河道泄水闸下泄水流噪声特性分析_郭维东

第34卷第1期2023年1月㊀㊀水科学进展ADVANCES IN WATER SCIENCE Vol.34,No.1Jan.2023DOI:10.14042/ki.32.1309.2023.01.007新入海水沙情势下的黄河口沙嘴动态响应凡姚申1,窦身堂1,王万战1,王广州1,陈沈良2,姬泓宇2,李㊀鹏2(1.黄河水利科学研究院水利部黄河下游河道与河口治理重点实验室,河南郑州㊀450003;2.华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海㊀200241)摘要:河口沙嘴位居河海动力交互区,对水沙变化的响应速度快㊂为了解近期黄河入海水沙情势及其影响下的河口沙嘴演变规律,基于高分辨率卫星数据和水文资料,运用统计学方法进行分析探讨㊂结果表明:①1999年以来入海水沙延续偏枯态势,变化过程由线性向周期性波动转变,波动周期为6~8a,2018 2021年处于波动上升期;②2018年以来,河口沙嘴北㊁东汊道交替成为淤积主体,河长年均延伸0.7km,沙嘴年均造陆16.9km 2;③尽管偏少的来水来沙条件不利于三角洲整体的向海淤积,但极端径流带来的强烈泥沙输移入海仍然会使河口沙嘴面积增加;④现阶段的汊道格局减缓了河长延伸但加快了沙嘴造陆,对于长期稳定清水沟流路起到积极作用,但当前不利于河口湿地生态安全㊂关键词:水沙情势;河长延伸;沙嘴造陆;流路稳定;黄河口中图分类号:TV122㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1001-6791(2023)01-0063-13收稿日期:2022-05-06;网络出版日期:2022-11-04网络出版地址:https :ʊ /kcms /detail /32.1309.P.20221103.1643.002.html基金项目:国家自然科学基金资助项目(U2243207;52079056)作者简介:凡姚申(1989 ),男,博士,高级工程师,主要从事河口海岸水沙动力地貌研究㊂E-mail:fysmyself@ 通信作者:窦身堂,E-mail:doushentang@ 河口三角洲因其资源的丰富性㊁自然条件的优越性㊁地理位置的重要性,给人类和全球众多生物提供了重要栖息场所和物质来源,是地球表层极具经济和生态价值的湿地系统[1-2]㊂河口沙嘴位于三角洲的前缘,其演变过程反映了陆海动力的对比关系,从而被作为表征三角洲动态稳定的指示器[3]㊂近年来,受气候变化和高强度人类活动双重胁迫作用,全球绝大多数河流入海水沙通量显著变化[4-6],河口沙嘴亦表现出快速且强烈的响应㊂理解新情势下河口沙嘴地貌过程与时空演变格局,直接关乎河口稳定和三角洲资源可持续利用,是制定河口三角洲治理战略的重要依据㊂黄河是世界级大河,大量入海泥沙在河口沉积造就了广袤的河口三角洲,同时孕育了世界上暖温带保存最广阔㊁最完善㊁最年轻的湿地生态系统,是黄河下游与环渤海地区的天然生态屏障[7]㊂自2002年调水调沙以来,黄河入海水沙发生了巨变,具体表现为入海沙量锐减㊁水沙年内分布改变㊁年均含沙量降低等㊂在这种新的水沙情势下,河口海岸学者们对黄河口变化响应开展了大量研究,在河口水动力过程[8-9]㊁入海泥沙输移模式[10-11]和滨海区冲淤演变[12-14]等方面取得了一系列研究成果㊂虽然这些成果有助于理解河口响应规律,但流域水沙管理对河口水沙情势及沙嘴演变的影响并不止于此㊂小浪底水库泄水排沙受水库上游来水来沙㊁降水㊁防汛及自身淤积情势等的制约,每年下泄水沙都有差异[15]㊂特别是2018年以来,小浪底水库实施了低水位㊁长历时㊁大流量㊁高含沙的运行模式[16],给黄河入海水沙量与水沙关系带来新变化,亟待深入探讨现阶段出现的新情势㊂黄河口沙嘴是水沙动力作用的前缘,是冲淤变化最不稳定的区域,也是响应入海水沙变化最敏感的区域,向来是学者关注的焦点,但在黄河三角洲冲淤转型的大环境下,对新水沙动力条件下河口沙嘴响应过程还缺少系统深入的认识㊂本研究利用多源遥感和水文数据,梳理1950年以来黄河入海水沙变化,重点研究小浪底水库运行后黄64㊀水科学进展第34卷㊀河入海水沙情势和水沙关系变化,以及黄河口沙嘴在新的河流输送条件下的时空响应模式,探讨现阶段沙嘴发展形式对流路稳定及湿地生态安全的作用,展望未来黄河流域来水来沙条件及其对河口沙嘴动态变化的影响㊂随着全球越来越多的河流入海水沙受大坝的调节呈现出新情势,黄河口将成为河流水沙调配和河口响应之间关系的典型案例,本研究可为中国乃至世界其他类似河口的可持续高效利用及治理提供参考㊂1㊀研究区域与研究方法1.1㊀研究区概况黄河口位于渤海湾和莱州湾之间,是黄河水沙承泄区㊂1855年黄河北归从山东东营入海以来,河口流路发生了11次大的改道[17],最近一次发生在1976年,黄河改道清水沟流路行河入海㊂在河口流路 大循环 和 小循环 