黄河下游漫滩洪水淤滩刷槽试验研究

利用"82·8"型不同量级漫滩洪水,进行了黄河下游漫滩洪水淤滩刷槽系列模型试验,结果表明:①漫滩洪水淤滩与刷槽之间有必然联系,滩地淤积量与主槽的冲刷量呈正相关关系,在同等水量、沙量条件下,滩槽冲淤量随洪峰流量的增大而明显增大;②不同量级洪水漫滩后,嫩滩的淤积量随洪峰流量的增大变化不大,二滩的淤积量随洪峰流量的增大而明显增大;③滩槽交换分三角形滩区交换和条形滩区交换,洪水过程中前者交换的频率大、时间短,后者交换的频率小、时间长;④上滩挟沙水流在运行过程中,具有明显的含沙量衰减及粒径分选作用,泥沙粒径分选细化的程度与含沙量衰减率呈正比,较大洪峰流量的上滩水流在三角形滩区上含沙量衰减率较大,较小洪峰流量的上滩水流在条形滩区上含沙量衰减率较大.     

黄河下游漫滩高含沙洪水淤滩刷槽效果研究

采用定性和定量分析相结合的手段,分析了黄河下游漫滩高含沙洪水淤滩刷槽的效果。结果表明:黄河下游漫滩高含沙洪水淤积主要集中在高村以上河段,高村以下河段淤积量仅占全下游淤积量的3.2%;从同流量水位以及横断面的调整变化来看,高村以上河段的淤积主要集中在滩地,而主槽大多表现为冲刷;从滩槽淤积量分配来看,发生漫滩高含沙洪水年份整个汛期利津以上河段主槽淤积量占全断面淤积量的47.7%,而漫滩高含沙洪水期间主槽淤积量仅占全断面淤积量的10.3%。     

黄河下游漫滩洪水淤滩刷槽及淹没风险研究

黄河下游漫滩洪水具有较强的塑槽作用,同时存在较大的淹没风险。通过实测资料分析、实体模型试验和数学模型计算,对黄河下游大漫滩洪水淤滩刷槽作用及淹没风险进行了初步探讨。研究表明:对于漫滩系数大于1.5的实测大漫滩洪水,主槽冲刷量一般是滩地淤积量的0.35~0.80倍。在漫滩系数小于2.5时,主槽冲刷量增加不明显,但滩区淹没面积及淹没损失增加显著;在漫滩系数大于2.5时主槽冲刷量明显增大,其滩地淹没面积达到最大,淹没损失增加缓慢。     

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。     

黄河漫滩洪水滩槽水沙交换模式研究

根据黄河下游漫滩洪水演进的特点,分析了滩槽水沙交换的基本模式和淤滩刷槽机理。结果表明:①滩槽水沙交换分为条形滩区交换模式和三角形滩区交换模式两种;②滩地淤积比与漫滩系数呈正相关关系,减少来沙量和增大洪峰流量皆可获得较好的淤滩刷槽效果。     

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。     

黄河下游漫滩洪水调控模式研究

针对漫滩洪水特性提出了改善黄河下游“二级悬河”的方案,应用动床模型试验对改善方案进行了模拟研究。结果显示：控制漫滩可以有效的减缓“二级悬河”的发展,加大主槽累计冲刷量,减小滩区淹没面积及改善河道横比降。如果黄河下游遭遇大漫滩洪水,可以在控制漫滩条件下排放最大洪峰流量不超过10 000 m3/s的过程洪水。     

黄河下游洪水漫滩对策探讨

黄河下游滩区是排洪、滞洪和沉沙的区域，同时又是广大群众赖以生存的土地，目前居住着179万人口，有耕地25万hm3。2002年小浪底水利枢纽调水调沙试验期间，下泄流量本应在河槽排洪能力范围之内，但仍造成部分滩区进水受淹。在权衡不同洪水漫滩利弊的基础上，提出了防止漫滩的对策：①继续限制下游滩区生产堤的发展，保证大洪水浸滩堆沙效益；②总结小浪底水利枢纽调水调沙的经验，提高黄河下游河道排洪输沙能力，减小洪水漫滩几率；③有计划地实施引洪放淤，抬高滩面高程；④疏浚河槽，淤堵串沟，淤填堤河；⑤抓住小浪底水库下泄清水的有利时机，加快河道整治步伐；⑥加强滩区安全建设，确保防洪安全。     

