黄河宁蒙河段冲淤演变特性分析

采用断面法对宁蒙河段的冲淤量进行了计算,结果表明：宁夏河段多年平均呈微淤状态,内蒙古河段近期主河槽淤积严重,巴彦高勒—蒲滩拐河段2000年8月～2004年8月年平均淤积量为0.62亿t,主槽淤积量占全断面淤积量的92.4%。     

黄河宁蒙河段沙量平衡法冲淤量的计算及修正

对黄河宁蒙河段来水来沙、大断面、风积沙等实测资料进行了较为系统的整理分析,利用沙量平衡法和断面法计算了宁蒙河段的冲淤量,并依据断面法冲淤量对沙量平衡法冲淤量进行了修正.结果表明,1952年11月～2004年10月,宁蒙河段年平均淤积量为0.517亿t,其中内蒙古河段淤积量占全河段淤积量的92.8%.     

黄河内蒙古河段水沙及河床演变特性变化分析

随着黄河上游河段水库联合运用及水土保持工程的实施,内蒙古巴彦高勒至头道拐河段来沙量大幅度减少,河道演变剧烈,研究该河段演变特性变化可为河道防洪、防凌及下游河段水库调水调沙提供技术支持。为此,基于实测水沙及地形资料,并通过输沙率法结合同流量水位及典型断面变化分析了该河段水沙变化特性、河道时空冲淤分布特性及河道冲淤与水沙条件的耦合关系。结果显示,研究河段近期来水来沙总量偏少,至2018年有所增多,河道整体表现为冲刷,2012—2019年河段累积冲刷2.7亿t,其中汛期冲刷1.96亿t,河槽刷深展宽,河床高程下降,局部表现为上游冲刷下游淤积,包头上游河段冲刷量约为3.59亿t,下游河段淤积量约为0.72亿t,汛期冲淤变化比较剧烈。结果表明,来沙量大幅度减少,致使水流含沙量不能满足水流挟沙能力是河段发生整体累积性床刷的主要原因。     

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。     

输沙量法与地形法估算河道冲淤量的对比研究

 以长江中游荆江新厂至监利河段实测水沙与河道地形资料为基础，采用输沙量法与地形法，分别估算了1987年6月至1991年5月该河段的河道冲淤量，并初步对比分析了2种方法的差异、适用性与关键影响参系数。计算分析表明：①采用输沙量法，假设床沙质冲泻质分界粒径为0.062 5 mm，1987年6月1日至1991年5月31日新厂至监利河段河道淤积量为0.431 4亿t；采用地形法，假设平滩水位为34.0 m，1987年5-6月至1991年5月该河段的河道淤积量为0.4383亿t。2个估算结果非常接近。②影响输沙量法的关键参系数为床沙质冲泻质分界粒径与悬沙级配；影响地形法的关键参系数为平滩水位与泥沙干密度。③在河道冲淤基本平衡和造床条件下，合理确定床沙质冲泻质分界粒径（输沙量法）和平滩水位（地形法），输沙量法与地形法估算的河道冲淤量可以一致或接近；偏离冲淤平衡与造床条件越远，2种方法的估算结果差异越大。     

河口河道延伸对黄河下游河道淤积影响分析

利用黄河下游大断面观测数据、水文站日水沙数据和近河口断面水位变化等资料,构建黄河下游5个河段河道断面平均冲淤量与水沙因子和河段比降之间的关系式,进而计算分析了黄河下游1976—1996年来水来沙条件下两种情景中河口延伸对下游的增淤作用。这两种情景中,一是对比了现状与1976年河口改道后河口河道未再延长情况下下游淤积量的差异;二是对比了黄河河口继续走刁口河情况下下游的淤积量与现状淤积量的差异。结果显示:此期间河口延伸增淤主要发生在泺口以下河段,并且在该河段淤积量中占较大的比例,其中第一种情景下20 a累计增淤占比超过50%,但20 a河口延伸累计增淤量低于整个下游总淤积量的5%。这一时段河口延伸增淤量占比较小与历史上黄河输沙量长期增加、下游冲积平原构造下沉和三角洲建造有关。分析认为2000年以来黄河下游经历来水来沙量显著减小后的持续冲刷过程,但是近年随着冲刷减缓,下游趋向输沙平衡发展,河口延伸增淤对下游冲淤过程的影响程度将相对加大,并且在长期缓慢但不断积累的河口延伸中使下游转向低强度淤积状态。     

孔兑入汇对黄河内蒙古段河道淤积的影响

根据实测资料分析了十大孔兑入汇对内蒙古河段河道淤积的影响,结果表明:在无孔兑入汇的情况下,内蒙古河段20世纪60—80年代中期主要表现为冲刷,80年代中期以后受上游不利水沙组合的影响,河道持续淤积;十大孔兑入汇使得河道淤积进一步加重,1960—1968年、1969—1986年与1987—2005年多年平均增淤量分别为0.144亿、0.150亿、0.269亿t,其中1987—2005年十大孔兑增淤量占河道总淤积量的45.1%。     

