丹江口水利枢纽下游河道重建平衡过程分析

丹江口水利枢纽修建运行后,形成清水下泄,作为冲积型河流的下游河道将失去原有平衡.河流为了适应新的水文情势必重新建立平衡.自丹江口水库运行以来,下游河道的水沙变化,使泥沙运动和河道形态进行了新的调整.由清水下泄而引发的冲刷、下切、崩岸等河流造床活动,导致形成了新的抗冲层和与之相适应的新的河床坡降、过水断面等水力因素,使河槽的挟沙能力减低,以适应急剧减少的上游来沙量,使河道建立起新的平衡.     

国外典型水利枢纽下游河道冲淤演变特点

水利枢纽的修建将引起下游河道水沙条件的变化,尤其是水利枢纽对河流泥沙的拦蓄作用,打破了下游河道原有的相对平衡状况。为适应新的水沙条件,河道将发生冲淤调整,导致下游河势、河型变化,对下游河道的防洪及航运等产生较大的影响。对国外典型水利枢纽修建后下游水沙条件变化特点、下游河道的冲淤演变特点、河势与河型的变化等进行了分析研究。研究结果表明:水利枢纽修建后,下游河道普遍具有冲刷降低的趋势,下游河道的冲淤变化、河势及河型的变化受河岸与河床组成、河道平面形态及水库运行方式等多因素影响。     

河流流路数公式在黄河下游的应用

根据黄河下游游荡型河道的形成原因、地质、地貌等基本情况，利用组合数学的乘法原理建立了河流流路数公式，对黄河下游夹河滩—高村段进行了初步应用验证。计算结果证实该公式在黄河下游河道演变、河流流路分析中具有一定的应用价值。     

修建水库后下游河道重新建立平衡的过程

冲积河流上修建水库以后,下游河道将失去平衡。河流为了重新建立平衡,必将发生一系列的变化。本文对这—变化的过程,提出了一些新的概念。根据枢纽下游所在地区的地质地理条件,河流的坡降可以有各种不同的变化。坡降的渐趋和缓只是三种可能性中的一种,不能当做普遍规律来看待。河槽的重新建立平衡,主要是通过河床质的粗化作用。河床质的粗化现象具有两种不同的类型。一种是河床表层复盖物因清水冲刷而外移,露出了底下属于另一地质时代的较粗的卵石层,这时河床质的粒径会发生突变。另一种是由于水流的分迭作用,河床质的变化是连续的,徐缓的。在第二种情况下,河床质的粒径虽然变化不多,但是,通过河底沙垅的加多,却可以使曼宁糙率系数有很快的增加,这就使水流的流速降低,挟沙能力减小,河流逐渐建立起新的平衡。随着河床质的渐次粗化,河床的冲刷下切率与时俱減。野外实测结果及水槽试验成果都指出冲刷率与冲刷历时之间成一指数关系。河床质中不能为水流所挟运的颗粒所占百分比愈大,冲刷率下降得愈快,河道重新恢复平衡所需要的时间也愈短。从黄河下游的具体情况来判断,将来修建枢纽以后,下游河道在承受清水冲刷时可能作整体下降,坡降的变化不会很大。黄河下游的河床质虽然很细,同样也存在着粗化的可能。通过粗化作用,可以使河床下切的深度大大减低。     

闽江水口电站水库蓄水运行影响下游河流动力作用的效应

本文根据闽江下游实测水文系列资料，应用河流动力学原理，研究水口电站水库蓄水运行后下游河流动力诸因素的效应．含有径流过程、分流水量、悬移质含沙量、河流水力因素等变化分析的成果，并提出若干问题及建议，为闽江下游河道整治技术方案提供新的信息。     

多沙河流上修建水库后下游来沙量的估計

在冲积河流上修建水庫以后,将会改变下游河道的供水供沙条件,引起新的造床过程。为了更好地利用下游河道水利资源,有必要算清水账及沙账。本文根据黄河下游河道纵向变形计算的经验,提出了在估计水庫下游沙量时所应遵循的基本原则及一些具体的计算方法,供有关部门参考。自然,在把这些方法应用到其他河流上时、还应该根据当地的条件,对方法本身作出一定的补充和修正。     

黄河下游河道冲淤平衡临界水流能量损失研究

从河流能量损失的角度入手,采用理论研究和资料分析相结合的手段,研究了黄河下游河道(花园口-利津)河流能量损失与河道冲淤的相关关系,研究结果表明:河流一般能量损失(如机械能损失、动能损失、势能损失)和动量损失与黄河下游河道年冲淤量之间不存在相关关系;而河流有用功损失、推移功损失与河道年冲淤量之间相关性不明显,但河流悬浮功损失与黄河下游河道年冲淤量之间存在较为明显的相关关系;维持黄河下游河道(花园口-利津)冲淤平衡的能量损失临界条件是水文年内河流悬浮功损失0.75亿J.当悬浮功损失大于此临界值,下游河道将发生淤积;小于此临界值,下游河道将发生冲刷.     

