黄河龙门长河段揭河底冲刷现象分析

通过对龙门站近几年掀起泥块露出水面再坍塌消失现象的观测分析，进一步认识到：这种现象既不是高含沙、大流量水流的特产，也不是长河段揭河底冲刷的主要现象；１９５４年９月洪水不属于长河段揭河底冲刷洪水；１９５１年以来７次长河段揭河底冲刷均未发展到黄淤４９断面（老永济）；揭河底冲刷洪水，主要是由吴堡－龙门区间为主的暴雨洪水组成的。解剖各次长河段揭河底冲刷洪水过程的分段冲淤变化性质，较合理地计算了７次揭河底冲     

黄河禹门口至潼关河道冲淤特性及河势演变规律

本文简述了来水来沙概况、河道冲淤特性及“揭河底”冲刷,概述了回水淤积末端延伸变化,总结了河道冲淤演变的基本物理模型,详细分析了历史河势摆动变化规律及影响河势变化的主要因素,提出了河槽平滩宽度和河弯形态关系式.文中对河道整治及航运问题进行了浅析.     

“揭河底”冲刷期龙门—潼关河段的水沙响应

在分析黄河龙门站、潼关站历年高含沙洪水的基础上,建立了"揭河底"冲刷期潼关站汛期水沙量、洪峰期3 d水沙量、洪峰、沙峰以及洪峰时段泥沙粒径等与龙门站的响应关系。结果表明:龙门—潼关汛期水量响应关系较好,汛期沙量出现明显衰减,高含沙洪水的沙量减幅大于一般含沙量洪水的;潼关站洪峰期3 d水、沙量均小于龙门站的,"揭河底"洪水的3 d水沙量大于没有发生"揭河底"洪水的;对于一场高含沙洪水过程,流量和含沙量沿程均会衰减,发生长距离"揭河底"冲刷洪水的减幅要小于没有发生"揭河底"冲刷洪水的;近年来发生的局部"揭河底"冲刷洪水含沙量的沿程减幅明显增大,潼关站洪峰期泥沙的中值粒径多小于龙门站的,而发生长距离"揭河底"冲刷的洪水泥沙粒径细化程度较低,这对三门峡库区和黄河下游河道的冲淤非常不利。     

“揭河底”冲刷对河道和工程的影响分析

本文通过对黄河小北干流河段历史上发生"揭河底"情况的调查,分析了"揭河底"对河道和防洪工程所产生的影响,一方面"揭河底"河段发生强烈冲刷,刷槽淤滩,塑造相对窄深的河槽,提高河道过洪能力;另一方面,在发生"揭河底"时,河道发生大的摆动,造成滩岸坍塌、河道工程毁坏、引水工程脱流等危害。通过"揭河底"的利弊分析,提出减少"揭河底"的不利影响和保证工程安全的防护措施。     

小浪底水库横断面冲淤分布规律

开展水库库区横断面冲淤分布规律研究，对合理控制库区淤积形态的发展和长期保持水库有效库容具有重要意义。基于实测资料，分析2000—2020年小浪底水库汛期56个断面的冲淤变化，利用汛前、汛后横断面平均河底高程的差值，并结合形心相对深度判别横断面冲淤类型，得出小浪底水库横断面冲淤类型的时空分布及转化规律。结果表明：汛期小浪底水库横断面的冲淤类型从坝前至库尾依次有水平抬高/主槽冲刷、水平抬高、淤槽为主、主槽冲刷以及冲淤不明显5种，且随着三角洲顶点向坝前推进，横断面冲淤类型沿程转化。     

黄河高含沙洪水"揭河底"冲刷研究综述

对以往黄河高含沙洪水"揭河底"冲刷的研究成果进行了归纳和总结,从"揭河底"冲刷发生的机理﹑河床边界条件﹑水沙条件﹑判别指标﹑试验研究﹑数值模拟等有关方面给出了已有的研究成果,并提出今后"揭河底"冲刷需要继续深入研究的问题:①黄河"揭河底"冲刷发生时的水沙条件、河床边界条件和河床淤积物分层问题;②黄河"揭河底"冲刷的判别条件和指标问题.     