1960-2017年北洛河下游冲淤变化特征及其成因分析

基于1960-2010年北洛河状头站实测水沙及1960-2017年北洛河下游淤积断面测验资料,采用原型观测的方法,统计分析了北洛河下游泥沙淤积量、典型横断面及河道纵比降变化,采用Mann-Kendall趋势检验法对状头站的径流量及输沙量变化趋势进行显著性检验,探讨了北洛河下游冲淤变化特点及其成因。结果表明:1960-2017年洛淤1~洛淤21河段累计淤积泥沙2.870×10^8m^3,期间滩面淤高、河道纵比降自1965年的1.618■持续增大至2017年的1.941■,三门峡水库蓄水初期及高含沙洪水是河道淤积的主要时期,其中1994年高含沙大洪水河段泥沙淤积量占累计淤积量31.3%;水沙条件及潼关高程是影响北洛河下游冲淤变化的主要原因,2000年以来,北洛河下游径流量、输沙量显著减小,2000-2010年状头站多年平均汛期输沙量比1960-2010年减少67.5%,漫滩大洪水少有发生,加之在三门峡水库原型试验按非汛期最高水位不超过318.0m运用期间潼关高程缓慢下降,北洛河下游冲淤态势总体保持稳定。     

黄河宁蒙河段二次冲淤成因及近期变化

基于宁蒙河段的水沙和河道断面资料,分析了该河段主要水文站年内的冲淤过程、规律和近期变化情况。结果表明:1宁蒙河段河道在年内经历两次冲淤平衡,一次是冬季的冲淤平衡,一次是春、夏、秋季的冲淤平衡,后者水量较为丰沛且对河道冲淤起主要作用;2宁蒙河段淤积主要发生在内蒙古河段,石嘴山和头道拐水文站的断面冲淤变化不大,其余水文站断面均发生了明显淤积;3近期河道淤积的主要原因是径流量较少和大流量洪峰日数显著减少。     

黄河内蒙古河段冲淤量评估

通过实测断面资料、来沙量资料和同流量水位的变化等,对黄河内蒙古河段的冲淤量分别进行了估算,其结果基本一致。综合分析表明,1986-2004年内蒙古三盛公—头道拐河段年均淤积量为0.616亿t是基本可靠的,而主槽的淤积量占全断面的80%以上。总体看,这一数值可以反映1986年龙羊峡水库运用以来内蒙古河道的淤积情况。     

黄河宁蒙河段冲淤时空分布特征与淤积原因

在补充完善水沙、观测断面等资料的基础上,采用沙量平衡法和断面法分析计算了1960年以来宁蒙河段的泥沙冲淤量,两种方法计算结果接近、各有特点,可互为补充使用。分析冲淤量时间分布特征表明,不同时期年内的冲淤分配特征不同,1987年以来宁蒙河段泥沙淤积加重,且淤积加重主要集中在汛期和小于0.1 mm的各粒径组泥沙,大于0.1 mm的粗泥沙淤积量有所减少。分析冲淤量空间分布结果表明,宁蒙河段淤积主要发生在内蒙古三湖河口至头道拐河段和巴彦高勒至三湖河口河段,1987年以来以河槽淤积为主,横断面萎缩。根据宁蒙河段水沙来源情况,从多个方面分析宁蒙河段淤积变化原因表明,干流水沙条件变化尤其是龙刘水库联合运用对干流水沙条件的显著改变,包括减少了汛期水量以及大流量过程,是导致宁蒙河段淤积加重的主要原因。     

艾利河段泥沙输移特性及不淤临界含沙量探讨

对艾山—利津河段泥沙输移特性进行的分析表明：①艾山以下窄河段的河床演变具有“大水冲、小水淤”及“细沙冲、粗沙淤”的基本特点,并且淤积主要集中在非汛期,粗沙、中沙及细沙均发生淤积;汛期除粗沙淤积外,细沙及中沙均发生冲刷。②艾山—利津河段河道冲淤主要与流量大小有关。同时,根据1960～2002年的洪水资料,分析了粗沙、中沙、细沙冲淤的临界流量,建立了艾山—利津河段不同粒径组泥沙排沙比与流量间的关系;考虑到洪水演进及区间引水引沙等因素,初步建立了在洪水期艾山—利津河段不发生淤积的条件下艾山站临界含沙量与流量间的关系式。     

孔兑入汇角度对黄河内蒙古段河道冲淤的影响

选取黄河内蒙古河段典型支流毛不拉孔兑为研究对象,对其来水来沙特性进行了讨论。选取典型水沙过程,采用模型试验手段,在同样水沙条件下,分别模拟了孔兑水沙在现状条件和切滩导流条件下对干流河道冲淤变化的影响。结果表明:改变支流入汇角度能有效改善黄河下游干流河段局部淤堵的状况,但同时对下游河道的淤积影响范围也相应增大。     

