長江中游沙質河段床沙級配調整過程計算

作者：李林林,夏軍強,周美蓉,鄧珊珊

摘要：三峽工程運用后,長江中游荊江河段持續沖刷,床沙與推移質、懸移質泥沙不斷交換,從而造成該河段床沙發生不同程度的調整,對長江中下游河床演變及非平衡輸沙機理的研究具有重要影響.在新水沙條件下,總結分析了沙波運動特性及床沙交換方式,引入Markov三態轉移概率及非均勻沙隱暴系數,得到基于狀態轉移概率的沙質河段床沙級配調整的計算模型.研究結果表明:(1)20092014年,沙市站年內床沙中值粒徑有先增大后減小的趨勢,而監利站年內床沙中值粒徑則先減小后增大,且荊江河段年際床沙中值粒徑總體呈上升趨勢,粗化程度約為6.9%~9.3%;(2)20092014年,沙市站床沙組成中粒徑d<0.062 mm的泥沙所占比重不變,0.062 mm≤d<0.25 mm的泥沙所占比重逐年減少(累計減少11.4%),d≥0.25 mm的泥沙所占比重逐年增加(累計增加11.4%),而監利站床沙組成均存在波動性變化;(3)荊江河段床沙轉換為推移質的概率隨著泥沙粒徑的增大而增大,床沙轉換為懸移質的概率隨著泥沙粒徑的增大而減小,而推移質和懸移質轉換為床沙的概率均隨著泥沙粒徑的增大而增大,河床發生沖刷粗化時泥沙輸移的主要形式為懸移質(概率為81%~87%),而淤積細化時床沙補給主要來源于推移質(概率為8%~12%).通過驗證,本文概率模型的計算結果與實測資料符合較好,能夠應用于長江中游沙質河段年際床沙粗化及年內床沙級配調整過程預報,為進一步開展三峽工程下游非均勻懸移質泥沙沿程恢復機理的研究提供理論基礎.

發文機構：武漢大學水資源與水電工程科學國家重點實驗室

關鍵詞：床面沖淤床沙調整起動概率沙波運動荊江河段長江中游Bed evolutionadjustment of bed materialthreshold probabilitymovement of sand wavesJingjiang Reachmiddle Yangtze River

分類號： TV1[水利工程]