黄河龙门段“揭河底”冲刷两种表现形式的分析

对黄河龙门河段"1969·7"和"2002·7"两场洪水的水文资料进行了分析,认为"揭河底"冲刷可分为两种表现形式,一种是"1969·7"洪水期间发生的强烈"揭河底"冲刷,另一种是"2002·7"洪水期间发生的局部"揭河底"冲刷。两种"揭河底"冲刷发生的必要条件为高含沙洪水,河道来水来沙条件是产生强烈"揭河底"冲刷的主要影响因素;而河道边界条件对局部"揭河底"冲刷的影响较大。尽管局部"揭河底"对长距离河道影响较小,但是对于局部工程出险会有较大的影响,应该引起足够重视。     

1993年汛期潼关高程升高原因的调查分析

潼关河床自“９２．８”洪水强烈冲刷后，因局部河段比降调整和冰凌壅水淤积，于１９９３年汛前迅速回淤。１９９３年汛期由于入库水沙偏枯，局部河段比降调整和河热变化等影响，潼关河段虽从泥沙数量上实现了冲淤平衡，但潼关高程却因塌滩淤槽，河底坦化，同流量流速减小等原因，仍较污初略有升高。     

多沙河流河床演变特殊冲刷现象的研究

本文在全面分析了多沙河流河床演变“揭河度”冲刷的研究成果后，利用大量的河流实测资料，计算出反映高含沙水流流态特征参数，挟沙力Ｓ、及自动悬浮条件参数值，提出“揭河底”冲刷时水流流态紊动的均质流，且挟沙力Ｓ，远远大于最大含沙量Ｓｍａｘ，并满足自动自动悬浮条件ＵＪ〈ωＳ等论点，推动了多沙河流“揭河底”冲刷的研究，并为泥沙工作者提供了大理有价值的实测资料。     

黄河小北干流河段揭河底规律分析

“揭河底”现象是黄河高含沙洪水特有的一种泥沙运动方式.本文通过对历史“揭河底”水文资料的统计和分析,提出了历史“揭河底”发生的水沙条件、河道边界条件、河床淤积物组成,总结了其发生的规律.该研究进一步探讨了黄河小北干流河段“揭河底”冲刷现象的运动机理,充分发挥冲刷塑造窄深河槽的积极作用,减小了冲刷造成的危害,对在治黄中如何利用“揭河底”规律,趋利避害有一定的指导意义.     

浐河桃花潭库区冲淤演变的二维数值模拟

橡胶坝是一种低水头轻性薄壳柔体挡水建筑物,结构简单、施工方便且造价低廉,修建橡胶坝拦水造湖可形成景观水面,但立坝运行会造成库区床面的泥沙淤积,因此遵循河床演变规律,合理运行橡胶坝,可保持库区长期可利用库容。采用MIKE软件模拟桃花潭库区10年水沙条件下的河床演变,综合考察桃花潭河段水流流场、床面淤积厚度、河床比降以及纵断面形态的变化。结果表明:桃花潭河段的冲淤平衡年限约为7年,平衡后主河道淤积较为严重;冲淤平衡后河床纵断面在展宽段呈向上凸起的河床形态;基于桃花潭河段的几何特性、来水来沙条件和由宽入窄的壅水作用,进入该河段的含沙水流会因河道突然展宽,水流挟沙力与水流动能减小,导致泥沙更易淤积,造成床面抬升和洪水位的抬高。     

