黄河下游裁弯工程水沙动力学原理研究

黄河下游裁弯工程水沙动力学原理研究,借助实测资料及模型试验研究成果,分析了黄河的水沙特性和弯道的水流特性,研究了引河的分流分沙问题。研究表明,水沙条件是影响引河冲淤发展的主要因素之一,实施裁弯工程时,水沙条件的选取一定要符合黄河的水沙特性和弯道的水流特性,同时尽可能选取利于引河发展的水力条件。     

黄河下游大宫至王庵河段裁弯方案与效果分析

影响河流裁弯取直效果的因素主要有裁弯比、入流角度、水沙条件、断面尺寸等,在黄河下游实施裁弯时,建议引河断面比取1/5～1/10,裁弯比按3～7来控制,引河入流角度按5°～25°来控制.黄河下游大宫至王庵河段是典型的游荡型河段,2005年畸形河势发展为倒Q形,危及王庵控导工程,因此在分析裁弯效果影响因素的基础上,确定了合理的裁弯方案,成功实施了裁弯取直工程,改变了危及王庵控导工程的不利河势.     

黄河下游畸形河湾形态及裁弯的可行性分析

借助实测资料及模型试验研究成果,分析了黄河下游畸形河湾的形态、成因以及危害,研究了畸形河湾裁弯的可行性。结果表明:在畸形河湾充分发育的河段,在河湾的最窄处裁弯,裁弯比按3⁷控制,裁弯成功的几率大,工程效益较高,在这类河段实施引河法裁弯是可行的。     

泊岗引河段河道近期演变分析

泊岗引河是淮河中游的人工裁弯取直河道,是1952年淮河中游五河县城以下实施干支流分流工程的主要组成部分。本文根据1993年、2004年及2018年三次河道实测资料,采用"断面法"分析泊岗引河段河道近期的冲淤变化情况。结果表明,近期河床主要表现为冲刷扩大、河底冲深,但冲刷幅度较运行初期有所减缓。     

挖掘机在黄河下游切滩导流中的应用

根据大宫河段挖掘机切滩导流的成功实践,分析了挖掘机切滩导流的可行性及导流线路、裁弯比、引河比降等,并提出了建议:①变人工扰沙为挖掘机切滩导流、归顺河势;②开展畸形河段的治理;③尽快组建多功能挖掘机施工队伍;④制订好技术方案;⑤注重切滩导流工程的后期观测;⑥加强上级协调领导。     

黄河下游切滩导流效果分析

结合黄河下游王庵切滩导流工程实测资料,对切滩导流过程中引河比降变化、分流比、引河过水断面变化的规律分析表明:引河河势随着引河分流比的加大而变化,引河通过最大流量时对应的分流比为73.3%,引河初始断面与引河最终断面之比小于1/4,原大河河势的变化与引河河势弯化密不可分;初期引河过流流量比较小,大河流量较大,深泓线还在原河道,引河进出口上下游大河河道没有大的变化,但随着引河进口上游大河河道人工扰动的影响和引河流量的加大,大河流量减小,深泓线由大河河道逐步移向引河。     

黄河下游畸形河势演化规律及其整治措施

借助实测资料及模型试验研究成果,分析了黄河下游畸形河势的形成条件、发展过程、持续时间及易发河段等演化规律,提出了畸形河势的整治措施。研究表明:畸形河湾是黄河下游特定水沙及河道边界条件下形成的特殊河湾流路,其形成条件受河床的可动性、河床泥沙组成及水沙条件等影响,畸形河势具有一定的发展过程、持续时间和易发河段等特点,通过控制裁弯的裁弯比、开挖断面、入流角度及水沙边界条件等关键技术指标,可以实现整治畸形河势的目的。     

不同裁弯取直方案对河道行洪影响分析

采用二维数学模型,对成都市府河上游段河道裁弯取直工程进行了对比分析,探讨了弯颈落差全河段分摊和设置集中跌落两种不同裁弯取直方案对河道行洪的影响。结果表明,不同裁弯取直方案均会造成畸弯河道上游主槽水位降低和流速的增加,并引起老河湾水流动力的减弱;落差分摊方案对老河湾分流量及水流动力参数的消弱作用更大,上游河道水位降低更为明显;从流速沿程分布规律来看,设置集中跌落的裁弯取直方案将引起局部河段流速过高,对河道冲刷安全不利,且存在明显的噪声污染。但是,落差分摊方案将弯颈落差通过工程措施直接分摊到整治河段范围,更接近自然裁弯取直的河道演变过程,因此该工程方案更为合理。     

近60年渭河下游自然裁弯成因分析

渭河下游是典型的弯曲型河道,过去60年频繁地发生自然裁弯,其触发原因、形成过程和演变规律缺少深入的研究。渭河下游的裁弯是河湾横向演变到一定阶段后在汛期洪水冲刷作用下发生临界突变,直接影响河道平面形态、上下游河床冲淤和局部河段的防洪安全。基于原型观测、水沙数据(1960-2013)和遥感影像(1990-2015),分析了渭河下游裁弯事件的水沙条件、影响因素和裁弯时空演变过程及其原因。渭河下游发生的18次裁弯的主要原因是受三门峡建库后渭河下游边界条件的改变,包括潼关侵蚀基准面淤积抬高,凸岸边滩及内侧平原缺少粘性成分,抗冲性差,同时也受渭河下游来水来沙条件的变化及其高含沙洪水的影响。     

