基于河势稳定原理的黄河游荡性河道整治机制研究

依据黄河下游游荡性河段河势查勘资料分析,结合河工实体动床模型试验,探讨了游荡性河道河势稳定原理,研究了基于河势相对稳定原理的河道整治机制。研究表明,尽管游荡性河道河势调整多变,但其调整是遵循河势稳定原理的;游荡性河道整治应按照"顺势布弯、就弯设坝、遥相呼应、规模适度"的原则和方法确定整治工程体系布局。以此研究成果建设的工程体系运行实践表明,在近年来不同流量级洪水下整治工程体系可以明显起到理顺流路、稳定河势的作用。     

节点议

在天然河道中常存在一些节点 ,节点对河势的控制能力是有限的。通过实例分析表明 ,在黄河下游 ,不论是游荡性河段还是过渡性河段及弯曲性河段 ,均不能靠节点 (或卡口 )控制河势。节点只是河道这条曲线上的一个点或短段 ,黄河下游按照微弯型整治方案修建的河道整治工程 ,长度现在已接近河道长度的 80 % ,已建的河道整治工程不宜称为节点工程     

节点仪

在天然河道中常存在一些节点，节点对河势的控制能力是有限的。通过实例分析表明，在黄河下游，不论是游荡性河段还是过渡性河段及弯曲性河段，均不能靠节点（或卡口）控制河势。节点只是河道这条曲线上的一个点或短段，黄河下游按照微弯型整治方案修建的河道整治工程，长度现在已接近河道长度的80％，已建的河道整治工程不宜称为节点工程。     

小浪底水库运用前后黄河下游河道河型变化及成因分析

利用实测资料分析、理论判别和分形维数计算等方法,以黄河下游铁谢—伊洛河口、花园口—黑岗口和夹河滩—高村三个典型游荡性河段为研究对象,分析其1960年以来的主流摆幅、弯曲系数和主河槽宽深比等河势参数变化,以及小浪底水库修建前后下游游荡性河段的河型演化过程。结果表明,自20世纪90年代初,除花园口—黑岗口河段仍表现为游荡河性外,其他两个河段因整治工程不断完善其游荡性均有明显减弱,河型趋于限制性弯曲方向发展。自1999年10月小浪底水库拦沙运用以来,三个研究河段的整体游荡程度显著减弱,河势趋于规划流路方向发展,特别是夹河滩—高村河段河势基本稳定。小浪底水库长期下泄低含沙小流量过程,水流动力减弱,加之不断完善的河道整治工程,是河势游荡程度显著减小、河势归顺及河型发生变化的主要原因。     

长江韦源口河段团林崩岸险情抢护及治理措施

2016年汛期长江发生大洪水,长江中游韦源口河段左岸黄冈长江干堤茅山堤团林段发生崩岸险情,经现场紧急抢险,情况得到有效控制。对险情发生的原因进行了分析,介绍了具体的抢险措施,并就此次险情的后续整治和韦源口其他相关河段河道治理措施进行了研究。针对茅山堤团林段的河势情况,提出了今后该河段治理时,应开展水文、水下地形测验,对岸坡的稳定性进行评价,必要时对险情段抛石加固和对上、下游受回流影响段进行新护,适当平整险情附近段岸线,严禁崩岸附近河段非法采砂;对其他河段现有护岸工程进行加固和延护,稳定现有河势和主流位置,整治牯牛沙水道,改善航道条件等治理措施。其成果可供规划设计单位或管理部门参考。     

长期枯水枯沙作用下黄河游荡型河段变化特点

利用实测资料,对小浪底水库拦沙运用初期长期枯水枯沙作用下黄河下游游荡型河段河势的变化特点和已有工程的适应情况进行了分析。结果表明:1999年10月以后,进入下游的65%的流量集中在1 000 m3/s以下;与1986—1999年相比,游荡型河段主流摆幅明显减小,除赵口—黑岗口河段主流最大摆幅超出治导线外,其他河段河势摆幅基本控制在整治工程控制范围内;含沙量偏低使河岸受到冲刷,主槽宽展,心滩增多;低含沙量及河脖滩尖冲蚀造成工程靠溜位置普遍下挫,送溜不力,河势坐弯。建议对尚未控制好的河段局部辅以双岸整治措施,以稳定河势,减轻防洪压力。     

赵口—黑岗口河段河势演变特点分析

赵口—黑岗口河段一直以其河势变化复杂而成为黄河下游最难治理的游荡型河段之一。通过总结该河段不同时段河势演变过程,在系统分析主流变迁过程和断面冲淤情况的基础上,总结了该河段河道整治工程的靠河情况。河段内河道整治工程的修建主要集中在1986年以后,但该河段主流仍没有很好地受到工程控制。为进一步控制主流,近期首先应解决赵口—三官庙河段的流路问题。     