黄河下游中常洪水调控指标

从塑槽径流条件、水流动床阻力、河道整治、滩区及防洪等方面,论证了未来黄河下游主槽目标过流能力采用4 000m3/s左右的合理性,提出了黄河下游发生明显淤滩刷槽的临界流量。同时,根据不同量级洪水河道的冲淤特点,提出了小浪底水库控制下游流量、含沙量指标。即在目标主槽过流能力条件下,控制漫滩洪水流量不低于6 000m3/s,含沙量不大于250-300kg/m3;小漫滩洪水和非漫滩洪水,尽量按流量2 300-4 000m3/s、含沙量20-50kg/m3的水沙搭配控制,避免出现4 000-6 000m3/s8、00-2 300m3/s两个量级的洪水过程。     

黄河下游漫滩洪水演进模式及“96.8”洪水演进特点分析

在系统分析实测资料和洪水期间航片资料的基础上，概化了黄河下游不同时期漫滩洪水演进模式，初步揭示了中常洪水演进特点及发生机理，指出滩区行洪及滞洪条件的改变是“９６．８”洪水传播２时间增长、洪峰沿程变莆剧烈的主要原因，洪峰变形及传播 增长主要发生在具有广阔滩地的夹河滩至艾山河段。     

黄河下游滩区放淤及低洼地改造对河道的影响

介绍了黄河下游滩区放淤及背河低洼地改造模式及实施方案,利用实测资料和已有成果计算分析了引洪放淤和机械放淤对下游河道的减淤效果。结果表明,滩区放淤及背河低洼地改造共能处理利用黄河泥沙24.52亿t,能使下游河槽减淤31.90亿³8.54亿t。同时,挖河还能够增大河槽的过流能力,如果有针对性地选择卡口河段实施挖河,则对增大主河槽过流能力的效果会更好。     

对黄河下游河道冲淤问题的认识

概述了黄河下游河道冲淤情况,从输沙平衡临界流量、平衡趋向性、冲河南淤山东还是淤河南冲山东等问题入手,提出了对黄河下游河道冲淤的几点认识:①黄河下游的冲淤受水沙条件、河床边界、河口基准面三大要素制约,三者缺一不可,分析研究下游河道的冲淤时不与河口尾闾的影响相联系是不全面的;②输沙率法、同流量水位法和断面法均有局限性和各自的优越性,应取长补短,以达到真实反映下游河道冲淤规律的目的;③黄河艾山以下河段的冲淤与河口基准面的状况相对应,输沙能力不足不是黄河下游淤积的主因,将临界流量作为判断艾利河段冲淤的条件是不当的和缺乏依据的;④冲河南淤山东还是淤河南冲山东的问题,在短时段的冲淤情况十分复杂和不稳定,从长时段宏观上看,上下河段的冲淤始终是趋向于河流自身的相对平衡,二者的冲淤过程大体是同步的,不存在哪个河段多冲多淤的问题;⑤现阶段黄河下游的淤积主因是来沙量巨大,其淤升幅度受制于河口基准面,属于溯源淤积的性质,解决黄河下游淤积的关键是"抓两头",即首先减少上游流域进入下游的沙量,特别是粗沙量,其次是减缓河口淤积延伸的速率;⑥拖淤、挖沙、放淤、调水调沙和借清刷浑等措施均具有局限性,在解决局部淤积问题和兴利方面有实用价值,但欲凭借这些措施解决黄河下游河道长时段宏观的淤积问题,则难见实效。     