中小河流河道治理及生态修复措施分析

北方地区大部分中小河流在中上游兴建水库后,对下游河道产生河道萎缩、干化、植被退化等影响,另外河道内存在违建、排污、非法挖采等乱象,河流生态遭受严重破坏。以太谷县为例,70年代大兴水利建设,修建水库。水库下游河道存在堵塞、萎缩、无尾、无序排倒、挖采等问题。文中探索采用河道疏浚连通、新型护岸等措施修复河流生态,实现河道生态环境的可持续发展,有效制止生态环境的持续恶化,平衡河流开发与保护,构建河流生态新格局。     

基于个体模型模拟鱼类对上游水库运行的生态响应

本研究建立了一维全河流和二维局部河段的水环境模型，并与基于个体模式的鱼类模型耦合，从鱼类种群动态角度研究水库运行对河流水生态系统的作用。研究选取了漓江下游的一段复式河道为例，以优势种草鱼和鲫鱼为研究对象，模拟了自然条件和水库调节作用下河道的水环境条件，以及相应的鱼类生长和分布的变化。通过模拟结果的对比分析，发现在不考虑其他外界因素作用下，漓江上游水库运行调节造成的水流的改变对下游非洄游性鱼类具有积极影响，但影响的程度并不剧烈。研究建立的模型方法可以为河流优化管理及水库生态友好运行提供支持。     

基于个体模型模拟的鱼类对上游水库运行的生态响应分析

建立了一维全河流和二维局部河段的水环境模型,并与基于个体的鱼类模型耦合,从鱼类种群动态角度研究水库运行对下游河流水生态系统的作用。文中选取了漓江下游的一段复式河道,以优势种草鱼和鲫鱼为研究对象,模拟了自然条件和水库调节作用下河道的水环境条件,以及相应的鱼类生长和分布的变化。通过模拟结果的对比分析,发现如果仅考虑水库运行造成的下游水流变化的作用,枯水期水库向河道补水对草鱼有一定的正面影响,对鲫鱼有轻微的负面影响;而在4—5月,水库运行对两种鱼类都存在比较明显的负面影响。本文建立的模型方法可为河流优化管理及水库生态友好运行提供支持。     

黄河调水调沙

黄河以其多泥沙,河道善淤、善决、善徒,而著称于世,被认为是世界上最复杂,最难治理的河流。黄河泥沙主要来自黄土高原的土壤侵蚀,黄河下游河道淤积的主要原因在于“水少沙多,水沙不平衡”。按照黄河下游河道冲淤规律,只要把进入黄河下游河道的不平衡的水沙关系调节为相协调的水沙关系,完全可以使黄河下游河道实现不淤积,黄河首次调水调沙试验达到了预期的目的,通过这次试验,积累了对黄河测验的海量数据（520万组）,加深了对黄河河床演变及水沙规律的认识,为今后建立更加符合原型黄河实际的数学模型和实体模型提供了极其重要的物理参数。     

基于输沙平衡度的河型成因理论假说及其验证

在建立冲积河流输沙平衡度公式的基础上,提出河型成因理论假说:冲积河流河型形成的内在成因是河流的输沙平衡度,外在成因是表达河床、水流和泥沙的物理量;河流系统中包含了河床系统、水流系统和泥沙系统3个二级系统;河道整治工程首先影响河型的外在成因,然后通过外在成因影响内在成因,不同的输沙平衡度过程形成了不同的河型。黄河下游的验证结果表明:依据冲积河流河型成因理论假说可以对河型进行分类,并有效地对河型进行预测,从理论上讲可以控制河型。     

