～T9)。其中,T1的拔河高度2～12m,为内叠的堆积阶地,由松散的砂砾层组成,沿黄河及其支流均有分布。T2至T4,拔河高度分别为12～45m,28～80m和60～115m,阶地高度有自下游向上游变小的趋势。这些阶地大多分布在河套盆地之内,往往以河套古湖的湖相沉积为基座,在鄂尔多斯高原北缘,有时以三趾马红土或古近纪地层甚至基岩为基座,在阴山南麓,则以湖相地层、古近纪地层或基岩为基座,往往缺少三趾马红土。河套古湖的湖相沉积往往呈海拔1080～1100m的湖积台地出现,如在托克托东南表现最为明显。在湖积台地之上,有时能见到马兰黄土覆盖,其底部甚至有隐约的古土壤层S1出现。T5至T8,拔河高度分别为75～160m,130～200m,170～260m和250～295m,也有下游高差大、上游相对较小的趋势。组成阶地的砾石层或砂砾石层,有时与含1至多条古土壤的黄土互层,而以三趾马红土或古近纪地层甚至基岩为基座。有时在阶地沉积或三趾马红土之下,保存有河流相的砾石或砂砾石层,部分已被钙质胶结而成为砾岩或砂砾岩,显然是古黄河的沉积物。T9阶地我们只在黑赖沟剖面的两个地点发现,其拔河高度为290～315m,且下伏含有多达22层白色钙质结核层的三趾马红土的基座。(2)ESR与OSL测年结果表明,阶地的时代贯穿了整个第四纪时期。其中,T1形成于全新世中期:T2至T4分别形成于晚更新世晚期、中期和早中期;河套古湖沉积形成于晚更新世早期;T5～T9分别形成于中更新世晚期、中期、早期、早更新世晚期和早期。在黄河T5～T8之下,特别是其基座的三趾马红土之下所发现的古黄河的砾石层、砂砾层或胶结的砂砾层,其所夹砂层的石英热活化法ESR年龄测定结果为中新世或上新世。(3)研究表明,自新近纪以来,黄河不仅一直存在于强烈下沉的河套盆地,而且也徘徊在与其相伴的、长期持续但具有不同隆升幅度的阴山山脉南麓和鄂尔多斯高原北缘之间。这表明,即使在河套断陷的成湖时期,无论是断陷湖还是堰塞湖,黄河不仅可以从一端注入湖泊并从其另一端流出,而且河道也可以在湖泊的一侧或两侧流动。这就是河湖共存。(4)作者在对黄河整个上-中游及部分其它河段考察与研究的基础上还发现,自新近纪早中期以来,黄河就是一条上、下游贯通的古老大河,尽管古黄河的遗迹已受到不同地质构造单元的不同特征的地壳运动的影响而发生了巨大的破坏与变动,使其保存状况和连续性远不如第四纪不同时期的古黄河遗迹。(5)湖泊与河流是可以共存的。黄河并非泄空了某个断陷盆地(如三门古湖、河套古湖、贵德古湖、共和古湖等)才开始出现的,也不是第四纪以来因溯源侵蚀而逐段贯通的。黄河干流所流经的众多断陷盆地,可以多阶段成湖,也可以多次泄空;河道可以像现今梯级开发的水库而与古湖呈串珠状相连,也可以流经其旁与之并列;但黄河始终存在。(6)黄河自中新世早中期形成以来,可以深深地切割隆升地段的高山高原低山丘陵,形成沿途许多巨大的峡谷与多级河流阶地,也可以不断地充填所途经的强烈断陷地段的盆地谷地平原,形成巨厚的晚新生代地层,但黄河则始终存在,甚至在不同时期均能保留其大体呈抛物线状的河流纵剖面。(7)新近纪以来,黄河不仅一直存在于强烈下沉的河套盆地,而且也徘徊在与其相伴但具有不同隆升幅度的阴山山脉南麓和鄂尔多斯高原北缘之间。这表明,它不仅在不同河段可以同时穿越许多个隆升的高原山地和沉降的盆地平原,而且同一河段也可以游荡在隆升的山地或高原及下沉的平原或盆地之间。河套地区就是一个河湖多阶段共存的典型范例。(8)作者综合对黄河、长江等中国大型水系干流河谷发育问题的初步研究结果,提出如下几点想法供今后研究加以重视:(1)黄河与长江等中国其他典型的大型河流应该都是古老的,并且大多至少形成于中新世早中期,这就是中国河流的古老性。但因研究程度限制,目前对这些河流的最初发育情况并不清楚。(2)在河流的长期发育过程中,会由于内外动力的原因(如构造升降运动、断裂活动、地震、冰川作用、崩塌滑坡泥石流灾害等),在某一或某几个河段,会有一段或几段或长或短的时期,有构造湖或堰塞湖发育,但因河流规模巨大,始终能穿过这些湖泊或者在其旁流过,这就是河湖共存论。用湖泊贯通或河流袭夺解释中新世以来就已经存在的黄河、长江和中国其他河流是近期形成的观点,是值得商榷的。而要寻找黄河和中国其他河流的起源,是否由袭夺而来的问题,则至少要在中新世初或之前的古近纪去解决。(3)一条源远流长的大型河流一旦形成,由于其水量充沛,侵蚀与堆积能力很强,一般的内外动力作用都是难以阻挡的:它能穿过强烈活动的构造带并侵蚀切割因构造引起的隆升地段,在高山高原低山丘陵上形成峡谷或多级阶地;也能在长期下沉的盆地谷地平原中,不断地充填堆积,形成巨厚的冲积层,即使在其流经地区会有多段不同性质与幅度的升降运动不断地改变其纵剖面,但每条河流除其源头段的小河或冲沟外,在其绝大多数时段,都会大体保存其抛物线状的形状。受到调查研究程度的限制,目前仍无法完整地勾绘新近纪不同时期古黄河的位置和恢复其演变历史,也因缺少对河套断陷中的晚新生代地层的详细研究及其与断陷之外受到构造变动的古黄河沉积物的对比研究,而无法恢复其确切的升降运动幅度与速率,这些都期待能在今后的研究中加以解决。  相似文献   

