下荆江二元结构河岸土体特性及崩岸机理 被引量：55

1

作者 夏军强 宗全利 +1 位作者 许全喜 邓春艳 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期810-820,共11页

三峡水库蓄水后下荆江河段河床冲刷下切,局部河段崩岸险情频繁发生。为研究下荆江二元结构河岸的土体特性及崩岸机理,结合近期该河段崩岸情况,现场查勘了6个崩岸点,并对河岸土体进行了室内土工试验。试验结果表明下荆江河岸土体的垂向... 三峡水库蓄水后下荆江河段河床冲刷下切,局部河段崩岸险情频繁发生。为研究下荆江二元结构河岸的土体特性及崩岸机理,结合近期该河段崩岸情况,现场查勘了6个崩岸点,并对河岸土体进行了室内土工试验。试验结果表明下荆江河岸土体的垂向组成具有典型的二元结构特征:下部非粘性土(沙土)层较厚,上部粘性土(低液限粘土)层较薄且松散。以河岸崩塌过程分析为基础,提出了二元结构河岸发生绕轴崩塌时上部土层稳定性的计算方法。结合近岸水动力条件计算及土工试验结果,定量分析了二元结构河岸的崩塌机理及其影响因素:①下部沙土层的起动流速比近岸流速小得多,故该土层容易受水流冲刷;②上部粘性土层崩塌前抗冲强度很大,但多为低液限粘土且相对松散,崩塌后堆积在岸边容易分解并被水流带走;③河岸稳定安全系数在一个水文年内呈周期性变化,落水期安全系数最小,故容易引发崩岸,该计算结果与近期崩岸实际统计结果一致。 展开更多

关键词 二元结构河岸 土体特性 崩岸机理 河岸稳定性 下荆江 落水期

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下荆江二元结构河岸崩退过程模拟及影响因素分析 被引量：10

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作者 张翼 夏军强 +1 位作者 宗全利 许全喜 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2015年第3期27-34,共8页

三峡水库蓄水后下荆江河段河床持续冲刷,局部河段崩岸险情时有发生,研究下荆江二元结构河岸的崩退过程,有利于全面掌握该河段的演变规律。以下荆江荆98断面为研究对象,结合实测水文资料及断面地形资料,应用BSTEM模型计算了该断面右侧河... 三峡水库蓄水后下荆江河段河床持续冲刷,局部河段崩岸险情时有发生,研究下荆江二元结构河岸的崩退过程,有利于全面掌握该河段的演变规律。以下荆江荆98断面为研究对象,结合实测水文资料及断面地形资料,应用BSTEM模型计算了该断面右侧河岸2007及2010年的崩退过程,同时分析了弯道二次流及岸顶植被对崩岸过程的影响。结果表明:下荆江二元结构河岸的崩岸一般多发生在洪水期和退水期,其中洪水期为崩岸强烈阶段,退水期为崩岸较强阶段;弯道二次流的影响使得河岸坡脚冲刷更为严重,不利于凹岸的稳定性;岸顶植被增强了上部黏性土层的抗剪强度,有利于河岸的稳定性。 展开更多

关键词 二元结构河岸 崩岸 BSTEM模型 弯道二次流 岸顶植被 下荆江

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下荆江河槽形态及过流能力调整对上下游边界条件的响应 被引量：10

3

作者 林芬芬 夏军强 +1 位作者 周美蓉 邓珊珊 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期641-649,共9页

受三峡工程运用与洞庭湖出流顶托影响,下荆江河段的进口水沙条件及其出口侵蚀基准面发生改变,河床冲淤调整剧烈,平滩河槽形态及过流能力变化显著,威胁到两岸的防洪安全。首先采用一维水动力学模型及河段平均的河床演变分析方法,计算了... 受三峡工程运用与洞庭湖出流顶托影响,下荆江河段的进口水沙条件及其出口侵蚀基准面发生改变,河床冲淤调整剧烈,平滩河槽形态及过流能力变化显著,威胁到两岸的防洪安全。首先采用一维水动力学模型及河段平均的河床演变分析方法,计算了下荆江2002—2016年河段尺度的平滩特征值(平滩宽度■、水深■、面积■及流量■),以及石首与监利两站相应警戒水位下的过流流量(QwnSS、QwnJL)。其次分析了上述参数对上下游边界条件的响应,并建立了这些参数与前5年汛期平均水流冲刷强度■(上边界)、当年上下游汛期平均水位差■(下边界)之间的单因素及多因素响应关系,并对综合关系式进行了率定与验证。结果表明:(1)受大规模护岸工程控制,下荆江河床调整以河段平滩水深增加为主,增幅为8.8%,相应宽深比减小8%,河床趋于窄深;(2)河道过流能力年际间变化较大,无明显单向增加或减少趋势,其中河段平滩流量介于27 401~34 548 m3/s之间,多年平均值为31 335 m3/s,而石首及监利两站警戒水位下过流流量的多年平均值分别为36 976、34 381 m3/s;(3)在综合关系式中,对于河段平滩面积■而言,上边界■占比的平均值约为96%,且■随■的增加而增大;对于河道过流能力(■、QwnSS、QwnJL)而言,下边界■占比的平均值约为86%,且■、QwnSS和QwnL均随■的增加而增大。故下荆江河段平滩河槽形态调整主要与进口水沙条件有关,而过流能力调整主要受出口侵蚀基准面条件(洞庭湖出流顶托)控制。 展开更多