交替出现的演变模式下,形成了以宁海为顶点㊁北起徒骇河口㊁南到支脉河口㊁陆上面积约5500km2的现代河口三角洲(图1(a))㊂本文研究区为现行黄河尾闾河口沙嘴一带㊂为了分析河口沙嘴淤积延伸特点,设置了2条交点在汊3断面以下5km处的固定断面,如图1(b)中黑色点线所示㊂由此可知,固定边界与岸线包络的范围是口门沙嘴最活跃的区域,面积变化可以代表河口淤积情势㊂黄河口沙嘴附近潮汐以不规则半日潮为主,平均潮差为0.6~1.2m,属弱潮型河口,感潮段很短,潮流界范围只有1~2km,洪水期间潮流基本无法进入口门[18]㊂图1㊀黄河三角洲与现行河口沙嘴形势Fig.1Current situation of Yellow River Delta and active estuarine sand mouth1.2㊀数据来源利津站作为黄河干流最后一个完整记录水沙系列数据的水文站,距现行河口口门约110km,其以下河道仅有少量泥沙淤积,且常被视为河口尾闾河道[19],因此,利津站常作为黄河入海水沙通量计量站㊂利津站和花园口站径流量和输沙量数据来源于水利部黄河水利委员会发布的‘黄河泥沙公报“㊂采用1976 2021年Landsat系列数据提取每年汛后河口沙嘴水边线和植被指数空间分布,进而统计河长及沙嘴淤积面积㊂2013年以前采用Landsat4-5MSS/TM数据,空间分辨率为30m;2013年以后采用Land-sat8OLI数据,空间分辨率为15m㊂为避免潮位差对提取水边线产生影响,参考孤东验潮站记录的逐时潮位数据,选择了成像时刻潮位大致相等的影像,孤东验潮站位置见图1(a)㊂所有影像均从美国地质调查局(https:ʊ/)下载得到㊂在ENVI完成遥感影像的几何精校正㊁辐射定标和FLAASH大气校正等前处理,并对OLI影像进行全色波段融合到15m分辨率,以提高空间分辨率㊂㊀第1期凡姚申,等:新入海水沙情势下的黄河口沙嘴动态响应65㊀1.3㊀研究方法使用改进的归一化差异水体指数(Modified normalized difference water index,MNDWI)法区分河口沙嘴地区水体和非水体边界,进而提取河道水边线,作为岸线㊂MNDWI法是一种有效区分遥感影像中水体和非水体的方法,主要是利用水体和陆地在中红外波段的反射率差异来区分出强吸收的水体和强反射的陆地[20]㊂采用非参数Mann-Kendall(M-K)趋势检验和Pettitt突变检验对入海水沙时间序列进行检验,Pettitt突变检验常用以计算时间序列数据突变时刻㊂2㊀研究结果及分析2.1㊀入海水沙通量变化1950年以来黄河的入海水沙通量总体上呈不断减少的趋势(图2)㊂许多学者对黄河流域水沙变化及其影响因素进行了分析研究,结果表明入海水沙呈显著下降趋势的主要原因是气候变化和各种人类活动,包括流域内水库大坝的修建和使用,以及水土保持和沿黄取水工程[21-23]㊂趋势和突变检验是分析河流水沙通量时间序列变化的常用手段,以往的学者大多针对整年的总入海水沙通量进行突变分析,如有研究认为1986年以来入海水沙已发生了显著变异,黄河进入了枯水少沙期[24],这一结论被广泛认同㊂然而,需要指出的是入海水沙有明显的汛期和非汛期变化,多年的调水调沙事件尺度也通常不足1个月,因此,探讨年内或短期内的水沙突变时间显得十分必要㊂图2㊀利津站年际径流量和输沙量变化Fig.2Temporal changes of annual water discharge and sediment load at Lijin station 采用非参数M-K趋势检验和Pettitt突变检验,探究年内每月水沙通量1950 2021年时间序列变化趋势并检验突变情况㊂M-K趋势检验结果显示,1 12月各月的入海水沙量大都呈明显减小的趋势,且沙通量减小更显著㊂Pettitt突变检验表明入海水沙通量变异都存在显著的突变点(p<0.05),各月水沙通量显著突变的年份不一致,但与黄河流域几座大坝水库的使用年份有极好的对应关系(图3),即水沙通量发生显著突变的年份都在水库使用当年或之后的1~2a内㊂大多数月份的水沙通量显著突变发生在1986年龙羊峡水库投入使用后,如汛期7 10月,但汛前的4 6月入海水沙早在20世纪60年代三门峡和刘家峡水库使用之后就已发生显著突变㊂除此之外,1月的入海水通量在1999年小浪底水库运行后发生显著突变;6月的入海沙通量,在2002年调水调沙后发生第2次突变,且是从少向多的突变㊂相比于12个月的入海沙通量发生了13次显著突变,水通量发生显著突变的次数明显较少,只有9次,1月㊁6月和8月的水通量没有突变㊂66㊀水科学进展第34卷㊀图3㊀黄河入海水沙通量1950 2021年时间序列逐月Pettitt突变检验Fig.3Pettitt test on time series of river delivery of the Yellow River from1950to2021at month scale㊀㊀参照以上分析,发现1950年以来黄河入海水沙通量变化具有时长约1~2个年代的 阶梯式 下降规律(图2和图3),具体可分为4个时期㊂1950 