80年代黄河下游河道冲淤演变情况

80年代黄河下游河道累计淤积泥沙4.12亿t,是下游河道淤积最少的10年(三门峡水库拦沙期除外),其中高村一艾山河段淤积3.59亿t,占87％。下游河道淤积集中在1986、1988两年,其中1988年淤积量达5.14亿t,比10年累计淤积还多1亿t,其余大部分年份河道处微淤或冲刷状态。黄河流域人类活动对下游河道冲淤有一定影响,但起主导作用的还是暴雨大小及地区分布。10年间进入黄河下游的水、沙总体上属于枯水少沙系列,来沙偏少更多。年均来沙仅量8.62亿t,是来沙量最少的lO年。黄河下游来沙量大幅度减少,主要是多沙和粗沙产区的河龙区间大雨、暴雨显著偏少所致。多沙地区一旦出现暴雨,来沙量就会明显增加,如1988年,皇甫…、窟野河等多沙粗沙支流发生较大洪水,年沙量达15.5亿t,下游河道发生严重淤积。深入研究80年代来水来沙条件及下游河道冲淤特点,对于更好地认识和治理黄河具有重要意义。     

黄河下游滩区洪水风险分析

对黄河下游滩区的洪水风险进行了分析,结果表明:①滩区近期漫滩几率为3~5年一遇;②滩区安全建设实施后能够解决20年一遇以下洪水的人口淹没和部分财产损失问题;③补偿政策的实施能使滩区群众承担的洪水风险得到分担与补偿,初步解决与黄河下游防洪的矛盾。     

黄河下游滩区村台洪水绕流计算研究

通过对村台周围流场的流态数值模拟计算,揭示了村台周围的速度场和压力场分布规律,结果表明:当来流与较长边壁之间的夹角α=0°时,受壁面的阻挡以及与主流区水流的剪切作用,使得在村台两侧壁与主流区之间分别形成一个旋涡,且在下游形成一对旋转方向相反的对称涡(当α=45°时,跟α=-45°的流场结构类似,在下游形成一对大小不等的非对称旋涡);当α=0°时,村台周围的水流流速(除边缘角点附近)比其他工况下(45°和-45°)的流速小得多,因此在建造村台时,应考虑将其正对来流方向布置,即来流平行于侧壁,同时对前缘角点处进行加固,防止洪水将其冲塌.     

黄河下游河道未来冲淤趋势研究

进入21世纪以来,黄河中游产水产沙环境发生显著变化,潼关站实测来沙量大幅减少。在中游来沙减少和小浪底水库调水调沙运用的条件下,进入下游的泥沙主要集中在大流量洪水期,其他时段进入下游的水流以清水小流量为主。研究建立了不同时段下游河道冲淤量与水沙量的关系,计算了未来可能水沙条件下下游河道的冲淤趋势。结果表明:在未来年来沙量2亿~3亿t、来水量220亿~250亿m3时,利用4 000 m3/s左右大流量输沙,基本可以维持下游河道主槽不萎缩。     

不同治理方案下黄河下游河道的冲淤变化研究

为定量比较黄河下游河道现状治理方案(简称为宽河方案)及"两道防线"模式中的防护堤窄河方案(属于常态下的窄河方案)下的河床冲淤变化,通过适用于长历时与长河段的准二维水沙数学模型,引入河床综合稳定性指标作为河相关系均衡调整准则,针对未来黄河年均来沙分别为3亿、6亿、8亿t这3种50 a水沙系列条件进行了模拟计算。结果表明:在来沙量客观上明显减少的趋势下,窄河治理方案不仅有利于滩区的防洪减灾,而且比现状治理方案更有利于河床减淤;若采取年均6亿、8亿t的多沙系列条件开展计算,则窄河方案比宽河方案在小浪底—花园口河段和花园口—高村河段的减淤效果都明显,而高村—艾山河段略有增淤,艾山—利津河段淤积量亦有所减小。     

黄河下游过渡型河段漫滩洪水演进规律探讨

利用黄河下游高村至孙口河段漫滩洪水观测资料 ,分析了过渡型河段漫滩洪水演进规律及其影响因素 .结果表明 :过渡型河段河槽弯曲 ,滩地多、面积大、连通性差 ,在险工、护滩控导工程控制下 ,主槽相对稳定 ,河道横向淤积分布不均 ,主槽冲淤变化大 ,滩地低洼、蓄滞洪能力大 .滩地蓄滞洪能力、主槽排洪能力与不同量级不同类型洪水的不同组合 ,是造成漫滩洪水洪峰流量削减、洪峰形状变形、传播时间变化的主要原因