关键词 平滩河槽形态 过流能力 警戒水位 水流冲刷强度 侵蚀基准面 下荆江河段

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三峡水库蓄水后下荆江险工段近岸河床演变分析 被引量：7

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作者 石建华 李宁波 +1 位作者 袁虎 龙慧 《人民长江》 北大核心 2013年第1期18-21,33,共5页

自三峡水库蓄水运用以来,下荆江大部分已加固的原险工河段相对稳定。对下荆江水沙变化特性和重点河段河床演变情况的分析表明,局部河势仍在调整之中,主要表现为主流摆动频繁、水流顶冲点下移。以下荆江向家洲、北门口、北碾子湾和七弓... 自三峡水库蓄水运用以来,下荆江大部分已加固的原险工河段相对稳定。对下荆江水沙变化特性和重点河段河床演变情况的分析表明,局部河势仍在调整之中,主要表现为主流摆动频繁、水流顶冲点下移。以下荆江向家洲、北门口、北碾子湾和七弓岭等为例,分析了三峡水库蓄水后水下坡比、冲刷坑的变化,以及近岸河床的年际、年内冲刷特点。结果表明,在护岸工程较为薄弱或未实施的局部河段,水下坡比变陡,存在潜在崩岸险情,应加强护岸工程的巡查和加固工作。 展开更多

关键词 下荆江 护岸工程 河床演变 三峡水库中图法

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下荆江典型河段芦苇根系特性及其对二元结构河岸稳定的影响 被引量：7

5

作者 邓珊珊 夏军强 +1 位作者 宗全利 孙启航 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2020年第5期13-19,共7页

植被根系能有效加强河岸土体的抗冲蚀能力,从而影响河岸的稳定性。针对下荆江天子一号典型崩岸河段,调查了典型植被(芦苇)的覆盖情况。通过现场取样及室内试验,分析了芦苇根系的垂向分布、根系的抗拉强度及根-土复合体的抗剪强度。基于... 植被根系能有效加强河岸土体的抗冲蚀能力,从而影响河岸的稳定性。针对下荆江天子一号典型崩岸河段,调查了典型植被(芦苇)的覆盖情况。通过现场取样及室内试验,分析了芦苇根系的垂向分布、根系的抗拉强度及根-土复合体的抗剪强度。基于试验结果,定量分析了芦苇根系及植株重量对上层黏土、下层中细沙的二元结构河岸绕轴崩塌及剪切崩塌的影响。研究表明:研究区域内芦苇根系分布较浅,平均直径约为0.55 mm,根系的抗拉强度多介于13.0~175.0 MPa,且随着直径的增加而减小,两者存在幂函数关系;根-土复合体的黏聚力较素土有显著的增加;随着芦苇根系的增多,河岸根-土复合体的平均抗拉强度逐渐增加,河岸土体发生绕轴及剪切崩塌的临界悬空宽度均有所增大,河岸稳定性增强;芦苇自身重量对河岸稳定性的影响不明显。 展开更多