黄河上游宁蒙河道冲淤变化分析

黄河上游来水沙地区分布不均匀，水沙异源。大型水库修库前，来沙多，宁蒙河道淤积，５０年代淤积尤为严重。青铜峡、刘家峡水库运用后，水库大量拦沙，宁蒙河道发生冲刷。龙羊峡，刘家峡水库联合运用后，汛期蓄水削峰，出库中小水流量历时加长，大流量出现机会大大减少，宁蒙河道重新调整，主要表现在；水流挟沙能力降低；河道淤积严重，水位升高，平滩流量减小；河势摆动加剧，滩岸坍塌严重；西柳沟高含沙洪水淤堵干流呈加重趋势。     

北江下游推移质输沙研究

采用数值模拟与实测资料相结合的方法研究了北江下游推移质输沙率公式的适用性、洪枯季推移质输沙率及空间分布。结果表明以切应力为主要参量的推移质输沙率公式较适用于北江下游河道,洪季Bijker公式、枯季Van Rijn公式计算误差较小。石角断面洪季推移质输沙率为9.06万t/月,枯季为2.43万t/月,年推移质输沙量为49.54万t。推移质输沙主要集中在大塘以上河段,洪枯季均在山塘上游、廻岐洲、界牌洲等处出现输沙率峰值,大塘下游推移质输沙较弱。水面比降是推移质输沙率沿程变化的主导因素。     

三峡水库库尾重庆主城区河段冲淤特性

重庆主城区河段是西南地区水陆交通枢纽,其河道泥沙冲淤关系到防洪、航运及码头作业等一系列问题,是三峡水库泥沙问题的重点内容之一。三峡水库175 m试验性蓄水后,该河段位于库尾段,年内水力特性显著改变,河床冲淤规律相应发生变化。依据实测水沙及河道原型观测资料,对比研究了近15 a天然状态下和三峡水库175 m水位试验性蓄水后河段的泥沙冲淤变化。结果表明:自然状态下重庆主城区河段以冲刷为主,汛后走沙、汛期淤积规律明显,且汛后为主走沙期;三峡水库175 m水位试验性蓄水后至2012年河床冲刷强度下降,主走沙期推迟至汛前消落期;2013年以来上游来沙大幅减少使得河段冲刷强度增大。研究成果可为三峡水库优化调度和重庆主城区河段的规划治理提供参考。     

三峡水库运用后连续急弯河道冲淤特性分析

为探究三峡水库运用后下游连续急弯河道的冲淤调整规律,根据七弓岭、观音洲河段实测地形资料和水文资料,研究了水沙变异条件下河势变化和冲淤特性。研究发现:①三峡水库受上游水库调蓄作用,上游来沙量大量减少,上游来水基本处于清水状态;径流量重分配,枯水期流量增加,汛期洪峰削减。②三峡水库运行后,七弓岭、观音洲上下2个急弯河段首先冲刷,然后转变为“上冲下淤”的相反的冲淤性质,后又恢复为同时冲刷的状态;年内表现为枯水期冲刷,汛期淤积,上下弯道总是表现出相反的冲淤形态,即枯水期“上淤下冲”,汛期“上冲下淤”。③三峡水库运行后,七弓岭急弯河道趋向窄深,观音洲急弯河道则以展宽为主,弯道段与过渡段冲淤表现相反。研究结果以期完善弯曲河道的演变理论,并对下荆江河床演变预测、河道整治及河道保护工作提供技术支撑。     

水库运用对宁蒙河道水沙条件的影响

依据实测资料分析了龙羊峡、刘家峡2水库运用对宁蒙河道水沙条件的影响,结果表明:①两库调蓄运用改变了进出库站的径流年内分配,汛期水量占年水量的比例由建库前的60%降为40%左右;出库大流量历时缩短,小流量历时延长;非汛期出库流量普遍加大。②两库运用后,宁蒙河道汛期沙量占全年的比例由建库前的81%~87%降为78%~60%;头道拐汛期大于2000 m3/s流量级历时由年均32.3 d减少到2.4 d,占汛期历时的比例由26%减少到2%。③水库调蓄洪水使得对内蒙古河段支流汇入的高含沙水流的稀释作用减弱,加重了干支流汇合口局部河道的淤堵。     

山东黄河挖河试验河段冲淤演变分析

本文分析了山东黄河挖河启动工程实施一年来的河道冲淤演变，在水沙条件接近90年代平均的情况下，挖河河段年回淤量占挖沙总量的54.8%，挖沙减淤比为1∶0.7左右。对其以上河段也有减淤作用。另外挖槽有吸引流势的作用，但没有改变洪水河势。从年内冲淤变化分析，挖河河段仍遵循弯曲性河道中过渡段河道洪淤枯冲的冲淤演变规律，但挖河使通水初期淤积发展加快，相对于不挖河时挖河河段淤积量增多。随着挖河河段回淤及出口以下河段的冲刷，挖河河段由淤积平衡转向冲刷，非汛期挖河河槽冲刷量较非挖河河段多。根据国内外挖槽回淤率分析，优化挖槽深度，减少挖槽与水流方向交角可以减少挖槽回淤率。