黄河下游高含沙洪水河床形态及调控指标

利用水库调控高含沙洪水是维持黄河下游主槽不萎缩的重要途径。基于黄河下游实测高含沙洪水冲淤特性的分析,按流量大小对高含沙洪水进行了分类,提出了黄河下游高含沙洪水的分类调控思路及相应的调控指标。大漫滩高含沙洪水,在满足黄河下游防洪要求的前提下,控制洪峰流量大于1.5倍的平滩流量,来沙系数在0.012~0.04 kg·s/m~6范围内。一般高含沙洪水,控制黄河下游洪水流量接近平滩流量,并尽可能控制来沙系数在临界值附近。高含沙小洪水,控制黄河下游洪水流量在2 500 m~3/s以下,洪水沙量小于2亿t。高含沙洪水经过分类调控后,可较大限度地利用滩地淤沙、主槽输沙能力排沙及花园口以上较大的主槽库容滞沙,维持或提高黄河下游主槽过流能力。     

高含沙洪水造床规律及河相关系研究

利用黄河实测资料，并结合黄河花园口至东坝头河道动床模型试验，研究了黄河下游高含沙洪水造床规律，河相关系及高含沙洪水期窄深河槽演变过程，明确指出：高含沙洪水期形成的窄深河槽难以长久维持下去，而且高含沙洪水形成的窄深河槽是以前期河床的严重淤积为代价的，对河道的破坏作用惨重。如何小浪底水库采用高含沙洪水加大排沙入海的运用方式可能会对下游河道的演变和下游防洪带来很多不利利的影响，对此应持慎重态度。     

非漫滩高含沙洪水异常传播机理和临界条件

黄河下游发生高含沙洪水时常伴随洪峰增值的异常现象,给黄河下游的防洪安全带来了极大的影响。本文基于高含沙水流床面附近存在流凝现象并可能形成具有屈服应力的黏性底层的事实,建立了高含沙洪水分层模型和流动的波系方程,对多沙河流非漫滩洪水洪峰沿程增值现象的机理进行了研究,并给出了发生洪峰增值的临界条件。论文还应用该结果对2004年、2010年发生的黄河下游高含沙洪水增值现象进行了分析。结果表明,当洪水的Froude数大于临界Froude数时,动力波形成的逆扩散导致洪水中的扰动被扩大、集中,从而导致流动失稳,这是这两场洪水洪峰增值的根本原因。     

黄河下游高含沙洪水演进及河床冲淤过程的数值模拟

高含沙洪水通过黄河下游河道时往往发生严重淤积,因此,数值模拟研究高含沙洪水的演进过程,对理论研究及实际工程需求均具有重要意义.以往的泥沙数学模型通常不考虑高含沙量对水流控制方程的影响.而这将会影响高含沙洪水演进过程的模拟.本文建立了黄河下游高含沙洪水演进过程的一维非恒定非均匀沙数学模型,该模型不仅在水流控制方程组中采用浑水的连续方程与动量方程,而且通过引入滩槽划分及"二级悬河"处理等技术考虑黄河下游复杂地形下的水沙演进.以1977年的典型高含沙洪水过程为例,分析高含沙量对洪水演进的影响,并率定出模型中的恢复饱和系数、不饱和系数等关键参数.将率定后的模型参数应用于1992年下游实测洪水的模拟,验证模型的适用性.计算结果表明:考虑高含沙的影响后,洪峰流量、水量、传播时间的模拟误差减小,说明在数值模拟高含沙洪水的演进中有必要采用浑水控制方程.     

黄河下游河道输沙泄洪机理、能力及治理前景

经过我国几代人对黄河泥沙输移的研究和实践,认识已有重大突破。围绕黄河高含沙水流运动规律及应用前景这个中心,研究了高,低含沙水流运动规律多方面问题,为多沙河流防洪规划提出了新的指导原则。其中黄河下游可以利用高含沙洪水输沙入海,窄深河道洪水的非恒定性输沙泄洪机理是新的治黄主张的理论基础。     

1977年黄河下游高含沙洪水的输移与演变分析

1977年7、8月黄河下游出现了历史上少有的两场高含沙量洪水,在花园口以上河段发生了一些新问题,引起各方面的重视与关注。各家提出了不同的看法,正确地认识它的特性,对黄河下游河道的防洪与治理都十分重要。本文根据实测资料和高含沙水流特性,综合分析了下游河道洪水位发生异常现象的原因,并讨论了高含沙洪水在黄河下游的输移特性。     

黄河“2010·08”洪水泥沙调度简析

黄河汛期的洪水泥沙是造成水库及河道淤积的最主要原因,如何合理处置高含沙洪水是汛期水沙调控亟待解决的问题。分析了2010年8月黄河强降雨洪水的实际水沙调度过程及结果,并通过数学模型计算验证对比了"规则调度"与实际调度效果的不同。结果表明:在"2010.08"洪水以及同类的"上大高含沙洪水"的调度中,要根据水沙来源和分布确定调度原则和侧重点。同时,塑造更充分的冲刷性异重流和形成下游河道的冲刷过程,需要利用中游水库群进行水沙过程对接。在保障防洪安全的前提下,合理突破常规水库调度方式,能优化水库、河道减淤的效果。     

黄河下游高含沙水流输沙的可能性与制约因素

鉴于黄河历史上曾出现过主槽冲刷状态下的高含沙洪水,考虑到高含沙洪水的强大输沙能力,围绕黄河下游的高含沙洪水泥沙输送能力开展了研究,并对一般挟沙水流和高含沙水流的临界含沙量进行了定量计算。结果表明:天然条件下可实现使河道处于冲刷状态的高含沙洪水,其水沙条件具有一定的特殊性,特别是经过河道沿程天然筛选后的级配与含沙量需满足一定的条件;长距离输沙时,持续的高含沙历时也是远距离传播的必要条件之一。     

小浪底水库泥沙多年调节的减淤效果初步研究

由于黄河水沙条件的变化,三门峡水库“蓄清排浑”运用经验的局限性表现得更为突出。从黄河下游河道输沙、防洪和水充分利用出发,小浪底水库应采取泥沙多年调节的运用方式,平水枯水年蓄水拦沙运用,丰水年集中泄空冲刷产生高含沙洪水,塑造窄深河槽改造高村以上宽浅河道,利用窄保河槽输送高含沙洪水入海,计算结果表明对黄河下游减效果显著,并可大量节省输沙用水。     

对“关于洪峰流量沿程增大原因的讨论——同钟德钰教授商榷”的回复

<正>感谢齐璞和孙赞盈教授对我们关于"非漫滩高含沙洪水异常传播机理和临界条件"的研究感兴趣,他们的讨论有益于对学术问题的深入研究。但须说明的是,他们的批评实际上是对流体力学基本概念的误解和对我们的论文的误读导致的。我们的研究是针对黄河下游高含沙紊流进行的,通过分析充分发展的紊流中具有屈服应力的层流底层(黏性底层)对洪水波稳定性的影响,探讨了黄河下游非漫滩高含沙洪水增值的一种机理,所涉及的基本假设、分析和结论更与"层流"、"浆河"现象无