1967年水沙偏丰期,黄河流域处于开发初期,人类活动影响较小,下泄水沙主要取决于自然地理环境因素,保持了水沙偏丰的特征,利津年均径流量为498.34亿m3,输沙量为12.41亿t㊂1968 1985年中水中沙期,经多年开发,流域耕地扩大㊁水利工程兴建,沿黄年均引水增加了274亿m3,年均水㊁沙通量较上一时期分别减小31.8%和20.2%,至339.77亿m3和8.66亿t㊂1986 1998年枯水少沙期,黄河流域开发力度增强,入海水㊁沙通量锐减,较上一时期分别减少了53.8%和52.1%㊂1999 2021年水沙延续枯少期,该时期黄河流域先后实施了水量统一调度㊁调水调沙调度㊁生态调度和 一高一低 调度[25]等多种水沙调度模式,入海水沙通量一方面受到更强烈的人为影响,延续枯水少沙的特征;另一方面,在实践中不断完善㊁成熟的水沙调度方式也打破了水沙通量线性变化的规律㊂图4显示的指数平滑分析表明,1999年以来入海水沙通量总体呈波段变化,波动周期为6~8a㊂3次入海水量谷值出现在2002年㊁2009年和2016年,年均仅有85.86亿m3,3次入海水量峰值出现在2005年㊁2012年和2021年,年均为310.1亿m3,是谷值的3.6倍;3次入海沙量谷值出现在2001年㊁2009年和2017年,年均仅有0.28亿t, 3次入海沙量峰值出现在2003年㊁2012年和2020年,年均为2.89亿t,是谷值的10.3倍㊂2018年小浪底水库实施新的水沙调度方式以来,黄河入海水沙量正处在波动上升期,对河口沙嘴的演变势必会产生新的影响㊂图4㊀1999 2021年黄河入海水沙量和指数平滑Fig.4River delivery and exponential smooth curve of the Yellow River from1999to2021㊀第1期凡姚申,等:新入海水沙情势下的黄河口沙嘴动态响应67㊀2.2㊀入海水沙关系变化来沙系数(ξ=S/Q,Q为流量,S为含沙量)是一个被广泛用于表示水沙关系的经验参数,大量的研究工作已经证实,1999年水沙波动变化后,尤其是2002年黄河调水调沙以来,ξ基本小于河道冲淤平衡的临界值(0.015kg㊃s/m6)[26-27],水沙搭配大幅优化㊂以利津站流量为横坐标㊁含沙量为纵坐标的含沙量 流量曲线(简称S Q曲线)可以反映水沙异步运动情况[28],该图具有线性㊁顺时针㊁逆时针㊁8字形等多种类型㊂其中顺时针和逆时针类型最为常见,前者代表沙峰的出现早于洪峰,当含沙量达到峰值开始下降时,流量仍在上升;后者则表示当流量达到峰值开始下降时,含沙量仍在上升,形成滞后沙峰或滞后大沙㊂当统计S和Q的时间尺度为24h时,可以探讨场次洪水的水沙运动情况[29-30]㊂将S和Q的时间尺度延长到月,绘制一年12个月的S Q曲线,可以分析年内水沙异步运动关系㊂结果显示,调水调沙前无论是1967年前的水沙偏丰期还是1986年后的枯水少沙期(图5(a)和图5(b)),S Q曲线都呈顺时针态势,而调水调沙后S Q曲线呈逆时针态势(图5(c)和图5(d)),表明调水调沙后大沙的运动滞后于大水㊂值得注意的是,2016年和2017年调水调沙中断了2a,S Q曲线又返回到顺时针态势,2018年以来进入水沙波动上升期,S Q曲线时而呈逆时针(图5(f)和图5(g)),时而呈顺时针(图5(h)和图5(i)),这也说明了近年来在剧烈的人为调控下黄河入海水沙关系变得更加复杂㊂图5㊀黄河入海水沙月均流量和含沙量S Q曲线Fig.5S Q curves of distributions in monthly water discharge and suspended sediment concentration of Yellow River68㊀水科学进展第34卷㊀2.3㊀口门沙嘴动态变化受黄河入海水沙波动变化的影响,河口沙嘴变化显著㊂图6展示了2013 2021年汛后河口沙嘴空间格局变化过程,统计表明,该时段河口沙嘴造陆面积年均增加9.7km2,沙嘴前缘河长向海延伸4.2km㊂除了沙嘴的淤积延伸外,拦门沙-河口沙岛的发育是该区域地貌演变的另一个典型特征㊂随着河口拦门沙淤积抬高的发育,水下沙体逐渐堆高,出露海平面,逐渐演变成为一个类圆形的沙岛㊂具体而言,2013 2015年入海沙量逐年减少,沙嘴向海延伸缓慢,而沙岛面积从0.35km2增加到1.49km2(表1),增加相对迅速,河口沙嘴逐渐形成北㊁东2个汊道和东叶瓣㊁西叶瓣以及中央沙岛3个地貌单元的格局㊂在此期间,新生的滩地为外来物种互花米草的定殖扩散提供了基础,植被的迅速扩张蔓延增加了沙嘴沿海地带的植被覆盖度,消浪固沙作用得到加强,稳固了该区域的海岸线㊂2016年调水调沙过程中断,入海水沙大幅度度减少,沙岛无植被覆盖的区域出现大面积侵蚀,沙岛面积减少至0.92km2㊂2018年黄河流域再次实施了调水调沙,入海水沙量开始进入波动上升期,河口沙嘴淤长迅速,相比于上一年面积增加了12.07km2㊂新生的滩地主要沿北㊁东两汊口门方向发育,而垂直河道方向上基本无增长㊂沙嘴东叶瓣㊁西叶瓣都发育成向海突进的 尖刀 