黄河下游"二级悬河"治理途径的探讨

虽小浪底水库已建成投人运用，四次加高了黄河下游的大堤，但黄河下游的防洪形势依然严峻。自1958年以来，在黄河下游的河滩上修筑了生产堤。生产堤的总长达600km，围去了80％的行洪滩地面积。由于生产堤的修建，大多数的洪水都被限在生产堤间行洪，只有两生产堤间的滩地可以上水和泥沙淤积。大堤和生产堤间的滩地没有行洪和泥沙淤积的机会。因此，生产堤间的主槽和滩地要比生产堤与大堤间的滩地要高得多。这就形成黄河下游的二级悬河。在主槽滩唇和近大堤的低滩之间形成很大的横比降。这就威胁到大堤的安全。有破坏性的横河、斜河可以发生，一旦遇较大洪水就要溢出生产堤并直冲大堤根部。上游水库的调节运用不可能阻止二级悬河的形成和发展，情况将进一步恶化。为了保障黄河下游大堤的防洪安全，作者提出了以下几点建议：(1)拆除生产堤，恢复滩地的行洪沉沙作用；(2)利用泥沙加宽和加固大堤，淤筑相对地下河；(3)进行主河槽疏浚并将泥沙淤在生产堤和大堤之间，减小主槽和大堤根的横向高差；(4)将滩地的居民迁移至加宽了的大堤上居住，给他们解决去滩地耕种的道路和交通问题；(5)疏浚并整治主河槽，中水河槽的整治流量可以按3000～4000m^3／s，河道整治工程控导河势，但要允许洪水漫滩。     

宽窄复式河道水流运动特性的试验研究

在分析水槽试验资料的基础上，首次对宽窄复式河道的滩槽过流能力、断面平均流速、垂线流速及横向分布等水流运动特性进行了研究．研究结果表明，宽窄复式河道的主槽流量随着滩槽宽度比的增大而减小，滩地流量随着滩槽宽度比的增大而增大；水流发生漫滩之后，随着水深的增加，主槽流速先减小后增加，滩地流速不断增加，二者的变化幅度与滩槽宽度比有关；在大部分区域内垂线流速偏离对数分布，主槽一般偏小，滩地偏大；垂线平均流速沿横向分布与一般复式河道相似，但滩槽流速差别减小．     

复式河槽的历史洪水计算

一、前言天然河道中,许多都是带有滩地的复式河槽,当遇特大洪水时,水流处于漫滩的状态。采用计算方法估算特大洪水流量,以往习惯的做法是:先分别按滩地和主槽的糙率,用曼宁公式计算特大洪水位时滩地和主槽的流速,然后各乘以滩地和主槽的面积,得到滩地和主槽的分部流量;把这二个分部流量相加,就是所求的     

河滩种树对行洪影响试验研究

对宽滩和窄滩河槽的过流能力以及滩地种树的漫滩水流水力特性进行了研究表明：像珠江三角洲网河这样的窄滩复式河槽，滩地种树对水位的影响不大，也不会影响滩地的槽蓄滞洪作用，但种树使滩地水流归槽，主槽流速增大；滩地种树的利和弊及对行洪的影响是多方面的，应视具体情况分析。     

黄河下游复式河道滩槽分流特征研究

采用实测资料分析和理论探讨相结合的方法,研究了黄河下游复式河道滩槽分流特征及其主要影响因素。研究结果表明:1986年后,河道萎缩,相同洪水流量下,主槽分流比有所减小,滩地分流比有所增大;1999年后,小浪底水库蓄水拦沙运用,下游河道持续冲刷,主槽过流能力有所恢复,主槽分流比必然有所增大。运用回归分析方法,建立了黄河下游复式河道滩槽分流比与滩槽过水宽度比、过水深度比、过水面积比、流速比、糙率比和主槽宽深比的单因素响应关系和多因素综合关系,在此基础上提出,定量方面,可运用多因素综合关系式依据未来滩槽6项单因素大小对黄河下游复式河道滩槽分流比进行预测;定性方面,在黄河下游滩槽治理过程中,应注意维持主槽一定的平滩流量和较为窄深的断面形态;注意给滩地留出一定的行洪宽度,在必要的行洪宽度内,尽量减少人类活动对滩地的影响,保持滩地畅通的过水通道,保证滩地相应的过洪能力,减轻河道行洪压力,从而达到确保全断面行洪安全的目的。     