基于洪水涨冲落淤特性分析游荡性河道双岸整治对冲淤的影响

基于黄河下游及主要干支流、美国密苏里河和密西西比河的实测资料,分析了低含沙洪水和高含沙洪水的输沙与冲淤特性。研究表明,河道沿程比降虽然变缓,但河宽变窄,流速沿程增加,是造成冲积河流保持洪水输沙平衡的边界条件。底沙的运动比洪水波传播得慢,是造成洪水在河道中长距离冲刷的根本原因,而与河道的比降陡缓关系不大。河道输沙特性呈现"多来多排",是形成河床沿程冲刷的水流动力条件。通过黄河下游河道双岸整治,河道形成窄深、归顺、稳定的河槽,使洪水造床和输沙作用增强,从而对河道冲刷作用增加。     

黄河小北干流和渭河揭河底冲刷现象分析

黄河1964～1977年六次揭河底冲刷洪水来源,除1970年8月一次洪水来源为府谷吴堡区间的孤山川、窟野河、秃尾河、佳芦河粗沙区暴雨洪水外,其它五次均为吴堡龙门区间的暴雨洪水。渭河1964～1992年七次揭河底冲刷洪水均为泾河的高含沙量洪水,主要来自马连河、蒲河和红河。黄河、渭河的揭河底冲刷的共同点是高含沙量大洪水,长河段的自上而下的沿程主河槽冲刷。黄河小北干流主河槽宽浅,单宽输沙率小,冲刷河段短,均未超过潼关;渭河主河槽窄,单宽输沙率大,冲刷河段长,1966年、1977年均发展到潼关和与溯源冲刷交会,导致潼关1000m3/s水位降低1.0～2.3m。     

潼关高程对渭河河床演变的影响

本文根据渭河下游河段自三门峡水库建库42年以来的大断面地形变化以及泥沙淤积资料，运用河床演变分析法，分析了潼关高程对渭河淤积演变的影响。分析发现，潼关高程的大幅度抬升和下降引起溯源发展的淤积和冲刷的行波，行波传播速度大约每年10km，传播过程中幅度逐步减弱。通过相关分析，发现潼关高程抬升是引起渭河下游特别是临潼以下河段淤积的主要原因，咸阳及其以上河段的淤积与潼关高程基本无关，渭河上游来水量对冲刷减淤起了很大作用，来沙系数影响略小。本文进一步建立了一种淤积平衡模型，用以模拟渭河下游淤积过程。模拟结果表明，模型能正确地模拟淤积过程，潼关高程抬升引起的渭河下游淤积有一个平衡淤积量。如果潼关高程维持在一定水平不变，渭河下游的淤积就会逐渐趋近于这个平衡淤积量，大约30年左右就会接近这个平衡。目前渭河下游累积淤积量已经接近潼关高程328.5m的平衡淤积量。如果潼关高程保持不变，渭河下游将随着来水量的波动而发生小幅度的冲刷和淤积，不会发生累积性的大幅度淤积。     

黄河宁夏段近期水沙特性及冲淤量变化预测

以1950年11月至2018年10月黄河宁夏段水沙系列资料为基础,运用统计法、经验公式法、断面法分析并预测该河道冲淤情况。结果表明,近年来黄河宁夏段水沙量明显减少,年内分配不均,小流量天数显著增加;河道有冲有淤、冲淤交替变化,多年冲淤基本平衡。河段年平均冲淤量的预测值为1993年~2018年的年实测大断面平均冲淤量0.082亿t,若按河段划分,其中沙坡头坝下至枣园年平均淤积157万m³,年平均淤积厚度为0.019 m;青铜峡坝下至石嘴山河段年平均淤积量428万m³,年平均淤积厚度为0.009 m。     