形状,但西叶瓣的面积增长要高于东叶瓣,前者增加比为42.49%,后者增加比仅为16.97%(表1),外形发育成马鞍形的沙岛也有类似的现象,这说明入海泥沙更多淤积在北汊口㊂与之不同的是2019年,从河口沙嘴东叶瓣和沙岛的东部淤长明显可以判断2019年入海泥沙更多淤积在东汊口㊂但随后的2020年淤积格局又表现出相反的态势 更多的泥沙淤积在北汊,北汊口门附近的拦门沙体快速发育㊁淤高,出露海平面后促使河道再次分汊,出现二级汊道㊂2021年河口沙嘴继续保持一㊁二级两级汊道的格局,东叶瓣和沙岛东部淤长明显,表明东汊是这一年淤积的主体㊂图6㊀2013 2021年汛后河口沙嘴空间格局变化过程Fig.6Spatial pattern change process of estuarine sandspit after flood season from2013to2021㊀第1期凡姚申,等:新入海水沙情势下的黄河口沙嘴动态响应69㊀表1㊀2013—2021年河口沙嘴各地貌单元面积变化Table1Area change of estuarine sandspit from2013to2021年份西叶瓣东叶瓣沙㊀岛面积/km2增加比/%面积/km2增加比/%面积/km2增加比/%2013年25.62 20.93 0.352014年28.8412.5722.20 6.070.5865.71 2015年32.9414.2223.69 6.71 1.49156.90 2016年31.67-3.8623.06-2.660.68-54.36 2017年32.01 1.0723.98 3.99 2.21225.00 2018年45.6142.4928.0516.979.39324.89 2019年45.58-0.0734.2322.0314.8558.15 2020年52.9816.2435.51 3.7423.48∗58.11 2021年54.94 3.7041.4116.6228.59∗21.76㊀注:∗代表该面积含新淤积形成的二级沙岛的面积㊂㊀㊀采用河长延伸长度(L)和沙嘴造陆面积(A)来具体量化沙嘴动态变化特征,将其与年输沙量(Q S)比较,进而探究河口沙嘴与入海泥沙的响应关系㊂沙嘴河长和造陆可以从遥感数据中提取的河口沙嘴范围中确定,需要说明的是:黄河改道清水沟初期(1976年6月至1979年9月)尾闾河道处于游荡状态,直到1980年河道才逐趋稳定,造陆统计时间上从1980年起算;河长统计空间上从西河口(二)水位站起算,当沙嘴有多个入海汊道时,河长按最长的汊道计算;1996年和2007年尾闾出汊改道,河长和造陆重新从出汊改道后第二年算起㊂相关分析表明,1976年黄河改道清水沟流路以来,河长延伸长度㊁沙嘴造陆面积随着入海沙量的增加而增加,两者与入海沙量线性拟合曲线的R2分别为0.62和0.76(图7)㊂1999年水沙延枯期以来,除个别年份外,大多数年份入海沙量对应的河长延伸长度散点图在拟合曲线的下方,说明该时段河长延伸长度偏小㊂但值得关注的是,不同于其他年份沙嘴造陆面积散点图在相应拟合曲线下方的现象,2018 2021年入海沙量对应的沙嘴造陆面积散点图在相应拟合曲线的上方(图7)㊂这说明此时段虽然河长延伸长度偏小,图7㊀历年入海沙量与河长延伸长度㊁沙嘴造陆面积的关系Fig.7Relationship between the sediment load and the increase of river length and sandspit area70㊀水科学进展第34卷㊀年均延伸0.7km,但沙嘴面积仍然表现出有较大增加的态势,年均增加16.9km2㊂由此可见,2018年以来,北㊁东两汊发育成熟的汊道格局及其年际交替成为淤积主体的现象,对河长延伸和沙嘴面积增加产生了重大影响,即汊道发育与交替淤积不利于河长延伸但加快了沙嘴造陆㊂3㊀讨㊀㊀论3.1㊀未来水沙与河口沙嘴动态黄河入海水沙通量受流域来水来沙量的制约㊂20世纪80年代以来,随着黄土高原的水土保持和林草植被的恢复,黄河来沙量逐渐减少,在此背景下, 黄河变清 成为当下热议[31],但也有学者认为该想法可能过于乐观,提出了异议[32]㊂至于来水,虽然水少是黄河的自然特点,但多数专家认为黄土高原未来汛期降水将略偏丰[33]㊂加之黄河流域本身的大陆性季风气候特征,年内70%以上的降水集中分布在7 9月,其中2/3为短历时㊁高强度降水,暴雨强度可达3.5mm/min[34],如2021年7月发生在河南郑州㊁新乡等地的特大暴雨㊂因此,在全球极端气候不断增多的大背景下,未来黄河流域极端暴雨和极端径流仍有可能发生㊂极端径流对河道㊁淤地坝和新造耕地的剧烈冲刷,往往会带来河流的剧烈输沙[35],如2017年的榆林 7㊃26 特大暴雨的强降水输沙是大理河流域河道冲刷的重要原因[36]㊂采用水沙关系曲线进一步探究在黄河口地区的径流和输沙的深层关系㊂该曲线用幂函数关系拟合径流量与输沙量得到,可用于描述河流某一断面的径流与输沙之间的关系,也可反映不同时间尺度上流域的产沙与输沙模式[37],拟合式表达如下:Q S=a(Q