河段平滩流量估算方法及影响因素分析

河段平滩流量更能反映这一河段的排洪能力,也可以避免用一个断面时河漫滩高程难以确定及代表性不强的问题。本文根据基于断面几何标准的WOL方法确定断面平滩高程,然后采用收敛法估算河段平滩流量,并应用在内蒙古巴彦高勒至头道拐河段。对比内蒙古河段在1962年、1982年、1991年、2000年及2004年的河段平滩流量,发现收敛河长逐年增大。进一步分析了估算平滩流量过程中各因素(滩槽判定、大断面纵向平均间距及子断面横向平均间距)对估算河段平滩流量的影响,发现主槽判定对平滩流量的影响较大。     

基于断面几何标准的平滩水位估算方法对比

平滩流量是主槽过流能力的一个重要指标,常作为造床流量评价水流造床能力和河道排洪输沙能力,而平滩水位的估算是确定平滩流量的关键。本文根据花园口断面的复杂形态,对比分析了用于估算平滩水位的地貌标准和断面几何标准,进一步分析有效河宽对不同的平滩水位估算方法(WOL、WIL、RIL和B/H)的影响,以及花园口平滩水位在50年内的变化发展。由分析可知,对于估算花园口断面的平滩水位,在确定过水断面范围后,仍然需要增加有效河宽的限制。其中,WIL和RIL方法对于有效河宽的变化不敏感,而WOL和B/H方法估算的平滩水位随有效河宽的缩窄而增高。估算的花园口平滩水位中,WIL方法的平滩水位偏高,尤其是1980年以后;WOL方法和B/H方法在各个断面估算的平滩水位最为接近,且整体偏低。     

滞后响应模型在黄河内蒙古河段的应用

通过黄河内蒙古河段巴颜高勒站和三湖河口站实测水沙资料分析表明,巴颜高勒站平滩流量的调整与包括当年在内的前期10年的水沙条件相关,三湖河口站则与包括当年在内的前期14年的水沙条件相关.将滞后响应模型应用于黄河内蒙古河段平滩流量的计算,得到了适用于巴颜高勒站和三湖河口站平滩流量的计算方法.计算结果表明,滞后响应模型能够很好的描述该河段的平滩流量调整规律,计算精度较高.分析认为滑动平均计算方法可以看作是滞后响应模型的一种简化形式,针对巴颜高勒站和三湖河口站平滩流量的滑动平均计算方法也可得到较高的精度.     

黄河下游游荡段非均匀悬沙输移特点

黄河下游水流含沙量大,河床调整迅速,河道输沙能力变幅大,输沙过程与规律复杂.因此研究黄河下游泥沙输移规律,是研究河床变形过程、预测河道发展趋势的基础,对水沙治理与河道整治规划具有重要的现实意义.本文以黄河下游游荡段为对象,基于1986-2015年游荡段实测水沙资料与地形资料,分析了花园口-夹河滩河段与夹河滩-高村河段的...     

近期黄河下游游荡段平滩河槽形态变化计算

小浪底水库运用后黄河下游河床持续冲刷,其平滩河槽形态发生了显著变化,尤其在游荡段。而游荡段的断面形态沿程变化较大,因此需要采用基于河段尺度的特征变量来描述整个游荡段的平滩河槽形态变化。本文应用了基于河段尺度的平滩河槽形态参数(平滩河宽、水深及面积等)的计算方法,该方法以各断面的这些参数计算为基础,同时考虑了基于对数转换的几何平均与断面间距加权平均的计算。然后利用近10多年来下游游荡段的实测大断面资料,计算了汛后各断面及河段尺度的平滩河槽形态参数。计算结果表明小浪底水库运用后,游荡段主槽形态调整中尽管横向展宽过程较为突出,但仍以冲刷下切为主。最后建立了河段尺度的平滩河槽形态参数与下游4年平均的汛期流量及来沙系数的关系式,在一定条件下可预测游荡段平滩河槽形态变化情况。     

