长江上游采砂分布及破坏滩群恢复能力模拟研究
发布时间：2021-01-30 02:48
随着长江上游地方经济快速增长,建筑行业日益兴旺,砂石需求量与日俱增,沿江江砂开采规模不断扩大,滥采乱挖给河道防洪和航道安全带来不利影响。以宜宾—重庆涪陵河段为例,基于2007—2016年的河道地形资料研究沿线采砂分布状况,并采用平面二维水沙数学模型对破坏的滩面恢复过程进行模拟。分析结果表明,宜宾—涪陵河道采砂累计量约为3.95亿m3,部分卵石滩滩面破坏,引起局部高差变化达40 m,其对地貌的改变远远超过河道自身调整与航道整治工程的影响;考虑上游水库群的联合调度及河床卵石存量的限制,已破坏的滩面采砂区基本无法恢复至原有形态。
【文章来源】：水运工程. 2020,(11)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
长江宜宾—涪陵段滩面变化特征参数
二维水沙数值模型本研究所采用的水沙数学模型的构建与验证见文献［10］。水流模块采用ADI有限差分法求解，除了连续方程中对时间偏导项采用向前差分、动量方程中对流项采用一阶迎风和中心差分格式组合外(QUICK格式)，其余各项均采用中心差分格式;泥沙模块采用类似求解方法，对流项中采用一阶迎风格式。2．2典型卵石滩段采砂区恢复过程模拟选取长江上游典型卵石滩段东溪口作为研究对象。该水道位于上游航道里程806.0～816.0km，集险、急、浅、弯多种碍航特征，至2017年采砂面积约为400万m2，最大采砂深度约10m(图4)。前述所构建的二维水沙数学模型已对该段的冲淤演变过程进行了验证。本研究主要是模拟东溪口段卵石边滩采砂区的恢复过程，计算地形采用2017年2月测图，采用2008—2017系列年水沙资料，预测时限为10a。图4东溪口水道实测采砂坑变化该采砂区域各预测年份冲淤面积占比如表2所示。随着时间的增加，淤积区域有所增大，但整体增幅较慢，淤积面积大约为7.3万m2，占整个采砂区面积的0.2%左右。冲刷区面积呈波动变化，总体呈现减小趋势，其比值约为整个区域的0.001%。可见，该采砂区域未来再造过程主要以淤积为主，局部呈现少许冲刷。表2预测的采砂区再造过程冲淤面积随时间占比时间?a淤积区面积?万m2占比?%冲刷区?m2占比?%47.3050.201430.1030.00167.3110.201374.3480.00187.3020.201460.8460.001107.3040.201449.6080.001图5为该河段采砂区未来10a预测的累计淤积、冲刷过程:各年份淤积量整体呈减小趋势，10a区域淤积量达1.1万m3、2.9万t，约为累计采砂量的0.12%。由于系列年中包含大水少沙年份，因而在6～8a间冲刷量为以往2倍，但其总量与淤积量相比仍然较小，仅占其1.8%左右。图
颖浠?该采砂区域各预测年份冲淤面积占比如表2所示。随着时间的增加，淤积区域有所增大，但整体增幅较慢，淤积面积大约为7.3万m2，占整个采砂区面积的0.2%左右。冲刷区面积呈波动变化，总体呈现减小趋势，其比值约为整个区域的0.001%。可见，该采砂区域未来再造过程主要以淤积为主，局部呈现少许冲刷。表2预测的采砂区再造过程冲淤面积随时间占比时间?a淤积区面积?万m2占比?%冲刷区?m2占比?%47.3050.201430.1030.00167.3110.201374.3480.00187.3020.201460.8460.001107.3040.201449.6080.001图5为该河段采砂区未来10a预测的累计淤积、冲刷过程:各年份淤积量整体呈减小趋势，10a区域淤积量达1.1万m3、2.9万t，约为累计采砂量的0.12%。由于系列年中包含大水少沙年份，因而在6～8a间冲刷量为以往2倍，但其总量与淤积量相比仍然较小，仅占其1.8%左右。图5采砂区域累计冲淤量图6为该水道采砂区未来10a的冲淤变化。预测4a地形变化如图6a)所示，靠近航槽一侧采砂区域冲淤变化较为明显，整体呈现淤积趋势，·031·
【参考文献】：
期刊论文
[1]长江上游卵石输移运动规律研究及数值模拟[J]. 肖毅,李文杰,杨胜发,李霈林. 水运工程. 2019(02)
[2]人工采砂对蚌浮段河床演变的影响分析[J]. 杨兴菊,黑鹏飞. 应用基础与工程科学学报. 2011(S1)
[3]中国江河水沙变化趋势与主要影响因素[J]. 胡春宏,王延贵,张燕菁,史红玲. 水科学进展. 2010(04)
[4]秤杆碛边滩采砂对嘉陵江河道影响研究[J]. 杨胜发,胡江,付旭辉,张艾文. 水运工程. 2008(02)
[5]长江上游干流河道采砂状况与管理思考[J]. 吴正涛. 人民长江. 2006(10)
[6]河道采沙对珠江三角洲水情及水环境影响分析[J]. 韩龙喜,计红,陆永军,莫诗平. 水科学进展. 2005(05)
[7]河道复杂采砂坑附近流场的数值模拟[J]. 毛劲乔. 水科学进展. 2004(01)
[8]RUNOFF-ENERGY FACTORS FORMUSLE SEDIMENT-YIELD MODEL FOR SURFACE MINES[J]. James V. Bonta(Research Hydraulic Engineer, USDA-Agriculture Research Service, North Appalachian Experimental Watershed,P.O. Box 488, Coshocton, OH 43812. email:bonta@coshocton.com ). International Journal of Sediment Research. 2000(02)