2002-2018年长江口基本河槽冲刷及形态调整演化趋势

三峡蓄水后清水下泄对长江口河床演变产生何种效应是泥沙研究者普遍关注的问题。在阐述长江口近期来水来沙和边界条件变化的基础上,分析了长江口基本河槽河床冲淤特点、形态演变及其趋势。分析表明,长江口基本河槽发生了全面的强冲刷,河床形态朝宽深比减小的方向发展。各分段基本河槽上、中、下3层河床的冲刷分布,体现了长江口愈向上游段受径流作用相对较大,而愈向下游口门受潮汐动力作用相对较大对河床冲刷影响的特性。在保滩护岸和近期圈围工程与岸线整治工程作用下长江口总体河势仍将继续保持相对稳定;在三峡蓄水后来沙大幅减小的大环境下,基本河槽将连续受到冲刷,河床形态仍将朝窄深方向发展。     

黄河下游河道洪水冲淤临界水沙条件的研究

本文总结了以往对黄河下游河道冲淤临界条件的研究情况,根据非饱和输沙理论导出了河段排沙比与水沙系数关系,通过1960～1999年422场次洪水资料的统计分析,建立了黄河下游各河段的冲淤临界水沙条件,该水沙条件包括了洪水平均流量、含沙量,给出了黄河下游花园口以上、花园口～高村、高村～艾山、艾山～利津4个河段在不同三黑小(三门峡、黑石关和小董3站)水沙组合情况下的冲淤关系,该临界水沙条件可为小浪底水库调度决策以及黄河下游治理提供参考。     

渭河临潼河段河床物质层理淤积结构分析

在分析渭河临潼河段渭淤20—27断面河床组成特点的基础上,对典型断面河床物质的层理结构特征、层理淤积结构的成因进行了分析。结果表明:①1960—2009年河段累计淤积泥沙0.728 7亿m3,其中汛期淤积0.838 7亿m3,非汛期冲刷0.110 0亿m3,河槽淤积0.214 0亿m3,滩地淤积0.514 7亿m3;②河槽部分多年平均河床质中值粒径为0.098 1～1.252 8 mm,滩地部分为0.036 8～0.079 7 mm;③渭河高漫滩从上至下呈上粗下细的二元结构特征,按沉积相可分为漫滩相沉积物与主槽沉积物,渭淤24—26断面河床物质主要为粉土、粉质黏土、沙砾石、圆砾,粉质黏土层中0.010 mm以下的细颗粒含量为20.0%～42.5%;④临潼、咸阳、张家山三站悬移质年均中值粒径均呈细化趋势,悬移质0.025、0.010 mm以下沙重百分数明显增大;⑤临潼河段河床物质层理结构是来沙级配差异并产生淤积而形成的,形成粉质黏土层的泥沙可能来源于渭河咸阳或泾河张家山以上的不同区域。     

拦减粗泥沙对黄河下游河道冲淤的影响

近２０年，黄河的来水来沙发生了变化，粗泥沙来量也有所减少，这些变化对水库和河道冲淤都将产生很大影响。本文以研究不同级配泥沙移特性和冲淤市场信息灵基础，分析不同地区来水来沙对水库和下游河道的影响，三门峡水库正常运用对粗细泥沙的调节作用，以及下游不同河段各粒径级泥沙沿程调整过程，拦粗泥地下游中淤的影响，为水库制定合理运用方式及下游防洪减淤治理决策提供依据。     

冲积河流长距离冲刷不平衡输沙过程初步研究

本文从悬移质扩散方程出发, 研究冲积河流长距离冲刷不平衡输沙过程. 对于天然沙质河流, 床沙均为非均匀沙, 由于较细泥沙的冲刷率总大于较粗泥沙, 因此在床面薄层内泥沙随冲刷迅速粗比, 致使挟沙力降低, 不平衡输沙距离比均匀沙情况大大延长. 文中同时提出了表层床沙粗化的概化计算模式及床沙交换速率计算公式. 床沙交换速率的大小是决定含沙量恢复饱和距离的重要因素. 本文对不同类型底部边界条件进行了计算比较, 并与黄河下游的实际冲刷资料进行了对比, 结果表明, 应用梯度型底部边界条件, 且在考虑表层床沙粗化中以作者提出的公式计算床沙交换速率, 则计算含沙量和实际符合良好.