渭河水沙衰减对下游及黄河的影响

渭河下游及黄河潼关河段近年来河势发生了变化,从渭河及主要支流水沙、降雨、用水等方面,分析渭河水沙量衰减的原因及对渭、黄河的影响。经分析,渭河水沙量衰减的主要原因是流域降水量减少、用水量过度。渭河水沙量衰减是造成渭河下游及潼关河段河势发生变化的一个重要原因     

特约文章：三峡水库下游河床冲刷与水位变化

为探析三峡水库下游河床冲淤与水沙输移之间的关系以及河床冲淤对洪枯水位的影响,采用三峡水库运用前后长江中下游水文泥沙和河道地形资料,分析归纳了主要水文站水沙变化、沿程河道冲淤分布和洪枯水位变化特征。研究表明：冲刷集中于枯水河槽既与洪水频次减少、中等流量持续时间加长有关,也与中等流量下河道冲刷率大、洪水流量下河道冲刷率小的特点有关;主冲刷带自上而下推移,目前仍位于荆江河段;粗沙（d > 0.125 mm）的年均输移量至监利基本可恢复至蓄水前的多年均值,城陵矶以下长河段冲刷主要是细颗粒冲刷导致;河道冲刷导致中枯水位明显下降,并在城陵矶以上沙质河段呈现加速下降趋势,但当流量大于平滩流量附近的临界值时,高水位变化不大,初步预估这种变化特点将在较长时期内保持。     

黄河下游输沙平衡关系及应用

在两相非均质流输沙平衡一般关系式中引入黄河下游泥沙特性,得到了以流量及河槽形态表达的黄河下游输沙平衡关系,可用于分析水沙变化对河段纵横形态调整的趋向和特性。通过1977年典型高含沙洪水在夹河滩站的水位与流量关系,验证了输沙平衡关系式用于河槽横断面调整的可靠性,并表明这种调整是不能持久的。建立的黄河下游输沙平衡关系,与河道治理中"平衡比降"及"河相关系"等参数有密切联系,因河道纵坡降调整与其横断面形态有关,所以"平衡比降"表达式中必须有横断面因素。黄河下游输沙平衡关系为下游各种渠道设计提供了快捷的计算方法,对引黄灌溉渠道输沙入田、引黄放淤渠道输沙淤滩及减少下游河道泥沙淤积具有重要意义。     

水沙条件与侵蚀基准面对河流水位的叠加效应——以渭河下游为例

为探究水沙条件与侵蚀基准面共同影响下的河道水位变化特征与机理,采用极值水位-极值流量和同流量下水位分析方法,研究了近70年来渭河下游的水位变化及其成因。根据三门峡水库三个运行模式,将水位时间序列（1950—2017）划分为4个阶段,即P1（1950—1959）、P2（1960—1973）、P3（1974—2002）和P4（2003—2017）。华县水位总体为上升趋势;咸阳水位在P1和P2阶段波动,P3和P4阶段则持续下降。侵蚀基准面抬高导致渭河下游河道大幅淤积,这是华县水位抬高的主要原因;咸阳水文站受侵蚀基准面影响较小,上游来沙大幅减少导致河床冲刷,加之近期河道综合整治,促使了其水位下降。渭河下游水位在未来可能延续下降趋势。研究成果对渭河下游及类似河流管理具有重要理论与实践意义。     

移动网格下黄河下游游荡段二维水沙数值模拟北大核心CSCD

本文针对游荡型河道水沙数值模拟中岸滩崩塌引起的网格移动问题,采用任意拉格朗日-欧拉方法,在正交贴体坐标系中建立了移动网格下的黄河下游游荡段平面二维非恒定水沙数学模型,同时为使移动网格情况下水沙运动控制方程满足几何守恒律,推导了正交贴体坐标系下网格运动项的计算公式,并采用基于弧长的超限插值法,提出了一种能追踪河岸边界变化的网格移动计算方法。最后采用黄河下游花园口至高村河段2013年实测水沙资料对模型进行验证,结果表明,本模型能较好地模拟出计算河段的水沙输移、滩槽冲淤分布和岸滩冲刷后退过程,所建模型可用于黄河下游游荡型河道水沙运动和滩槽演变模拟。     

