涉河工程群对河流演变的累积效应及综合评估方法研究

涉河工程是人类为了开发利用河流而在河流系统中兴建的工程建筑物。随着人类活动加剧，河流中的各类工程日益增多。以往较多关注的是河流对单个工程的响应，而忽略了河流在多个涉河工程设施的联合扰动下引起的叠加响应和连锁反应。本项目结合理论分析、物理实验和数值模拟，对以下问题进行了系统的研究，包括涉河工程群对水沙运动的影响机理、典型平原河流中的涉河工程群累积影响效应、涉河工程群对行洪累积影响指标体系及诊断评估与决策支持平台。主要取得了以下研究成果：（1）以桥墩群为对象，将下游桥墩冲刷特性随流速的变化规律分为四区：无冲刷区、同步冲刷区、冲刷过渡区及完全偏离区；在完全偏离区的基础上提出偏离度的概念，并通过偏离度表征双桥墩相互作用随桥墩间距的变化规律（2）以丁坝群为对象，得到双体丁坝影响的最大间距随下游水位增加而增加，随着来流量的增加而线性增大；丁坝群的布置方式对最大间距有一定的影响（3）研究了高效加筋草皮垫对堤岸的防护，开展了HPTRM下波浪紊动结构、紊动切应力、紊动能和冲刷量的波浪溢流试验和三维水沙输运模型研究，建立了一系列水流结构和堤防变形公式。（4）以淮河蚌埠段为研究对象，认为桥梁群对水流特性的最大影响范围为215倍的桥墩墩宽（5）以甬江为研究对象，认为姚江建闸、防波堤及桥梁群对甬江水动力特性及河床冲淤特性有着明显影响（6）对涉河工程进行分类，在此基础上建立涉河工程群对行洪累积影响评价体系，最后创建涉河建设项目防洪影响诊断评估及决策支持平台。 2100433B

涉河工程是人类为了开发利用河流而在河流系统中兴建的工程建筑物。随着人类活动加剧，河流中的各类工程日益增多。以往较多关注的是河流对单个工程的响应，而忽略了河流在多个涉河工程设施的联合扰动下引起的叠加响应和连锁反应。本课题拟选取典型河段进行涉河工程调查，在调查的基础上对涉河工程进行分类，分析归纳不同类型涉河工程的特征参数，进而对涉河工程（群）进行室内实验研究，概化研究单个工程及工程群对水流、泥沙、河床等重要水沙特征参数的影响规律, 提出在涉河工程群影响下水沙变异机理及河流调整机理；分析确定单个工程对河流演变影响的权重及涉河工程群对河流演变累积影响效应的主要因素；提出表达涉河工程群影响河流演变的指标参数，构建涉河工程群对河流演变累积影响的综合评估系统。本研究属水力学、河流动力学、泥沙运动力学、水信息学、生态水力学等多学科交叉研究，对人类开发、治理和管理河流具有重要学术价值和工程实际意

本书深入分析了大坝的生态效应，并紧扣水文过程这一最为能动的河流生态系统过程，研究了水文情势变化影响河流生态系统的关键工程和作用机制；梳理了国内外水库生态调度主导思想的变迁，总结了其理论原则，提出了兼顾生态保护的水库调度的基本流程及调度指南，最后开展了改善鱼类反之条件的三峡水库生态调度研究。本书总结了作者所在研究队伍关于河流生态环境保护研究的最新成果，具有较强的实用性和创新性，能够为实施基于河流生态需求的大坝运行管理提供技术支撑。 2100433B

由于治理理念的偏差，作为城市重要水资源的河流在城市热气候中所起的重要作用一直未被重视，现有研究严重不足。本项目提出定点观测和自行车移动测量相结合的一整套现场实测技术，研究城市河道内外水体和大气间热质动态平衡关系，考察实际状况下河流对城市热气候的影响范围；基于大气环境学和传热学边界层湍流换热理论，建立城市河流-大气局地热交换模型和河流对城市热气候影响评价方法；将建立的该模型分别与城市区域热气候预测模型和城市CFD计算模型进行耦合，采用数值仿真和感度分析研究不同规划条件下城市河流对热气候的调节能力。本项目结合城市气候学、传热学、大气和建筑环境学相关理论，重点研究城市河流对城市热气候的影响，为更好的发挥城市河流的生态功能潜力提供了新的思路。其成果为定量评估城市河流在解决高温化及热岛效应等城市热气候问题所起的作用提供理论支撑，对合理利用开发城市河流资源，维持城市生态系统的可持续发展具有重要意义。 2100433B