关键词 芦苇根系 根系抗拉强度 绕轴崩塌 剪切崩塌 下荆江

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水位变化条件下植被对下荆江河段岸坡稳定性影响分析

6

作者 邱嘉琦 余明辉 李倩 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期60-70,共11页

针对下荆江河段典型的上黏下砂二元岸坡,选用香根草-高羊茅组合植物护坡型式,综合考虑植物根系锚固作用及植被蒸腾作用,利用GeoStudio软件模拟岸坡强度指标和热力学指标,运用单因子分析方法研究河道水位下降幅度M、水位下降速率R、初始... 针对下荆江河段典型的上黏下砂二元岸坡,选用香根草-高羊茅组合植物护坡型式,综合考虑植物根系锚固作用及植被蒸腾作用,利用GeoStudio软件模拟岸坡强度指标和热力学指标,运用单因子分析方法研究河道水位下降幅度M、水位下降速率R、初始水位I因素对岸坡稳定性的影响,并运用灰色关联分析方法对比三种因素对岸坡稳定性的影响程度。结果表明:在水位下降过程中,岸坡稳定安全系数先快速下降,后趋于稳定;岸坡稳定性受水位快速下降的影响最大,当下降速率小于1 m/d时,素土岸坡能保持在基本稳定状态;当下降速率大于3 m/d时,岸坡失稳破坏。植被有助于提升岸坡的稳定性,有植被岸坡与素土岸坡相比,其稳定安全系数最大可提升4.33%;岸坡稳定安全系数与M、R、I三种影响因素的关联度在有植被条件下依次有所下降,最大降低3.73%。本文研究结果明确了水位变化条件下植被对下荆江岸坡的稳固效果,可为生态护岸工程的设计提供基础支撑。 展开更多

关键词 生态护岸 下荆江河段 河岸稳定性 水位下降

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基于Matlab的下荆江二元岸坡崩塌过程动态模拟 被引量：5

7

作者 陈洁 陶桂兰 吴俊东 《水道港口》 2018年第6期716-722,共7页

三峡水库运行后下荆江河段冲刷下切,局部失稳崩岸频繁发生。针对下荆江河段概化的上粘下砂二元岸坡,文章推导了崩塌土体坡脚堆积掩护公式,结合下部砂土层冲刷计算与上部悬空粘土层稳定性分析,同时考虑水位、土体性质、岸坡形态等随时间... 三峡水库运行后下荆江河段冲刷下切,局部失稳崩岸频繁发生。针对下荆江河段概化的上粘下砂二元岸坡,文章推导了崩塌土体坡脚堆积掩护公式,结合下部砂土层冲刷计算与上部悬空粘土层稳定性分析,同时考虑水位、土体性质、岸坡形态等随时间的耦合变化,利用Matlab编程建立了岸坡崩塌分析模型;应用该模型动态模拟了下荆江二元河岸崩退过程,与现场实测符合良好;在此基础上,探讨了不同水位变化模式对二元河岸崩塌过程的影响。研究结果表明:水位下降期较之水位上升期上部粘土层更易发生绕轴崩塌;水位变化至两土层交界面附近时是岸坡崩塌的最危险时期;与未考虑坡脚掩护相比,考虑掩护后落、涨水期的坡脚累计冲刷距离分别减少约45%和17%。 展开更多

关键词 下荆江河段 二元结构岸坡 绕轴崩塌 动态模拟 水位变化 坡脚掩护

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下荆江急弯段凸冲凹淤演变过程与机理 被引量：3

8

作者 刘鑫 夏军强 +3 位作者 邓珊珊 周美蓉 毛禹 许全喜 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第22期2672-2683,共12页

三峡工程运用后,下荆江急弯河段出现凸冲凹淤的弯道演变现象,威胁防洪与航运安全.下荆江8个弯道为急弯(相对曲率B/R>0.5),6个急弯段的弯顶上游区域发生了明显的凸冲凹淤过程,且主要表现为凸岸边滩冲刷下切、河岸持续崩退,凹岸深槽回... 三峡工程运用后,下荆江急弯河段出现凸冲凹淤的弯道演变现象,威胁防洪与航运安全.下荆江8个弯道为急弯(相对曲率B/R>0.5),6个急弯段的弯顶上游区域发生了明显的凸冲凹淤过程,且主要表现为凸岸边滩冲刷下切、河岸持续崩退,凹岸深槽回淤并形成长条形心滩,导致断面形态由不对称的三角形变为W形.本文采用水沙及实测流场资料,从水流流速重分布、来沙组成变化及河岸土体组成等3个方面研究了急弯段凸冲凹淤的演变机理.结果表明:(1)急弯段水流流速重分布规律有利于弯顶上游凸冲凹淤现象的形成,在弯顶上游段流速分布主要受曲率变化控制(贡献率占67%),导致主流长期偏靠并冲刷凸岸,凹岸流速较小且易形成水流分离区,利于泥沙落淤;(2)由于上游来沙量减少约82%,细沙比例减小,粗沙比例增加,导致弯顶上游凸岸边滩冲刷后,无法及时回淤,故凸岸边滩总体呈冲刷下切趋势,但粗沙可在流速较小的凹岸侧落淤形成心滩;(3)在凸冲凹淤过程长期作用下,河床横比降减小,曲率变化对流速横向分布的贡献率增大,主流继续向凸岸摆动,进一步促进了凸冲凹淤过程的发展.因此,在水沙条件相对稳定的情况下,下荆江急弯河段凸冲凹淤过程会继续发展,在没有限制的情况下,急弯段逐渐下移. 展开更多