w/Q GM)b(1)式中:Q w为年径流量,Q GM为全部径流量的几何均值,两者相比得到量纲一的标准化径流量;a为拟合所得水沙关系曲线系数,单位与年输沙量一致;b为拟合得到的水沙关系曲线指数㊂已有研究表明,系数a可用于表征流域泥沙供应特征,其数值越大代表流域供沙量越大;指数b则可表征径流的侵蚀与泥沙挟带能力,其数值的增加意味着径流侵蚀输移能力的急速增强和输沙量的快速增加[38]㊂常用的水沙关系曲线为幂函数形式,因此可对标准化径流和输沙量分别取对数将其线性化㊂图8建立了不同时期的水沙关系以探讨水沙关系参数演变及其指示意义㊂如图8中所示,不同时期所拟合的水沙关系曲线的相关系数都大于0.6,水沙关系曲线的2个参数和拟合相关系数都表现出较强的时间变异特征㊂不同于前几个时期,1998 2021年入海水沙延枯期水沙关系曲线随着指数b的增大变得更加陡峭;在极端条件下,图8㊀不同时期年尺度的黄河入海水沙关系曲线Fig.8Annual scale sediment rating curves of river delivery of the Yellow River during different periods㊀第1期凡姚申,等:新入海水沙情势下的黄河口沙嘴动态响应71㊀当径流大于临界流量时,陡峭的水沙关系曲线所对应的输沙量也可能大幅度增加㊂这说明,在新的水沙关系条件下,黄河入海水沙可能发生 小水小沙,大水大沙 的转变㊂以上分析表明,尽管黄河仍然偏少的来水来沙条件不利于三角洲整体的向海淤进,但未来可能出现的极端径流带来的强烈泥沙输移入海,依然会使得河口沙嘴处于高度动态之中㊂3.2㊀河口流路稳定与生态安全现行清水沟流路已行河45a(1977 2022年),相比于其他流路,流路使用年限已经相对较长,是否还处于稳定状态,是否到达改道标准一直备受学者关注㊂从黄河口流路的演变 游荡散乱 归股 单一顺直 弯曲 出汊 出汊点上移 改道 的循环过程来看,出汊是决定流路能否稳定的关键[39]㊂图6所示的2013 2021年河口沙嘴空间格局显示,2013年以来河口沙嘴处发生了2次小规模出汊,加之1996年的清8人工出汊㊁2004年和2007年的自然出汊,清水沟流路在归股㊁单一顺直之后(1980年)共出汊5次(除1987年短期的人工改道北汊河以外)㊂从出汊点位置来看,不同于刁口河流路行河末期出汊点上移的出汊特征,清水沟流路的5次出汊中有3次都表现为出汊点下移(图9)㊂从出汊形式来看,不同于前几次出汊是行水河道自身的主动分汊的结果,而近2次出汊是在新入海水沙情势和海洋动力环境下 拦门沙淤积 拦门沙出露水面 沙岛发育 沙岛淤长 分割行水河道 的结果,对河道来说是被动的过程㊂新情势下的出汊格局有利于河长延伸减缓和沙嘴淤积造陆,对于长期稳定清水沟流路起到积极作用,但是在沙嘴地区互花米草不断繁殖扩张的背景下,新积成陆(滩)的河口沙嘴良好的底质条件为外来植物互花米草的爆发提供了温床[40]㊂互花米草在黄河口迅速生长蔓延,分布范围和面积不断扩张,对黄河口盐沼湿地生态多样性㊁底栖动物和鸟类栖息地质量等生态安全构成严重威胁㊂已有大量研究详细探讨了黄河口互花米草入侵物种对生物过程㊁生态系统过程的影响机制及生态效应[41-42],但是与沙嘴发育过程相关的生态地貌多尺度反馈机制尚不清晰㊂因此,运用动力地貌学理论,探究水沙-地貌-生态耦合作用过程与机制是黄河口沙嘴研究的重点㊂图9㊀黄河口流路总体形势及刁口河流路㊁清水沟流路的出汊位置Fig.9Overall situation of the river channel in Yellow River Estuary,the branching position of Diaokou and Qingshuigou72㊀水科学进展第34卷㊀4㊀结㊀㊀论受气候变化和高强度人类活动双重胁迫作用,黄河入海水沙通量显著变化,河口三角洲各地貌单元响应快速且强烈㊂基于多时相高频高分辨率Landsat OLI/TM卫星数据,结合河口地区水文站多年实测水文资料,梳理了黄河入海水沙情势变化及河口沙嘴多尺度响应过程,得到以下结论:(1)1950年以来黄河入海水沙通量经历了水沙偏丰期㊁中水中沙期㊁枯水少沙期和水沙延枯期4个时期㊂1999年后入海水沙延续偏枯,波动峰值年均水㊁沙量分别为310.1亿m3和2.89亿t,是年均谷值的3.6倍和10.3倍㊂新情势下,入海水沙搭配有利于河道冲刷,但在剧烈的人为调控下水沙关系变得更加复杂㊂(2)受黄河入海水沙波动变化影响,河口沙嘴形态发生了明显的变化㊂2013年河口拦门沙 沙岛体系的发育致使河道逐渐形成北㊁东2个汊道,2020年北汊口拦门沙再次发育成沙岛,促使河道再次分汊,河口沙嘴出现二级汊道㊂2018 2021年,黄河入海水沙量处于波动上升期,河口北㊁东2个汊道年际交替成为淤积主体,河长年均延伸0.7km,沙嘴年均造陆16.9km2㊂(3)尽管黄河偏少的来水来沙条件不利于三角洲整体的向海淤积,但极端径流带来的强烈泥沙输移入海仍然会使得河口沙嘴处于动态变化中㊂现阶段河口沙嘴汊道的发育及其交替成为淤积主体,减缓了河长延伸㊁加快了沙嘴造陆,对于长期稳定清水沟流路起到积极作用,但互花米草的快速生长蔓延,对黄河口盐沼湿地生态安全构成严重威胁㊂参考文献:[1]GIOSAN L,SYVITSKI J,CONSTANTINESCU S,et al.Climate change:protect the worldᶄs deltas[J].Nature,2014,516 (7529):31-33.