大西滩站流量测次精简分析

水文站要实现“站队结合”，流量测次必须精简。以大西滩站作为研究实例，提出一种新的流量测次精简途径－－用实测资料率定推流模型来进行流量测次精简。     

漫滩水流的水流结构及其悬沙运动

本文通过漫滩水流的水槽试验,对其水流结构和悬沙运动作了比较详细的分析.水流漫滩后,随着滩槽之间水流动量的横向传递,泥沙也随之发生横向输移;在一定水位范围内,主槽的流速、含沙量和输沙率都较平滩水位的小,滩地的则增大.并对平滩流量作为造床流量,作了理论上的解释。     

黄河下游河道排洪能力分析

通过实测资料分析，黄河下游河道在持续萎缩情况下，漫滩洪水滩地过流比有增大趋势，洪水期间仍是“淤滩刷槽”，主槽同流量的平均流速 并未减小，论证了下游河道洪水期水位流量关系随着流量的增大渐趋平缓的线型特征。在评述已有河道排洪能力分析方法的基础上，对近年来黄河下游河道排洪能力的计算分析方法作了阐述，提出对于水站断面应根据断面形态不同分别采用水力因子法和涨率分析法作为主要的推求方法。     

对于黄河下游治理方略的几点建议

二级悬河是黄河下游防洪的心腹之患，必须改变当前槽高滩低的局面，消除二级悬河，才能使黄河下游成为一条有健康生命的河流。只有通过废除生产堤，才能利用大自然的力量，较快、较好地消除二级悬河的严峻现状。要废除生产堤，首先要搞好滩区的安全建设。在此前提下，建议改变小浪底水库的运用方式：拦蓄大洪水，不拦蓄中小洪水；排泄浑水，不排泄清水；汛期水库少量蓄水，做到拦粗排细；允许洪水漫滩，实现漫滩刷槽，利用滩地处理大部分来沙。     

新水沙环境下青草沙水库外侧滩地形态调整特征及保护措施

采用青草沙水库周边2014—2019年实测水下地形数据，定量分析了各堤段滩地形态调整特征，基于MIKE21数值模型对护滩措施的效果进行了模拟。结果表明：2014年后青草沙水库外侧滩地基本未出现明显的淤积外延发展，且局部沙体逐渐萎缩，其中北堤中段外侧滩地头部大幅度冲退，最大距离近900 m(-5 m及-10 m等深线),沙体形态呈扁平化调整，须适时进行保护；新桥通道进、出口落潮主流略有偏转，向水库大堤侧靠近，影响滩地的冲淤过程；在青草沙外侧滩地头部沙体实施潜堤护滩措施后，北堤中段外沙体滩面流速整体明显减小，且对周边区域的水动力过程影响较小。     

黄河下游复式河槽比降特性

以高村(四)站为例,采用险工、水位站和水文站的水位观测资料,分析了黄河下游复式河槽的比降特性。结果表明:①大水时表层水流顶冲凹岸导致观测比降偏大,对于50～100 km的长河段,主槽平均水面比降、滩地平均水面比降与流量的相关性良好;②高村(四)站发生漫滩大洪水时,观测比降均值主槽平均水面比降均值滩地平均水面比降均值;③特大洪水漫滩时,洪水过程坦化,观测比降、主槽平均水面比降、滩地平均水面比降等反而变小;④滩地横比降的存在加大了防洪难度。     

滩地种树对窄滩复式河道水动力特性的影响研究

该研究建立了室内水槽概化模型,模拟珠江三角洲典型窄滩复式河道。通过有植被和无植被条件下滩地的水动力特性对比,定性分析滩地有无种树对窄滩复式河道水动力特性的影响。结果表明:受种树影响,种树带进口处水位显著壅高,以此建立经验公式,可用于估算河道种树所引起的上游水位最大壅高量值,从而获得滩地种树对行洪的影响。种树后,水流发生归槽现象,滩地流速、流量沿程减小并最终趋于稳定,主槽流速增大;当滩地水深较大时,受种树带对过水断面的束窄作用,主槽流速在进入种树带后急剧增大,流速的增大有可能引起主槽冲刷增强,加剧河床下切侵蚀。该研究成果不仅能加深对河漫滩水力学的理论认识,同时可为以珠江三角洲为代表的窄滩复式断面河道种树规划设计提供技术依据。     

准河干流几处切滩工程的回於分析

切滩是扩大淮河中游河道行洪能力的一项重要工程措施，按其作用可分为两种：普遍切滩，以增大滩地水深；局部切滩，开除卡口以改善流态。切滩工程的效果能否维持在很大程度上取决于泥沙回淤的速度。淮河虽是少沙河流，但一场洪水后，滩地淤高仍可达10cm左右；而回流产生的局部淤积，速度则要大得多。已经有数处局部切滩工程实施后，发生严重回淤，重复切滩前的河床演变过程。     