特约文章：黄河水沙变化与治理方略研究

The key problem in the management of the Yellow River stems from its distinct characteristic, namely the insufficient runoff and excessive sediment loads lacking sufficient coordination, which causes complexity and difficulty in management. This paper examines the changes in runoff and sediment loads of this river and its characteristics of fluvial process in recent decades, based on a review of its management history. Then, we describe a strategic thinking of river management that would be effective in the existing water and sediment condition of the river to cope with its various new features, such as sharp decline in runoff and sediment loads, river channel shrinkage, intensified ‘secondary suspended river’, and increasingly prominent contradiction between floodplain reclamation and river harnessing. Our strategy in managing the Yellow River is to regulate its relation between water and sediment and improve the lower channel, under which several engineering measures should be adopted: construct a river regulation system for water and sediment control, reconstruct and maintain the primary channel with sufficient water and sediment transport capacity, lower the Tongguan elevation in the middle reach, improve the river channel in the lower reach, and stabilize the flow paths in the river mouth. The strategy and measures would provide a useful support for comprehensive management of the Yellow River.     

黄河下游平滩河槽形态与水沙搭配之关系

概括总结了对黄河下游断面几何特征与水沙关系(断面河相关系)的研究现状,基于"记忆"效应提出了几何特征与前期水沙的公式,利用1969～1996年水沙资料以及1973～1996年花园口～利津河段统测断面资料进行了统计分析,建立了花园口～高村、高村～艾山、艾山～利津河段平滩几何特征与前期水沙参数的(沿程河相)关系,认为各河段断面平滩几何特征与前期(前4年)水沙搭配条件有关,前期冲淤对断面形态的影响可以通过水沙搭配来反映,边界条件对断面形态的影响可以通过水沙参数的指数来反映.     

高原宽谷河段河床粒径与辫状形态特征研究

我国西南高原地区的河流在地质作用和河流动力过程等因素的塑造下,河谷形成宽窄相间的藕节状,其中宽谷河段呈现独特的辫状河流地貌,洲滩林立与汊道纵横的不规则形态特征十分显著。本文对其典型宽谷河段的泥沙粒径与河流地貌进行了现场观测,并根据卫星遥感影像资料解译了河道几何参数与洲滩几何参数等辫状地貌特征指标。泥沙柱状样和表层样的对比结果表明,目标河段内泥沙粒径沿程先增大后减小,表层河床组分以中、细砂为主,泥沙粒径垂向分布较均匀;遥感影像解译结果表明研究河段地貌特征在洪、枯季存在的显著差异,可通过基于汊道和洲滩参数的地貌参数进行描述。研究成果可为高原典型宽谷河段的河流形态和泥沙运动研究建立一定的基础。     

黄河口尾闾河道近40年河床断面及平面形态调整特点

清水沟改道及龙羊峡、小浪底水库运用后，黄河口尾闾河道的河床形态发生了显著调整。黄河口尾闾河道河床调整过程总体分为四个阶段，分别为：1976—1980年淤滩成槽阶段，1980—1984年单股入海阶段，1984-1999年主槽萎缩阶段，1999—2016年河床冲刷阶段。研究发现：清水沟改道初期，河床平面形态宽浅散乱，河口迅速延伸，河长从75.1 km增加到93.2 km。1980年后，河道逐渐形成单一顺直的河型，入海口逐渐南偏，河口延伸速率减小。1984—1999年，主槽萎缩严重，平滩面积减小了61%；深泓摆动剧烈，其摆动距离及强度分别为102 m及0.17。小浪底水库运用后，河床剧烈冲刷，平滩水深增加了41%；深泓摆动幅度减小，其摆动距离及强度分别减小至37 m及0.09。此外还建立了1999年后平滩形态参数及深泓摆动强度与前4年汛期平均水流冲刷强度的经验关系，一定条件下可用于反演河床形态随水沙条件的调整过程。