渭河下游河道冲淤变化对洪水演进特性的影响

基于三门峡水库建库后渭河下游河道演变及洪水过程实测资料,采用实测资料分析,理论分析和数值模拟相结合的方法,分析了渭河下游河道发生冲淤变化对洪水特性的影响。结果表明:自水库建成至2003年间,渭河下游河道发生淤积萎缩引起渭河洪水演变特性发生了显著地改变,渭河下游洪水位抬升、洪水传播历时延长以及洪峰削峰率增大,而这些洪水特性也是造成渭河下游河道发生淤积萎缩的主要原因。2003年之后,因渭河下游河道水沙条件的变化,洪水洪峰流量大幅度减小,河道出现冲刷,漫滩流量相较于先前减小,使渭河下游洪水位下降、洪峰传播历时缩短、洪峰削峰率不断减小。     

渭河下游来水来沙及冲淤情况分析

<正>1渭河下游的基本情况渭河下游河段是指从渭河咸阳陇海铁路桥(渭淤37断面)至入黄口的渭河河段,其河长208km,比降较小,水流较缓,河道泥沙淤积严重,属三门峡库区的重要组成部分。三门峡水库建库前,渭河下游是一条天然的河流,河道两岸未建堤防和河道工程。三门峡水库建成运用后,渭河下游由于泥沙的严重淤积,主槽过洪能力迅速降低,两岸先后修建了堤防和河道     

渭河下游淤积上延分析

从河道累积淤积量对洪水位的影响及河道断面间的冲淤变化情况两方面论证了渭河下游的淤积上延范围；并进一步根据溯源淤积和沿程淤积的淤积机理，通过对渭河下游淤积特性进行分析得出，在三门峡水库控制运用以前，渭河下游泥沙淤积上延乃是潼关高程抬升所致；在三门峡水库控制运用以后，渭河下游泥沙淤积上延乃是溯源淤积和沿程淤积所为。     

潼关高程下降对渭河下游防洪的影响

潼关高程抬升引起渭河下游大量泥沙淤积，给防洪带来一系列问题。本文针对这一问题，通过对渭河下游河道40多年的大断面地形资料进行分析和计算，探讨了潼关高程与渭河下游泥沙冲淤的关系，并分析了典型断面的水位变化。结果表明，潼关高程与渭河下游泥沙冲淤密切相关，潼关高程下降后，渭河会产生溯源冲刷。在大水少沙情况下，近槽滩地也会受到冲刷，但是洪水漫滩后滩地会发生淤积，由于主槽面积增加，过洪能力增强，中小洪水防洪压力减小；但如果发生高含沙漫滩洪水，滩地淤积，漫滩洪水水位反而有所抬高，大洪水威胁依然存在。     

潼关高程变化及其对渭河下游的影响分析

采用实测资料分析三门峡建库以来潼关高程变化与渭河下游泥沙淤积的关系表明:2002年汛后原型试验以来潼关高程有所下降,2015年汛后为327.63 m,仍然偏高;潼关高程升降变化与渭河下游泥沙冲淤关系密切,由潼关高程抬升引起滩槽纵剖面调整造成的淤积约占渭河下游1971-2003年淤积的78.3%,是渭河下游严重淤积的最主要影响因素和根源;2003-2015年潼关高程与渭河下游累计淤积体相关性减弱明显,但渭河下游泥沙淤积量随着潼关高程的抬升或降低而增大或减少的规律仍然明显存在;渭河下游大量淤积逐步抬升演变成为地上"悬河",从根本上改变了渭河下游的防洪排涝形势,灾害损失巨大,严重影响着区域经济社会的稳定发展。建议采取综合措施将潼关高程控制在325.60~325.69 m以下,以减少渭河下游泥沙淤积,改善河道行洪条件,降低沿岸区域洪水灾害风险,为区域发展提供安全环境。     

黄河小浪底水库异重流排沙效果分析及下游河道的响应

全面分析了小浪底水库蓄水拦沙期2000-2006年库区及下游河道泥沙冲淤调整;在分析泥沙输移规律的基础上量化了连续冲刷状态下河道输沙能力变化与累计冲刷量间的关系,揭示了冲刷条件下河道输沙能力降低是因为床沙有效交换层内小于0.05mm的细沙及中沙补给不足造成的;结合三门峡水库拦沙期的观测资料,对比研究了异重流洪水期间小浪底水库的排沙效果及其下游河道对高含沙异重流水沙过程的响应,指出了小浪底水库对洪水具有较大的"拦粗排细"潜力,且高含沙异重流洪水不会造成河道严重淤积.因此,在洪水调度中,要充分利用水库塑造异重流洪水,多排少拦,以达到下游河道长期减淤的目的.     