[2]MURRAY N J,PHINN S R,DEWITT M,et al.The global distribution and trajectory of tidal flats[J].Nature,2019,565 (7738):222-225.[3]NIENHUIS J H,ASHTON A D,EDMONDS D A,et al.Global-scale human impact on delta morphology has led to net land area gain[J].Nature,2020,577(7791):514-518.[4]鲍振鑫,张建云,王国庆,等.基于水文模型与机器学习集合模拟的水沙变异归因定量识别:以黄河中游窟野河流域为例[J].水科学进展,2021,32(4):485-496.(BAO Z X,ZHANG J Y,WANG G Q,et al.Quantitative assessment of the attribution of runoff and sediment changes based on hydrologic model and machine learning:a case study of the Kuye River in the Middle Yellow River basin[J].Advances in Water Science,2021,32(4):485-496.(in Chinese))[5]TAMURA T,NGUYEN V L,TA T K O,et al.Long-term sediment decline causes ongoing shrinkage of the Mekong megadelta, Vietnam[J].Scientific Reports,2020,10:8085.[6]DUNN F E,DARBY S E,NICHOLLS R J,et al.Projections of declining fluvial sediment delivery to major deltas worldwide in response to climate change and anthropogenic stress[J].Environmental Research Letters,2019,14(8):084034. [7]王建华,胡鹏,龚家国.实施黄河口大保护推动黄河流域生态文明建设[J].人民黄河,2019,41(10):7-10.(WANG J H,HU P,GONG J G.Taking the great protection of the Yellow River Estuary as the grasp to promote the construction of ecologi-cal civilization in the Yellow River basin[J].Yellow River,2019,41(10):7-10.(in Chinese))[8]JI H Y,PAN S Q,CHEN S L.Impact of river discharge on hydrodynamics and sedimentary processes at Yellow River Delta[J]. Marine Geology,2020,425:106210.[9]FAN Y S,CHEN S L,PAN S Q,et al.Storm-induced hydrodynamic changes and seabed erosion in the littoral area of Yellow River Delta:a model-guided mechanism study[J].Continental Shelf Research,2020,205:104171.[10]WANG H J,BI N S,SAITO Y,et al.Recent changes in sediment delivery by the Huanghe(Yellow River)to the sea:causesand environmental implications in its estuary[J].Journal of Hydrology,2010,391(3/4):302-313.[11]于永贵,石学法,迟万清,等.调水调沙期间黄河口羽状流的逐时变化[J].海洋地质与第四纪地质,2018,38(5):。