本文编号：3008088
【文章来源】：水运工程. 2020,(11)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
长江宜宾—涪陵段滩面变化特征参数
二维水沙数值模型本研究所采用的水沙数学模型的构建与验证见文献［10］。水流模块采用ADI有限差分法求解，除了连续方程中对时间偏导项采用向前差分、动量方程中对流项采用一阶迎风和中心差分格式组合外(QUICK格式)，其余各项均采用中心差分格式;泥沙模块采用类似求解方法，对流项中采用一阶迎风格式。2．2典型卵石滩段采砂区恢复过程模拟选取长江上游典型卵石滩段东溪口作为研究对象。该水道位于上游航道里程806.0～816.0km，集险、急、浅、弯多种碍航特征，至2017年采砂面积约为400万m2，最大采砂深度约10m(图4)。前述所构建的二维水沙数学模型已对该段的冲淤演变过程进行了验证。本研究主要是模拟东溪口段卵石边滩采砂区的恢复过程，计算地形采用2017年2月测图，采用2008—2017系列年水沙资料，预测时限为10a。图4东溪口水道实测采砂坑变化该采砂区域各预测年份冲淤面积占比如表2所示。随着时间的增加，淤积区域有所增大，但整体增幅较慢，淤积面积大约为7.3万m2，占整个采砂区面积的0.2%左右。冲刷区面积呈波动变化，总体呈现减小趋势，其比值约为整个区域的0.001%。可见，该采砂区域未来再造过程主要以淤积为主，局部呈现少许冲刷。表2预测的采砂区再造过程冲淤面积随时间占比时间?a淤积区面积?万m2占比?%冲刷区?m2占比?%47.3050.201430.1030.00167.3110.201374.3480.00187.3020.201460.8460.001107.3040.201449.6080.001图5为该河段采砂区未来10a预测的累计淤积、冲刷过程:各年份淤积量整体呈减小趋势，10a区域淤积量达1.1万m3、2.9万t，约为累计采砂量的0.12%。由于系列年中包含大水少沙年份，因而在6～8a间冲刷量为以往2倍，但其总量与淤积量相比仍然较小，仅占其1.8%左右。图
颖浠?该采砂区域各预测年份冲淤面积占比如表2所示。随着时间的增加，淤积区域有所增大，但整体增幅较慢，淤积面积大约为7.3万m2，占整个采砂区面积的0.2%左右。冲刷区面积呈波动变化，总体呈现减小趋势，其比值约为整个区域的0.001%。可见，该采砂区域未来再造过程主要以淤积为主，局部呈现少许冲刷。表2预测的采砂区再造过程冲淤面积随时间占比时间?a淤积区面积?万m2占比?%冲刷区?m2占比?%47.3050.201430.1030.00167.3110.201374.3480.00187.3020.201460.8460.001107.3040.201449.6080.001图5为该河段采砂区未来10a预测的累计淤积、冲刷过程:各年份淤积量整体呈减小趋势，10a区域淤积量达1.1万m3、2.9万t，约为累计采砂量的0.12%。由于系列年中包含大水少沙年份，因而在6～8a间冲刷量为以往2倍，但其总量与淤积量相比仍然较小，仅占其1.8%左右。图5采砂区域累计冲淤量图6为该水道采砂区未来10a的冲淤变化。预测4a地形变化如图6a)所示，靠近航槽一侧采砂区域冲淤变化较为明显，整体呈现淤积趋势，·031·
【参考文献】：
期刊论文
[1]长江上游卵石输移运动规律研究及数值模拟[J]. 肖毅,李文杰,杨胜发,李霈林. 水运工程. 2019(02)
[2]人工采砂对蚌浮段河床演变的影响分析[J]. 杨兴菊,黑鹏飞. 应用基础与工程科学学报. 2011(S1)
[3]中国江河水沙变化趋势与主要影响因素[J]. 胡春宏,王延贵,张燕菁,史红玲. 水科学进展. 2010(04)
[4]秤杆碛边滩采砂对嘉陵江河道影响研究[J]. 杨胜发,胡江,付旭辉,张艾文. 水运工程. 2008(02)
[5]长江上游干流河道采砂状况与管理思考[J]. 吴正涛. 人民长江. 2006(10)
[6]河道采沙对珠江三角洲水情及水环境影响分析[J]. 韩龙喜,计红,陆永军,莫诗平. 水科学进展. 2005(05)
[7]河道复杂采砂坑附近流场的数值模拟[J]. 毛劲乔. 水科学进展. 2004(01)
[8]RUNOFF-ENERGY FACTORS FORMUSLE SEDIMENT-YIELD MODEL FOR SURFACE MINES[J]. James V. Bonta(Research Hydraulic Engineer, USDA-Agriculture Research Service, North Appalachian Experimental Watershed,P.O. Box 488, Coshocton, OH 43812. email:bonta@coshocton.com ). International Journal of Sediment Research. 2000(02)
本文编号：3008088
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