渭河下游近期淤积发展情况的分析研究

三门峡水库于１９６０年９月建成并投入运用已３８年。本文分析了渭河下游在近期的淤积发展情况，潼关高程一直居高不下，渭河下游泥沙淤积急剧增加，主槽过洪能力锐减，同流量洪水位迅速抬升，洪水灾害日趋频繁，防洪形势十分严峻，本文并对泥沙淤积发展的原因进行了分析研究，为渭河下游的防洪和工程治理提供科学的依据。     

渭河下游近期泥沙淤积带来的防洪问题

渭河下游１９９２ 年以来泥沙淤积２ ．９２ 亿ｍ３ ，为三门峡水库控制运用前１８ 年的２６ 倍。其主要原因为：前期潼关高程抬升，河口泄流输沙通道不畅；渭河咸阳以上来水减少，泾河水沙量相对增加，水沙条件不利，高含沙小洪水频繁出现。淤积带来渭河下游滩面抬升０ ．５ ～１ ．０ ｍ ，洪水位大幅度抬高；河槽最深点上升，槽面宽度缩窄，过洪面积减小，平滩流量由１９８６ 年的４０００ ｍ３／ｓ骤减到最小８００ ｍ３／ｓ；Ｓ型河弯增多，位置不断变化，“河湖”现象普遍，两岸排水负担加重；南山支流河道淤塞、倒灌加剧，接连发生洪水漫溢、决堤灾害。扼制和减缓渭河下游泥沙淤积，首先设法降低黄河潼关高程，恢复渭河出口输沙平衡，同时加快修建泾河东庄水库，控制调蓄泾河不利水沙，加大渭河下游防洪建设力度，加强汛情、险情监测，科学防范洪水灾害     

渭河下游2003年洪水特征与河道演变分析

采用实测资料分析和理论探讨相结合的方法,研究渭河下游2003年洪水过程与河道演变特征。研究结果表明,渭河下游2003年洪水特征为:洪水场次多、历时长、洪量大、来沙少;洪水水位表现较高;洪峰传播时间长,削峰率大。2003年渭河下游河道洪水期发生了较大程度的漫滩,淤滩刷槽显著,主槽冲刷、滩地淤积对行洪面积的扩大十分有利,汛后平滩流量增加1 350 m3/s,达到2 300 m3/s。河道横断面的塑造趋向窄深,汛后河相系数普遍减小。2003年洪水过程是渭河冲刷的主要原因;漫滩洪水对改善河道萎缩、增加河槽过洪能力是十分有利的;对渭河下游来说,高含沙洪水在有一定流量条件下河道也是冲刷的,相对来看中等含沙量洪水和高含沙量小洪水最为不利。     

渭河秋汛与减灾

2003年渭河秋汛成灾，除了要考虑较小洪水及对下游河道冲刷等有利因素外，还要审视秋汛大洪水的成灾可能和减灾对策。要认识实际发生过的造成渭河、黄河大灾的秋汛特大洪水，如1841、1842、1843年连续3年立秋前后大洪水，1662年中秋前后大洪水和1819年伏秋相连大洪水，以及近100多年渭河、泾河、北洛河已经出现过的较大洪水。三门峡水库运用40多年后，渭河下游河道及河口淤积，水位上升，行洪输沙能力下降，在此情况下，大洪水的成灾几率增大，灾情加重。2003年秋汛过程说明，迫切需要加强渭河防洪控制工程建设，改善堤防状况，完善暴雨洪水监测预警系统，并且进一步提高当地居民抗灾能力。     

In the Central Committee of the Communist Party of the Soviet Union and the Council of Ministers of the USSR

Power Technology and Engineering -     

分流对弯道水流紊动强度影响的试验研究

采用先进的三维超声波多普勒流速仪（ADV）对不同分流比情况下弯道水流紊动特性进行了系统的试验研究。根据试验数据,探讨了不同分流比工况下弯道水流的紊动机理,分析了其紊动特性,同时对紊动强度分布特点进行了比较。     

前置掺气坎坡度对阶梯溢洪道掺气水流影响的数值模拟

为研究复杂边界条件下气液两相界面的流动及混掺现象对工程建设的影响,结合某大型水电站的溢洪道,利用RNG k-ε模型对其进行三维流场模拟,采用有限体积法离散控制方程,并用GMRES算法进行压力求解,对前置掺气坎式阶梯溢洪道和传统阶梯溢洪道泄流壁面上的高速掺气水流进行数值模拟。结果表明:随着掺气坎坡度的增加,其掺气空腔及掺气浓度均有所增大,随着水流下泄掺气浓度沿程降低,达到一定距离后趋于稳定,掺气浓度值达到了减免空蚀破坏的要求;与传统阶梯溢洪道的模拟结果进行对比可知,增设前置掺气坎后,既可以增加前几级阶梯的掺气浓度使水流提前达到水气平衡,也没有降低阶梯式溢洪道的消能率,为解决传统阶梯溢洪道中出现的工程难题提供了一种新思路。