汉江王甫洲泄水闸基础测压管水位成果分析发表时间：2020-09-15T17:15:33.403Z 来源：《基层建设》2020年第14期作者：戴青[导读] 摘要：湖北汉江王甫洲水利枢纽泄水闸坝基扬压力观测，采用设计明确的扬压系数作为扬压力是否超限的监控指标，并对11#闸墩幕后笫一支测压管扬压过程线呈年周期变化进行分析研究，确保工程安全运用。

湖北汉江王甫洲水力发电有限责任公司湖北老河口 441800摘要：湖北汉江王甫洲水利枢纽泄水闸坝基扬压力观测，采用设计明确的扬压系数作为扬压力是否超限的监控指标，并对11#闸墩幕后笫一支测压管扬压过程线呈年周期变化进行分析研究，确保工程安全运用。

关键词：泄水闸测压管资料分析1. 工程概述王甫洲水利枢纽泄水闸包括进水渠、防冲板、上游左、右导墙、闸室、门库、下游左、右导墙、护坦、海漫、出水渠、左岸护坡等。

位于主河床左岸滩地上，轴线长413m,共设23个泄水闸孔,23孔最大泄量22000m3/s,设计泄流量18070m3/s,泄水闸中心线偏离主河床较远，泄水闸泄洪改变了天然河势主流的流向，造成下游流态较复杂。

鉴于泄水闸出水渠已按设计断面开挖到位，并对应于11#、12#、13#闸孔、顺下游左岸护岸开挖了鉴于泄水闸出水渠已按设计断面开挖到位，并对应于11#、12#、13#闸孔、顺下游左岸护岸开挖了一条50m宽、高程为 78.00m的水流引导槽。

2.监测成果分析2.1泄水闸1#闸墩基础断面测压管水位监测资料分析泄水闸 1#闸墩基础断面测压管共 10 根，其中 G4-1、G4-2 测压管位于闸墩上游侧防渗帷幕前，其余 8 根依次布置于闸墩上游侧防渗帷幕后。

各测点测压管水位测值统计见表可知：（1）G4-1、G4-2 测压管位于1#闸墩基础帷防渗幕前，管水位受上游库水位变化的影响，但相关性不明显，在泄水闸不泄洪弃水时；幕后第 1 根测压管 G4-3 及第 2 根测压管 G4-4 水位测值分别较上游水位要低约5m、5.5m，计算测点处的平均渗压系数约 0.41、0.32，说明该闸基帷幕有效降低水头5米左右，防渗效果良好，但减压孔减压效果一般。