大沽河河道整治方案的准三维数值模拟优化

大沽河口在河流长期水沙动力作用下,形成当前特有的河道形态。然而近年来大沽河口下游河道逐渐从河流主导型演变为潮汐主导型,河道形态已不再适应当前水沙动力条件。提出适用于当前水沙动力条件的新方案,并基于所建立的准三维河流动力模型,进一步对河道整治所涉及的不同闸坝位置、堤防形态、橡胶坝宽度、码头断面形态进行模拟,得出最优的河道整治方案。研究结果表明,当河口水沙动力条件变化较大时,可以通过设计适应于新水沙动力条件的全新河道形态,利用准三维模型进行优化,解决河道长期淤积和防洪问题。     

半干旱地区河道汇流模型的研究

1问题的提出海河流域地处半干旱地区，河流多属季节性河流，存在河网输水损失，特别是近年来，连续干旱，河床干涸，透水性极强，入渗损失很大，以致于河道汇流中水量沿途锐减，使上下游水量不平衡，甚至会出现洪水未到达下游出口断面之前就全部或大部分损失掉。因此，研究半干     

浑河闸下游消能工破坏原因及处理

浑河闸系平原区多用途水闸，已运行３０几年。其间因几次洪水局部遭到破坏。由于运行管理、砂场任意开采等多种原因造成下游河道受冲刷而粗化，河道水位降低。下游水位无法形成有效的水跃，致使水跃发生在护坦末端或护坦以外，使闸下游受严重淘刷。根据下游河道比降自然状况的变化，经复核计算后采取加长海漫，重设梯形防冲槽方案。同时加强工程及河道管理，工程修复后运行情况良好。     

大坝下游冲积河流修复与保护对策研究

人类活动已经改变了江河泥沙通量,下游平原冲积河流地貌、生境和生态条件正在发生剧烈变化。保护下游河流,维持河流健康、稳定和长期安全是我们面临的巨大挑战。分析了冲积河流纵向地貌形态及其与河流泥沙等通量的关系,以及在河流泥沙中相对较少的粗泥沙对下游平原冲积河流平衡比降的作用,证明这些粗沙是维持下游河流稳定的关键因素。同时,分选粗沙是河道型水库淤积的重要特征,在当前挖泥技术和经济能力条件下,在水库变动回水区较大规模挖粗沙已经具有很大的可行性。因此建议:①研究在三峡库尾挖粗沙2 000万~3 000万t/a(弃置坝前、返回下游河流)以抑制长江中下游河道出现大幅度冲刷的可能性;②探求利用小浪底等干流水库分选粗沙、挖粗沙(5 000万t/a)并在中游放淤区堆放,实现黄河下游河道不抬高。     

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。     

浑河闸水游消能工破坏原因及处理

浑河闸系平原区多用途水闸，已运行３０几年，其间因几次洪水局部遭到破坏，由于运行管理，砂场任意开采等多种原因造成下游河道受冲刷而粗化，河道水位降低，下游水位无法形成有效的水跃，致使水跃发生在护坦末端或护坦以外，使闸下游受严重淘刷。根据下游河道比降自然状况的变化，经复核计算后采取加长海漫，重设梯形防冲槽方案，同时加强工程及河道管理，工程修复后运行情况良好。     

黄河下游河道健康状况评价与治理对策

河流健康包括河道健康、河流生态系统健康和河流的社会经济价值.本文以黄河下游河道健康为研究对象,分析了河流健康与河道健康的关系,采用8个评价指标对黄河下游河道健康状况进行了评价,结果表明:20世纪50～60年代黄河下游3个河段健康状况较好,为健康与亚健康等级,70年代以后3个河段健康状况逐年恶化,至2000年左右健康状况达到最低点,特别是花园口-高村河段,为亚病态等级,2000年以后由于黄河水量统一调度和小浪底水库调水调沙等下游河道健康状况有了较大程度的好转,达到亚健康等级.维持黄河下游河道健康的有效途径是"增水、减沙、调节水沙过程",建立完善的黄河水沙调控体系足今后黄河治理的重要措施之一,本文还提出了多沙粗沙区治理、修建古贤水库、塑造与维持下游中水河槽等6项黄河下游治理的相关措施.     

小浪底水库修建后下游游荡性河道的演变趋势及对策

提出并采用平二滩水位的断面分析方法，分析黄河下游资料，得出三门峡水库下泄清水时期，下游游荡性河道展宽，下切与边界控制条件的关系，结合国内外其他河流资料的分析结果，提出配合小浪底水库的修建，应加快游荡性河道整治步伐的建议，文中还论证了Ｓ＾２／Ｑ表示来沙系数优于通常采用的Ｓ／Ｑ。