新形势下黄河下游游荡型河段的河道整治方案

在分析黄河下游游荡型河段治理现状及存在问题的基础上,结合水沙变化情况,指出了现行河道整治工程布局的局限性,以今后防洪安全、供水安全、生态安全、滩区安全等多种功能需求为背景,提出了进一步完善黄河下游河道整治工程布局的思路和平面型式。治理思路为:明确中水整治规模,适当布置小水整治工程,完善工程布局;加强畸形河势治理;重点河段强化边界控制;防洪工程建设与水生态保护协调发展。整治措施包括:1对已建的直线送溜段坝垛进行改建、加固;2按控制小水的要求对控导工程适当下延或上延,上延时要结合主河道控制线进行;3对特别重要的河段,尤其是两岸有大量引水需求的河段,适当辅以对口丁坝双岸整治以确保河势的稳定;4若局部河段出现畸形河势,则抢险工程宜结合主河道控制线布置。     

水沙变化条件下黄河下游游荡性河段河势变化特性

根据实测资料分析，总结分析了黄河下游1986年以来水沙变化的主要特点，进而着重对水沙变化后黄河下游游荡性河道河势调整的新特点进行了阐述。其特点主要是：主流摆动幅度减弱，支汉、心滩减少；河道弯曲程度增加，河湾个数增多；工程靠溜部位上提下挫现象增多，工程上首塌滩严重；畸形河湾增加；工程脱河和半脱河现象较为严重；小水易出险等。从而认识到，水沙变化后，河势变化更加复杂。应深入探讨河势调整的机理，并通过小浪底水库调水调沙来减弱水沙变化程度，同时，在一些河势调整剧烈的河段修建能够适应长期中小水河势调整的整治工程是改善不利河势的有效途径。     

黄河山东段近期河势演变与整治工程

分析了1986～2002年黄河下游花园口站来水来沙条件与山东段河道的冲淤概况，结果表明在长期中小水作用下，黄河山东段河势演变显示了“小水坐弯、上提”的特点。分河段叙述了河势演变要点与整治工程以及东坝头以下两岸工程分布状况，阐明了河道自然情况下的演变与有工程约束情况下的河势演变具有明显不同的特点。同时指出，为达到稳定河势、控导主流的目的，仍需要增建一定规模的整治工程。     

叶尔羌河平原区游荡河型成因及治理方略探讨

以叶尔羌河中下游平原区主要水文观测断面和典型河段来水来沙条件及河床边界组成条件的分析为依据,以影响冲积平原河流河床演变的三大主要影响因素的辨识分析为基础,进行了叶尔羌河平原区游荡河型形成原因的分析,得到了叶尔羌河平原区游荡河型的首要成因是河床边界组成条件,辅助条件是来水来沙条件的初步结论,并据此建议流域治理应秉持中下游河道防洪护岸工程建设与上游大型枢纽控导工程并举的方略.     

荆江河段崩岸机理及多尺度模拟方法

三峡工程运用后,进入荆江河段的水沙条件大幅度改变,导致近期崩岸频繁发生,影响局部河段的河势稳定及河道防洪安全。荆江段河岸组成一般为上层黏性土、下层沙土的二元结构,在近岸水流冲刷及河道水位涨落过程中受多种因素作用而发生崩塌。以往崩岸模拟考虑因素少,且相关参数难以量化确定。将河流动力学与土力学结合,提出了荆江段河岸土体物理特性与抗剪、抗冲及抗拉强度三大力学特性的量化指标,建立了上、下荆江二元结构河岸稳定性的计算方法,揭示了坡脚冲刷、潜水位变化等因素对岸坡稳定性的影响;提出了河岸崩退过程的多尺度模拟方法,将崩岸力学模型与水沙数学模型耦合,不仅能模拟河道内水沙输移及床面冲淤过程,而且还能模拟不同二元结构河岸的崩退过程。将建立的模型应用于荆江河段典型断面、长河段及局部河段的崩岸过程模拟,计算结果与实测值总体符合较好。提出的多尺度模拟方法为荆江崩岸预测提供了理论与技术基础。     

长江中游武汉河段近期河道演变分析

武汉河段为长江中下游16个第一类重点整治河段之一。根据近年来实测的长江武汉河段地形图,从来水来沙条件、深泓平面、洲滩变化、深槽变化、横断面变化等方面,系统分析了武汉河段的变化,总结了该河段的演变特征。结果表明:(1)该河段河势相对稳定,冲淤变幅小;天兴洲下段有所冲刷,主要与上游来水来沙条件和河道边界条件有关。(2)由于沿岸有多处节点控制,两岸的崩岸险工段均已实施护岸工程,岸线基本稳定;白沙洲汊道分流分沙比相对稳定,没有单向变化的趋势,但洲滩仍将随不同水文年的来水来沙条件变化而发生相应冲淤变化。     

长江近河口段河型规律与桥位选择

桥区河势河床稳定性分析及河型研究在桥梁工程及港址选择等诸多涉水工程中均具有重要意义。 研究表明洪水是长江近河口段分汊河型交替摆动演变和塑造河床地形的框架动力;实践表明按河型规律因势利导的人工工程对分汊河型稳定性可发挥有效的控制作用,此为长江近河口段桥位布选、主跨布设及建桥后稳定性河势维护的指导思路。 本文通过对长江下游分汊河型的动态分类和特点研究表明,以分汊河型间的节点段和主泓稳定的江心洲分汊河型具有较高的稳定性,主泓交替摆动的江心洲分汊河型次之,而心滩分汊河型为较不稳定的分汊河型,这是长江近河口段建桥桥位布选的判断依据。     

