山区河流不同交汇模式对水沙运动及河床调整机理影响的研究

River channel confluences form important morphological elements of every river system, being points at which rapid changes in flow,sediment discharge and hydraulic geometry must be accommodated. The different confluence patterns in the mountain river dramatically affect and restrict the flow-sediment movement and channel adjustment in confluence reaches, while the characteristics of flow-sediment movement also affect the normal running and disaster prevention of water projects and navigation projects. This project will start with confluence patterns of the mainstream and its tributaries in natural rivers, the hydrodynamic characteristic, sediment movement, the main influential factors of riverbed and landform evolution at river confluence reaches, then study deeply the flow-sediment movement law on different confluence patterns in mountainous river by field observation (e.g. the confluence area of the Jialingjiang River and the Yangtze River), laboratory experiments and theoretical analysis, and then propose the influence mechanism of flow-sediment transport on different confluence patterns and a quantitative investigation of sediment transport at channel confluences, finally provide basis for the river regulation in confluence reaches. A model of flow-sediment movement and channel adjustment in Mountain river confluence links these features to the fluid dynamics of these sites. An understanding of confluence dynamics is impaotant not only in considerations of channel morphology and design criteria but must form the basis for the interprntation of confluence sediments in the ancient record.

河流交汇区是构成每个河流体系的重要地貌单元。在该点，急剧变化的水流、输沙量和水动力几何形态都必须受到调整。山区河流不同交汇模式，显著影响并制约着交汇区域水沙运动及其河床调整过程，而该区域的水沙运动特征及其演化规律亦影响着河道水利工程、航道工程的正常运行及灾害防治等。本项目从天然河流干支流交汇形式和干支流河道交汇区水动力特性、泥沙运动及其河床地貌演化的主要影响因素着手，通过实验室水槽模拟并辅以天然河道交汇区(嘉陵江与长江交汇区)的原型监测资料分析，深入研究不同交汇模式对山区河流干支流汇流特性及河床调整的影响和作用，提出山区河流交汇区泥沙输移的定量研究成果，为科学合理地进行干支流交汇河段河道治理提供依据。山区河流交汇区水沙运动及河床调整机理同交汇区流体动力学特征有关。认识河流交汇区流体动力学特征不仅在考虑河道形态和设计标准时时非常重要的，而且也是解释古代记录中河流交汇区沉积物的基础。

河流交汇区是构成河流体系发育的重要地貌单元，不同交汇区段的水沙运动过程呈现显著差异，由此导致的水沙灾害机理极为复杂多变。本项目采用资料分析、室内试验及理论分析，对不同交汇模式下河流交汇区水流结构、河床冲淤变化及其影响机理进行了系统的研究，取得了较为系统的创新性成果：（1）突出考虑河道边界变异对河流交汇河段的影响，对现有交汇模式划分方法进行了探讨。（2）以室内试验为基础，较为全面地研究了不同干支流汇流比、交汇角对交汇河段交汇区水流结构的影响规律，研究了不同支流来水来沙条件下交汇区河道冲淤特性，以及不同的主支流汇流比对交汇区水位抬高和泥沙淤积的影响。（3）以三峡工程库区重庆主城区河段为例，根据长江干流猪儿碛河段、嘉陵江金沙碛河段观测资料，初步探讨两江汇流比对库区交汇河段泥沙冲淤量影响和作用。（4）以辽宁大凌河白石水库为研究对象，分析了不同来沙量、交汇角、干支流洪水特征对不同位置的库区交汇流河段泥沙淤积特性的影响。研究成果成功应用于山区河流交汇区水沙灾害防治工程，取得了显著的社会经济效益。本项目在研究过程中，发表期刊学术论文7篇，其中SCI或Ei检索论文6 篇,国际学术会议论文1篇；指导硕士研究生1名。