涉河工程群對河流演變的累積效應(yīng)及綜合評估方法研究

涉河工程是人類為了開發(fā)利用河流而在河流系統(tǒng)中興建的工程建筑物。隨著人類活動加劇，河流中的各類工程日益增多。以往較多關(guān)注的是河流對單個工程的響應(yīng)，而忽略了河流在多個涉河工程設(shè)施的聯(lián)合擾動下引起的疊加響應(yīng)和連鎖反應(yīng)。本項目結(jié)合理論分析、物理實驗和數(shù)值模擬，對以下問題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，包括涉河工程群對水沙運動的影響機(jī)理、典型平原河流中的涉河工程群累積影響效應(yīng)、涉河工程群對行洪累積影響指標(biāo)體系及診斷評估與決策支持平臺。主要取得了以下研究成果：（1）以橋墩群為對象，將下游橋墩沖刷特性隨流速的變化規(guī)律分為四區(qū)：無沖刷區(qū)、同步?jīng)_刷區(qū)、沖刷過渡區(qū)及完全偏離區(qū)；在完全偏離區(qū)的基礎(chǔ)上提出偏離度的概念，并通過偏離度表征雙橋墩相互作用隨橋墩間距的變化規(guī)律（2）以丁壩群為對象，得到雙體丁壩影響的最大間距隨下游水位增加而增加，隨著來流量的增加而線性增大；丁壩群的布置方式對最大間距有一定的影響（3）研究了高效加筋草皮墊對堤岸的防護(hù)，開展了HPTRM下波浪紊動結(jié)構(gòu)、紊動切應(yīng)力、紊動能和沖刷量的波浪溢流試驗和三維水沙輸運模型研究，建立了一系列水流結(jié)構(gòu)和堤防變形公式。（4）以淮河蚌埠段為研究對象，認(rèn)為橋梁群對水流特性的最大影響范圍為215倍的橋墩墩寬（5）以甬江為研究對象，認(rèn)為姚江建閘、防波堤及橋梁群對甬江水動力特性及河床沖淤特性有著明顯影響（6）對涉河工程進(jìn)行分類，在此基礎(chǔ)上建立涉河工程群對行洪累積影響評價體系，最后創(chuàng)建涉河建設(shè)項目防洪影響診斷評估及決策支持平臺。 2100433B

涉河工程是人類為了開發(fā)利用河流而在河流系統(tǒng)中興建的工程建筑物。隨著人類活動加劇，河流中的各類工程日益增多。以往較多關(guān)注的是河流對單個工程的響應(yīng)，而忽略了河流在多個涉河工程設(shè)施的聯(lián)合擾動下引起的疊加響應(yīng)和連鎖反應(yīng)。本課題擬選取典型河段進(jìn)行涉河工程調(diào)查，在調(diào)查的基礎(chǔ)上對涉河工程進(jìn)行分類，分析歸納不同類型涉河工程的特征參數(shù)，進(jìn)而對涉河工程（群）進(jìn)行室內(nèi)實驗研究，概化研究單個工程及工程群對水流、泥沙、河床等重要水沙特征參數(shù)的影響規(guī)律, 提出在涉河工程群影響下水沙變異機(jī)理及河流調(diào)整機(jī)理；分析確定單個工程對河流演變影響的權(quán)重及涉河工程群對河流演變累積影響效應(yīng)的主要因素；提出表達(dá)涉河工程群影響河流演變的指標(biāo)參數(shù)，構(gòu)建涉河工程群對河流演變累積影響的綜合評估系統(tǒng)。本研究屬水力學(xué)、河流動力學(xué)、泥沙運動力學(xué)、水信息學(xué)、生態(tài)水力學(xué)等多學(xué)科交叉研究，對人類開發(fā)、治理和管理河流具有重要學(xué)術(shù)價值和工程實際意

本書深入分析了大壩的生態(tài)效應(yīng)，并緊扣水文過程這一最為能動的河流生態(tài)系統(tǒng)過程，研究了水文情勢變化影響河流生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵工程和作用機(jī)制；梳理了國內(nèi)外水庫生態(tài)調(diào)度主導(dǎo)思想的變遷，總結(jié)了其理論原則，提出了兼顧生態(tài)保護(hù)的水庫調(diào)度的基本流程及調(diào)度指南，最后開展了改善魚類反之條件的三峽水庫生態(tài)調(diào)度研究。本書總結(jié)了作者所在研究隊伍關(guān)于河流生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究的最新成果，具有較強(qiáng)的實用性和創(chuàng)新性，能夠為實施基于河流生態(tài)需求的大壩運行管理提供技術(shù)支撐。 2100433B

由于治理理念的偏差，作為城市重要水資源的河流在城市熱氣候中所起的重要作用一直未被重視，現(xiàn)有研究嚴(yán)重不足。本項目提出定點觀測和自行車移動測量相結(jié)合的一整套現(xiàn)場實測技術(shù)，研究城市河道內(nèi)外水體和大氣間熱質(zhì)動態(tài)平衡關(guān)系，考察實際狀況下河流對城市熱氣候的影響范圍；基于大氣環(huán)境學(xué)和傳熱學(xué)邊界層湍流換熱理論，建立城市河流-大氣局地?zé)峤粨Q模型和河流對城市熱氣候影響評價方法；將建立的該模型分別與城市區(qū)域熱氣候預(yù)測模型和城市CFD計算模型進(jìn)行耦合，采用數(shù)值仿真和感度分析研究不同規(guī)劃條件下城市河流對熱氣候的調(diào)節(jié)能力。本項目結(jié)合城市氣候?qū)W、傳熱學(xué)、大氣和建筑環(huán)境學(xué)相關(guān)理論，重點研究城市河流對城市熱氣候的影響，為更好的發(fā)揮城市河流的生態(tài)功能潛力提供了新的思路。其成果為定量評估城市河流在解決高溫化及熱島效應(yīng)等城市熱氣候問題所起的作用提供理論支撐，對合理利用開發(fā)城市河流資源，維持城市生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。 2100433B