近期长江荆江河道演变特点

从长系列资料看,上游来水量无趋势性增大或减少,来沙量自20世纪90年代以来明显减少.入洞庭湖三口分流分沙呈减少趋势,尤其以藕池口衰减最为突出. 1998年大水造床作用明显,上荆江滩槽皆冲,以冲滩为主;下荆江表现为冲槽淤滩,总体呈淤积状态.还对重点河弯,如沙市、石首河段,自1998年大水以来的最新演变情况作了详细分析,主要特点表现为沙洲移动、主流线摆动,顶冲点普遍下移,崩岸时有发生.     

长江下游马鞍山河段河道治理初步研究

 归纳总结了长江马鞍山河段基本情况、近期河道演变特点和河道治理概况;根据现有河势条件及近年崩岸险情,分析指出了目前本河段存在的主要问题;结合河道治理规划情况,探讨了下一步河道治理措施。研究认为：河势调整工程是该河段整治的关键,重点是通过数学模型和河工模型试验研究提出河势调整工程方案;主要是在左岸新河口一带布置导流工程和上下何家洲及心滩串沟封堵并岸工程,并辅以江心洲尾的何家洲尾挖槽工程。鉴于整治工程的紧迫性和时效性,建议相关部门尽快开展相关前期工作,为整治工程早日实施创造条件,进而实现该河段河势的稳定。     

长江中下游河道近50年变迁研究

 近50年来长江中下游河道演变分析表明,河道演变具有如下特点:河道总体河势基本稳定,局部河势变化较大;河道总体冲淤相对平衡,部分河段冲淤幅度较大;荆江和洞庭湖关系调整幅度加大;人为因素未改变河道演变基本规律;坐崩是长江中下游岸线崩退和护岸工程崩毁的主要形式;人为因素对长江口河道演变的影响增加。     

River Cutoff Practices on Lower Jingjiang Section of Changjiang River in the Last 30 Years

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅＬｏｗｅｒＪｉｎｇｊｉａｎｇｓｅｃｔｉｏｎｉｓｌｏｃａｔｅｄｏｎｍｉｄｄｌｅＣｈａｎｇｊｉａｎｇ (Ｙａｎｇｔｚｅ)Ｒｉｖｅｒ.Ｔｈｉｓｒｉｖｅｒｓｅｃｔｉｏｎｉｓａｔｙｐｉｃａｌｍｅａｎｄｅｒｉｎｇｓｔｒｅａｍｗｉｔｈｍｅａｎｄｅｒｉｎｇｃｈａｎｎｅｌｓｗｈｅｒｅｆｌｏｏｄｓｃａｎｎｏｔｂｅｓｍｏｏｔｈｌｙｒｅｌｅａｓｅｄａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄｉｎｎａｖｉｇａｔｉｏｎ .Ｓｔｕｄｉｅｓｏｎａｎｄｐｌａｎｎｉｎｇｆｏｒｒｉｖｅｒｃｕｔｏｆｆｏ…     

下荆江人工裁弯30年

River cutoff works have been implemented on Lower Jingjiang section for 30 years. Engineering practices have shown that channel straightening has been the river regulation measure for the permanent control of the meandering Lower Jingjiang section. River cutoff have been carried out in accordance with the evolution property of meandering rivers and these works have brought about expected benefits. It has also been noted that certain aspects in river cutoff had not been fully understood. River cutoff is a dynamic engineering. River channel evolution properties shall be fully understood so as to adroitly guide actions according to circumstances in cutoff works. In addition, river channel evolution observation and engineering effectiveness monitoring should be strengthened with a view to update the designs. The diversion canals for channel shortening are of great importance that will account for the success or failure of river cutoff works. The newly formed river channels and the river regime control works on the adjacent upper and lower reaches are guarantees for river cutoff works to be brought into play in the long run.     

三峡水库蓄水运行后荆江河道特性变化研究

由于三峡水库的蓄水运行、上游建库和水土保持工程的逐步实施,三峡水库入库泥沙量和出库泥沙量均出现大幅减少,坝下游河道将在较长时期内产生较大幅度的沿程冲刷,荆江河段首当其冲.根据三峡水库蓄水运行后荆江河段实测资料,分析了荆江河道特性变化情况,并结合数学模型计算成果,从河型、河势和河床形态等方面对荆江河道特性变化趋势进行了预估.研究结果表明:三峡水库蓄水运行后,荆江河段河道特性总体不会有重大改变,但各河段河势将在长时期内有不同程度的调整,河势调整过程中相应岸段崩岸在所难免.为保障荆江的防洪安全,维护健康长江,促进人水和谐,针对本河段河道特性的变化情况,提出了应对建议和措施.