西秦岭北缘两套新生代砾岩沉积特征比较及地质意义          下载免费PDF全文

《地质科学》2021,56(3)

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地浸砂岩型铀矿钻探现状及提高钻探效率的技术措施          下载免费PDF全文

刘晓阳  李博 《探矿工程》2021,48(1):35-41

针对目前地浸砂岩铀矿钻探施工现状,本文从工艺技术与装备等多方面提出了一系列提高钻探效率的改进措施。主要包括：实行地表退心平行作业、采用低固相聚合物泥浆、优化钻头钻具组合、松散地层应用单动双管和大口径绳索取心钻进技术、开展无岩心钻进技术等。另外,开发自动化数字化的砂岩铀矿钻探设备,以大力提升行业钻探水平。  相似文献   

新疆冲洪积卵砾石地层岩土工程勘察钻探技术发展回顾          下载免费PDF全文

刘学军 《探矿工程》2021,48(S1):137-142

冲洪积卵砾石层是新疆岩土工程勘察的主要地层,通过对近30年来冲洪积卵砾石层工程钻探的技术总结,对孔底局部反循环取心钻进、取心钻具回转钻进、牙轮钻具全面钻进、潜孔锤全面钻进等几种主要的钻探工艺技术要点进行了总结归纳,并评述了各钻进工艺的优缺点,尤其对市场竞争环境下卵砾石层钻进工艺做出了对比分析,提出了钻探技术发展的方向。  相似文献   

基于砾石群布置的河道生物栖息地自然化改造          下载免费PDF全文

南军虎  张书峰  袁福民  杨霄  王超  邱志敏 《水科学进展》2021,32(4):608-617

为探讨砾石群对河道生物栖息地自然化改造效果,以江西金沙溪河段为例,采用文献调研和数值模拟的方法,选择鲢鱼为目标物种,耦合河段的平面二维水动力及栖息地模拟,研究了砾石群布置对裁弯河道生物栖息地的影响特性及自然化改造效果。结果表明:裁弯河道鲢鱼栖息地加权可用面积（A_WU）明显减少,弗劳德数在其主流线附近增大,剪切速度值由原河道的横向梯度分布转变为均匀分布;砾石群对裁弯河道生物栖息地的自然化改造效果显著,其中河道凹岸高密度布置方式使鲢鱼栖息地可用面积百分率（A_PU）由裁弯河道的9.20%增长至15.06%,砾石群下游附近水流的弗劳德数由裁弯河道的0.13~0.68骤降至0~0.15,砾石群下游区域形成低速水流区,为鲢鱼在大流量河道中提供了良好的庇护场所。  相似文献   

考虑回水影响的河道水位流量关系确定方法          下载免费PDF全文

孙昭华  周歆玥  范杰玮  熊海滨  谈广鸣 《水科学进展》2021,32(2):259-270

为评估长江中游受回水影响河段内河床调整引起的水位变幅,提出一种仅依赖水文资料的多值型水位—流量关系确定方法。结果表明:单值型关系无法区分河床调整与回水因素的影响,而已有的多值型方法可操作性受限;长江中游河道断面的河宽与水深之间,以及流量与糙率之间都具有明显制约关系,依据这些制约关系对恒定渐变流方程简化,可得到上下游水位与河段内流量之间的多值型函数关系;确定出多年平均水位—流量关系之后,计算水位与实测水位之间的残差能够反映河床调整的影响;在长江中游3个不同类型典型河段的应用表明,河床稳定情况下的计算与实测水位之间决定系数R2值超过0.99,河床调整情况下,新方法更易识别水位变幅。  相似文献   

三峡大坝下游近坝段沙质河床形态调整及洲滩联动演变关系          下载免费PDF全文

赵维阳  杨云平  张华庆  张明进  袁晶  杨保岑 《水科学进展》2021,31(6):862-874

大型水库运行改变了坝下游水沙条件,引起河床冲淤、洲滩形态等适应性调整,尤其是近坝段沙质河床的响应最为敏感。以三峡大坝下游近坝段沙质河段为研究对象,采用1955-2018年水沙数据与1975-2018年地形资料,研究了河床冲淤量及河床形态、洲滩形态演变及联动关系等。研究表明：伴随流域来沙量减少,1975-2018年河床为累积冲刷态势,枯水河槽冲刷量占总冲刷量的93.1%,同步发生洲滩面积减少、深泓下切;以2009年分界,滩槽冲淤逐渐由"低滩冲刷,高滩淤积"逐渐向"低滩、高滩均冲"转变;受来沙量锐减、河道采砂活动等影响,2013年以来河床冲刷强度显著增大,疏浚抛泥对滩槽冲淤的影响较小;航道工程实施前滩群演变关联性强,太平口心滩发育与头部下移引起腊林洲边滩上段面积减小并后退,对应腊林洲边滩尾部面积增大且淤宽,使得三八滩面积减小且右缘蚀退,金城洲逐渐由边滩演变为心滩;航道工程实施后太平口心滩与腊林洲边滩上段关联性减弱,受航道工程及疏浚抛泥等影响腊林洲边滩下段淤宽,引起三八滩维持面积持续减小、右缘后退及左移态势,促使金城洲萎缩且分散。  相似文献