2018年第8期水利规划与设计科研与管理泄槽渐变段出口设计图li 50濟oq^nnn尹oqsoqsnnn图1溢洪道泄槽渐变段结构设计图殊荷载主要包括校核洪水位时的静水压力及扬压 力、动水压力等。

溢洪道泄槽段断面水深变化较 大，为简化计算，主要考虑基本荷载的作用，选用 泄槽渐变段的断面作为计算断面。

其计算简图如图 2所示。

墙后填土类型为碎石土，取,土=20kN /m3,填土内摩擦角（=42°，由于溢洪道泄槽段基础为收稿日期！ 2018-01-23基金项目：喀斯特地区海绵城市雨洪控制技术研究及示范应用（黔 科合[2016]支撑2903)作者筒介！王向伟（1985年一），男，工程师。

泄槽渐变段进口设计图溢洪道是水库枢纽工程的重要组成部分，其主 要任务是宣泄洪水以保证主体水工建筑物的安 全[1]，溢洪道通常是由进口段、控制端、泄槽段以 及消能防冲设施和水渠组成[2]。

结合国内溢洪道设 计情况及研究成果，岸边溢洪道可分为正槽溢洪 道、侧槽溢洪道、井式溢洪道和虹吸式溢洪道等， 正槽溢洪道被广泛采用，也较为典型[3-]。

本文以 甘肃省平凉市庄浪县花崖水库水源地工程岸边溢洪 道的泄槽段为例，对设计泄槽的渐变段进行荷载分 析、稳定计算和结构内力计算。

1 工程概况甘肃省平凉市庄浪县花崖水库水源地工程总库 容204. 20万m 3，兴利库容为131. 30万m 3，年可 供水量237.0万m 3,属.等小（1)型工程。

溢洪道 布置于左岸岸边，由引渠段、控制段、泄槽段、挑 流消能段组成。

泄槽段坡比为110,泄槽渐变段长 度为18m ，侧墙顶部宽为0.3m ，侧墙底部宽为 0. 65m ，渐变段底宽由6. 0m 渐变为3. 0m ，渐变段 侧墙高度由3. 5m 渐变为2. 0m ，渐变段底板厚度为 0.8m ，渐变段后接泄槽槽身段，其长度为59m 。

泄 槽段底板与边墙为整体式现浇钢筋混凝土结构，溢 洪道最大下泄量为27. 57m 3/,。

消声水池中水射流噪声特性试验研究
程广利;罗夏云;孟路稳;杨琼方
【期刊名称】《兵工学报》
【年(卷),期】2018(039)006
【摘要】为研究水射流的噪声特性,设计并构建了水射流与辐射噪声测试试验系统.评估了消声水池的自由场性能,基于试验系统测量了消声水池中的水射流噪声特性.试验数据分析表明,在消声水池中开展的50 mm口径水射流试验,能较准确地获得射流速度小于20 m/s时的水射流辐射噪声声源级及其谱分布;获取的水射流噪声辐射声功率整体符合与射流速度8次方呈正比的变化规律,射流速度低于20 m/s 时的水射流辐射噪声主要由射流中的湍流运动产生.
【总页数】6页(P1165-1170)
【作者】程广利;罗夏云;孟路稳;杨琼方
【作者单位】海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033;海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033;海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033;海军工程大学动力工程学院,湖北武汉430033
【正文语种】中文
【中图分类】TB52+2
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3.离心泵用赫姆霍兹水消声器试验研究 [J], 袁建平;张瑞橙;金荣
4.基于半消声环境声学测试平台的干式配电变压器噪声特性负载因素影响研究 [J], 卢梦瑶;李国勇;陈静;曹浩
5.氢还原-水浸工艺回收废旧三元锂离子电池中锂的试验研究 [J], 刘诚;董爱国;陈宋璇;付云枫;王玮玮;陈学刚;孙宁磊
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复式断面河流洪水的水流特性
庞炳东
【期刊名称】《泥沙研究》
【年(卷),期】1995()1
【摘要】本文描述了复式断面河流洪水的水流特性，并用流体力学的基本理论加以论证．在各国学者对复式断面洪水研究成果的基础上，建立了新的能量耗散的理论模型．
【总页数】6页(P16-21)
【关键词】复式断面洪水;过水能力;滩槽交界面;能量损失;水流特性
【作者】庞炳东
【作者单位】北京气象学院
【正文语种】中文
【中图分类】TV122
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3.滩槽复式断面水流特性的试验研究 [J], 陈长英;张幸农
4.非对称复式断面明渠水流特性试验与数值模拟 [J], 槐文信;梁爱国;杨中华;沈洁
5.复式断面交汇水流滩槽交界水流特性试验研究 [J], 吴迪;孙可明;李凯
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