基於河段尺度的壩下遊河床演變分析方法及其套用

《基於河段尺度的壩下遊河床演變分析方法及其套用》是依託武漢大學，由夏軍強擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於河段尺度的壩下遊河床演變分析方法及其套用
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：夏軍強
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

沖積河流上修建水庫後，必然會引起壩下遊河床發生長距離、長時間的調整過程。以往河床演變分析方法多適用於平衡態河流或僅適用於特定的斷面，因此需要採用基於河段尺度的分析方法來研究壩下遊河床的調整規律。本項目擬以典型壩下遊河流（黃河下游及長江中游）為研究對象，採用河道現場查勘、實測資料分析及河床演變基本理論推導相結合的研究方法，開展基於河段尺度的壩下遊河床演變分析方法及其套用的研究。首先提出基於河段尺度的河床演變特徵參數的計算方法，用於從整體上描述壩下游的河床形態特徵；揭示影響壩下遊河床沖淤的關鍵水沙因子，提出河段挾沙力的概念及相應表達式；從河床自動調整原理出發，建立基於河段尺度的河床演變概化模型，用於定量分析近期小浪底及三峽水庫壩下遊河床的巨觀調整過程，並預測這些壩下遊河段的長期演變趨勢。因此預期成果不僅能發展河床演變學的基本理論，而且也能為壩下遊河道整治及防洪規劃等提供科技支撐。

結題摘要

沖積河流上修建水庫後，改變了進入下遊河道的水沙條件，必然會引起壩下遊河流的再造床過程。這些壩下遊河流的演變特點，將對防洪、航運、灘區土地利用等多方面帶來一系列的影響。因此，研究並掌握壩下遊河床的演變規律，具有十分重要的科學意義。本項目以典型壩下遊河流（黃河下游及長江中游）為研究對象，採用河道現場查勘、實測資料分析及河床演變基本理論推導相結合的研究方法，開展了基於河段尺度的壩下遊河床演變分析方法及其套用的研究。首先提出了基於河段尺度的壩下遊河床演變特徵參數的計算方法，計算了河段平均的河床特徵參數，用於從整體上描述壩下游的河床形態特徵；同時揭示了影響壩下遊河床沖淤的關鍵水沙因子，並建立了河段挾沙力的計算方法和河段平均沖淤強度指標，該指標可以較好地反映河段在一定水沙及地形條件下的沖淤趨勢，為河段沖淤過程預測提供了依據；然後從河床自動調整原理出發，建立了基於河段尺度的壩下遊河床演變概化模型，用於定量分析近期小浪底及三峽工程下遊河床的巨觀調整過程，可較好地反映各河床演變特徵參數隨進、出口及河床邊界條件改變的調整趨勢。項目負責人於2017年獲批國家傑出青年科學基金資助；2018年獲得科技部“中青年科技創新領軍人才”稱號；2018年獲得國務院政府特殊津貼。此外還獲省部級一、二等科技獎勵3項（1項二等獎排名第1；2項一等獎排名第2、4）及第13屆錢寧泥沙科學技術獎。共培養水力學及河流動力學方向的碩博研究生14名，其中博士研究生7名，碩士研究生7名；出版和待出版專著各1部；取得軟體著作權3項；獲批國家發明專利3項（3項均已授權，其中一項證書尚未下發）；發表相關學術論文47篇，其中SCI收錄19篇，EI收錄17篇。本項研究成果不僅豐富了河床演變學的基礎理論，而且還能為壩下遊河流的河道整治及防洪規劃等提供科技支撐。