黄河下游河势演变中的畸形河湾

河势演变中常会出现畸形河湾、横河等畸形河势。畸形河势会危及防洪安全甚至造成决口。通过搜集、分析、整理黄河下游已有的河势演变资料,以文字、河势图相结合的形式,较全面地描述了黄河下游游荡型河段及过渡型河段在进行河道整治之前及河道整治过程中曾经出现过的畸形河湾,以实例说明畸形河湾对防洪安全及以下河段河势演变的不利影响,为确定河道整治工程布置方案提供参考资料。     

关于缓解黄河下游断流问题的探讨

近年来黄河下游断流现象愈演愈烈。除已分析的流域干旱，降雨偏少，工农业用水剧增以及管理工作跟不上等原因外，笔者认为地上河的自然因素，也是一个带有决定性的成因。目前，在平水年份，黄河的水量除工农业用水及输沙入海用水外，每年尚有约１００亿＾３弃水，在工农业用水中，有１００多亿立方米的水量是动摇流域以外的，评估其为水资源贫乏，值得商榷。     

黄河下游河道水流摩阻特性的研究

在前人研究成果的基础上，引入水力摩阻厚度的概念，经理论推导与分析，导出了糙率计算公式，并进一步综合考虑了沙波尺度及沙波波速对水流摩阻特性的影响，建立了一套计算黄河铁谢至孙口河动床糙率的方法。该方法既能反映水力泥沙因子变化的影响，又能反映天然河道中各种附加糙度的影响，具有较大的应用价值。     

黄河下游河道蒸散发试验

对黄河滩地内沉积的粉沙质土壤的蒸发状况进行了实体模拟,取得了实测数据系列,分析了实测蒸发量和蒸发理论在物理机制上的一些差异,为进一步研究做了必要的准备;对计算数据与实测数据进行了比较,对水面蒸发和潜水蒸发的规律进行了总结和验证,同时为后期计算提供了必要参数。同时,取得了土壤含水量的逐日变化数据,为后期研究中运用一维非饱和土壤水运动原理进行蒸发条件下的土壤水通量计算提供了条件。     

黄河下游地上河发展趋势研究

本文把黄河下游地上河的发育过程和发展趋势与不同时间尺度的环境变化结合起来，系统、综合地研究了下游河道形成历史与对环境演变的响应；现行下游地上河的环境演变特征；未来５０年环境变化与下游地上河发展趋势预估等问题。     

黄河下游河道改造方案初步研究

在当前黄河下游滩区经济社会发展和治河矛盾日益突出的情况下,探讨了对黄河下游进行河道改造的初步思路,即通过在黄河下游滩区设置一定标准防护堤及滩区滞洪区,在一定程度上减轻防护堤与下游设防大堤间的洪灾损失。对黄河下游各河段防护堤防洪标准进行了分析论证;通过对不同河段滩区滞洪容量的分析,提出了滞洪区设置河段;通过对不同标准防护堤和滩区滞洪区联合运用的两类共4个典型方案的分析比较,提出按设计防洪标准修建防护堤、不建滩区滞洪区方案作为推荐方案。     

黄河下游游荡型河道整治工程布局研究

借鉴相位滞后理论,探讨了黄河下游游荡型河段河道整治工程布局,认为在弯道工程下首适当增加顺直工程,可有效地收住水流,遏止相位滞后现象发生.利用该理论并结合送流距离经验公式,对典型工程的平面布局进行了研究,并提出了调整建议.     

黄河下游河道排沙比、淤积率与输沙特性研究

以小浪底水库拦沙后期运用为前提条件,根据黄河下游历次洪水的场次水沙资料,提出了下游河段全段及分段的排沙比关系式,分析表明黄河下游上段河道冲淤幅度较下段大,所以河床演变迅速且不稳定;下段河道断面窄深,经上段对水沙调节后,下段冲淤幅度小,河床平稳,但是输沙入海的瓶颈河段.水库调节对下游的减淤效果不大,相反会使入海沙量减少,水库淤积加快及输沙用水增加,水库如何适度拦沙是需要进一步研究的问题.     

黄河下游河道失稳模式分析

立足于黄河下游的几项基本特征,对黄河堤防的失稳模式进行了分析,指出黄河下游河道火稳模式主要有冲决、溃决、震决3种。冲决模式由引起河势变化的诸因素、受体抵御洪水的能力、河势的历史演变等三类要素组成;溃决模式由高水位差、高水力梯度及与此有影响的因素,受体因子、现代曾出现过的不良工程动力地质现象等三类要素组成;震决模式由主动要素、受体不良要素等两类要素组成。按4个层次对3种河道失稳模式进行了分析,建立了由不同地质营力引发的悬河失稳模式。