考虑滩地横比降漫滩水流二维流速解析解研究

黄河下游河道滩地横比降较大,大洪水时漫滩行洪,滩槽水沙交换剧烈,考虑滩地横比降的影响既符合实际又具有较强的理论意义。漫滩水流流速是研究河流横断面形态调整的重要水力参数,目前对其二维解析解的研究均未考虑滩地横比降的影响。在前人研究基础上,推导出考虑滩地横比降影响的漫滩水流运动方程,拟合无因次横向涡黏性系数计算公式,求解滩地垂线平均流速横向分布的解析解,并利用实测资料进行验证。验证结果表明该解析解可以用来计算滩地垂线平均流速横向分布。     

漫滩水流特征综述

水流漫滩后,主槽流速减小,滩地流速增大,但主槽流速大,滩地流速小,滩槽之间流速的差别使滩槽交界面上产生剪切力,两部分水流在交界面上发生动量交换,滩槽交界面产生大量次生流、旋涡,并伴随着大量的能量耗散。滩槽的边壁切应力分布不均,尤其是滩槽交界面处。流速和切应力不均匀分布导致了主槽水流含沙量降低,滩地水流含沙量升高。从五方面对漫滩水流特征的研究成果作简要概述。     

渭河华县段漫滩洪水变异特征及其生态效用探析

以渭河华县段漫滩洪水为研究对象,首先运用ToB(Top of Bank)方法确定不同历史大断面下的河道漫滩水位,采用水位流速法计算并统计渭河华县段1965-2010年间漫滩洪水发生的次数、淹没持续时间及漫滩期最大流量,并进一步分析其演变趋势。其次,以漫滩洪水发生次数和淹没持续时间为评估指标,应用变化范围法(RVA)对漫滩洪水的变异程度进行评估,从侧面探讨漫滩洪水变化对滨河生态系统的潜在影响。计算结果显示,渭河华县段1965-2010年间累计发生漫滩洪水34次,年均仅0.74次,且漫滩洪水次数、淹没持续时间、漫滩最大流量在时域上均呈显著下降趋势。尤其是20世纪90年代以后,受来水量减少和渭河下游泥沙淤积的共同影响,漫滩洪水多为小流量洪水,较以前其流速和流量都有所减弱,生态效果有限。而RVA评价结果则表明渭河华县段漫滩洪水的淹没次数和持续时间两个指标均发生了高度变异,缩减严重,对滨河生态环境有较大的潜在威胁。建议管理部门制定相应措施,适时人造漫滩洪水,以保障滨河湿地、滩地的生态平衡与安全。     

苇子峡水文站枯水期流量测次精简分析

新疆河流众多，枯水期河川径流多为山区裂隙水和浅层径流补给，河流径流稳定，但大多数水文站枯水期没有水位流量关系，一般以连施测流量过程线法推算日、月径流量，测次较多。试图以苇子峡水文站为例，按照现行的国家《水位观测规范》和《河流流量测验规范》规定，应用误差统计分析方法，通过对该水文站枯水期实测流量测次和施测时机的精简分析方法的探讨，在满足精度的原则下，科学合理地部署施测流量的次数和施测时机，从而将原枯水期的常驻方式改为巡测方式。     

黄河下游宽河段漫滩洪水作用初析

通过实测资料分析,阐明黄河下游宽河道在持续萎缩的情况下漫滩洪水仍具有较强的淤滩刷槽的行洪特点,指出漫滩洪水造成的滩地淤积主要来自于滩槽水流泥沙的横向交换。通过2002年的调水调沙试验,验证了漫滩洪水可有效增加平滩流量的认识,建议在下游泥沙还没有得到有效控制的情况下允许洪水在一定范围内漫滩,这样从长远来看对防洪是有利的。     

黄河下游漫滩洪水淤滩刷槽基本规律分析

通过分析黄河下游11场典型漫滩洪水的资料,探讨了发生漫滩洪水时滩槽水沙的交换模式及淤滩刷槽的机理。结果表明:1花园口—利津河段滩地淤积量随着花园口站来沙量的增大而增大,滩地淤积量越大,相应河段主河槽的冲刷量越大;211场典型漫滩洪水过程中,除1953年第二次大洪水槽滩均发生淤积,1988年、1996年主河槽冲刷量占滩地淤积量的比例较低外,花园口—利津河段主河槽冲刷量基本上为滩地淤积量的65%~99%;3漫滩洪水全断面冲淤量随含沙量的变化趋势与不漫滩洪水主槽冲淤量随含沙量的变化趋势基本一致。     

流速模数法推求滩地流量

试用流速模数法推求滩地流量,并用单站洪水调查综合经验公式法、小面积汇流公式法加以验证,保证了高水测次的流量成果精度。