关键词 急弯河段 凸冲凹淤 流速重分布 来沙条件 下荆江

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长江下荆江监利河段乌龟洲汊道分流分沙变化及演变特征分析 被引量：3

9

作者 魏林云 李强 谢静红 《水利水电快报》 2021年第2期24-30,共7页

监利乌龟洲汊道位于长江中游下荆江河段中部,属于典型的弯曲分汊型河道。重点分析了2010~2018年长江中游下荆江河段乌龟洲汊道分流分沙及断面演变特征。结果表明:该河段断面形态基本稳定,受三峡水库清水下泄、洞庭湖洪水顶托相互影响,... 监利乌龟洲汊道位于长江中游下荆江河段中部,属于典型的弯曲分汊型河道。重点分析了2010~2018年长江中游下荆江河段乌龟洲汊道分流分沙及断面演变特征。结果表明:该河段断面形态基本稳定,受三峡水库清水下泄、洞庭湖洪水顶托相互影响,断面年际间变化冲淤互现;分流分沙较稳定,右汊为主汊。从上游河势变化、汊道分流分沙变化及人类活动影响等角度探讨了汊道变化的原因。研究结果可为长江中下游河道的防洪安全、河道综合整治、险工护岸和水利工程建设等提供参考。 展开更多

关键词 汊道演变 分流分沙 断面特性 下荆江河段

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二次流对急弯河段水沙输移影响的数值模拟 被引量：1

10

作者 邓春艳 夏军强 +1 位作者 宗全利 邓珊珊 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期764-770,777,共8页

弯曲河段中因二次流运动引起的横向输沙是引起崩岸的重要因素之一.为研究急弯河段中二次流运动对水沙输移的影响,以下荆江石首急弯河段为例,运用能考虑二次流影响的Delft3D模型对其进行计算,并用实测水沙资料验证模型的可靠性.在此基础... 弯曲河段中因二次流运动引起的横向输沙是引起崩岸的重要因素之一.为研究急弯河段中二次流运动对水沙输移的影响,以下荆江石首急弯河段为例,运用能考虑二次流影响的Delft3D模型对其进行计算,并用实测水沙资料验证模型的可靠性.在此基础上,详细分析了二次流运动对流速及含沙量分布的影响,同时分析了不同位置处二次流附加应力项、水面比降项及阻力项的相对大小关系.计算结果表明:考虑二次流后,能更有效地模拟弯道处的环流水力特性及横向输沙特性;二次流对水沙输移的影响效果在急弯河段十分突出,只有当来流流量足够小时,才能忽略二次流的影响. 展开更多

关键词 二次流 水沙输移 急弯河段 下荆江 Delft3D模型

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长江中游下荆江段漫滩系统土壤氮空间分布特征研究

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作者 丁越 陈湘 +3 位作者 邹茹倩 胡玉洁 尹茜 薛兴华 《重庆师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期124-130,共7页

【目的】对比研究河段尺度土地利用方式与水文地貌单元不同组合模式下土壤氮分布的差异性。【方法】选取长江中游下荆江段7种典型组合模式下的15个样地,0~20cm土层每隔5cm环刀采样,然后测定土壤的全氮含量及容重,并计算土壤氮密度和储... 【目的】对比研究河段尺度土地利用方式与水文地貌单元不同组合模式下土壤氮分布的差异性。【方法】选取长江中游下荆江段7种典型组合模式下的15个样地,0~20cm土层每隔5cm环刀采样,然后测定土壤的全氮含量及容重,并计算土壤氮密度和储量。【结果】0~20cm土层的土壤全氮含量及氮储量在芦苇地中较在薏杨林地中高,且在江心洲人工芦苇地中最大,在堤岸薏杨林地最小。不同地貌单元0~20cm土壤全氮含量及氮储量的对比则是同为芦苇地以在江心洲最高,然后依次是河漫滩、堤岸;同为薏杨林地以在故道中最高,然后依次是河漫滩、堤岸。在土壤全氮含量及氮密度的垂向分布上,农林活动增强了0~10cm土层土壤氮的相对富集、加大了垂向变异,江心洲人工芦苇地的垂向分布特征体现了大洪水间歇期土壤氮的阶段性累积过程,不同组合模式下土壤氮的差异性在0~10cm土层较大、>10~20cm土层较小。【结论】河流漫滩系统土壤氮不仅受到土地利用的影响,还与水文地貌性质如洪水脉冲、侵蚀与堆积特性等有关。 展开更多

关键词 河流漫滩系统 土壤氮 土地利用 地貌单元 下荆江段

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