三湖河口站“12.7”洪水特性分析

文章分析了"12.7"洪水对三湖河口河床断面冲淤变化和水位流量关系、过流能力等的影响。     

黄河内蒙古河段同流量水位变化及影响因素分析

根据1952-2014年黄河三湖河口断面的实测流量成果和月年输沙率资料,分析内蒙古河段汛后同流量水位变化情况,根据巴彦高勒、三湖河口、头道拐和十大孔兑输沙率资料,利用输沙率法计算分析巴彦高勒至头道拐河段的冲淤量和冲淤平衡的来水来沙阈值,并对影响因素进行了分析。结果表明:1950-1960年的天然时期,同流量水位呈现上升趋势;1961-1986年三盛公、盐锅峡、青铜峡、刘家峡、龙羊峡等水库先后运用,断面同流量水位有升有降,但总的趋势是下降;1987-2005年龙羊峡水库和刘家峡水库联合运行时期,同流量水位又恢复上升趋势;2006-2014年全河水量统一调度期间,同流量水位呈现下降趋势。黄河内蒙古河段同流量水位变化主要受上游来水来沙的不同组合、水库运用和工农业引水等的影响。     

黄河内蒙古河道冲淤及同流量水位的变化特点

根据1953-2010年的实测水沙和冲淤资料,分析了黄河内蒙古河段的河道冲淤及同流量水位和比降的变化特点,探讨了累计淤积量与同流量水位和比降的关系。发现累计淤积量与累计来沙量之间具有较好的线性关系,但1953-1960年、1961-1986年、1987-2004年及2005-2010年各时段的斜率不同。单位水量淤积量与来沙系数之间关系密切,但由于没有考虑河床边界条件等的影响,只能用来粗略判别河道的冲淤情况。巴彦高勒站与三湖河口站的同流量水位之间具有较好的同步关系,且巴三段累计淤积量与三湖河口同流量水位的变化趋势基本一致,但与巴三段比降之间的关系却不明显,注意到孔兑来沙在局部河段的淤积对巴三段起到了局部侵蚀基准面作用,对巴三段具有一定的溯源淤积影响。由于头道拐断面为稳定的永久侵蚀基准面,其同流量水位变化很小,导致三湖河口的同流量水位及三头段累计淤积量与头道拐站的同流量水位无关,但三头段累计淤积量与三头段河道比降之间具有较好的相关关系,且三头段比降与9年滑动平均来水量之间关系密切,体现了来水条件的累计影响作用。     

2012年黄河上游洪水及河道冲淤演变分析

2012年黄河上游洪水具有洪峰流量大、持续时间长、洪水量大的特点,经过龙羊峡和刘家峡水库的调节,进入宁蒙河段的洪峰流量为2 710³ 520 m3/s,沿程总体呈减小趋势;内蒙古河段出现历史最高洪水位,在三湖河口到头道拐河段发生大范围漫滩。研究表明,经过洪水持续作用后,宁蒙河段平均河底高程下降,内蒙古河段1 000 m3/s同流量水位显著降低,三湖河口断面同水位过流能力增加约700 m3/s;巴彦高勒—三湖河口泥沙冲刷0.421亿t,三湖河口—头道拐为淤积,其中主槽冲刷约0.260亿t、滩地淤积约0.725亿t;大漫滩洪水时的淤积量以及非漫滩洪水的主槽冲刷量均与水量具有较好的相关关系。     

黄河宁蒙河段1964—2011年滩槽冲淤变化研究

黄河宁蒙河段不同断面的冲淤变化主要受上游来水来沙的影响,近几十年河道的淤积抬高严重威胁着沿岸群众的生产生活。以1964—2011年6个主要水文站实测流量、水位及大断面数据为基础,通过构建各个水文站断面的理想断面,逐年推算出各站河道断面的理想断面面积、河槽断面面积和滩地断面面积,并以此分析了三类断面面积随时间的变化规律。结果表明:青铜峡断面出现轻微的冲刷,磴口、巴彦高勒、三湖河口站断面表现出比较明显的淤积,石嘴山、头道拐站断面的冲淤变化不甚明显。     

基于气温特征值的三湖河口断面冰期预报模型

宁蒙河段是黄河冰凌灾害最严重的河段,三湖河口断面是黄河宁蒙河段防凌防汛的重要控制断面,也是宁蒙测区凌情的首发和频发断面。基于龙羊峡和刘家峡水库联合运用以来三湖河口断面水文、气象、冰情等资料,研究分析河道形态、动力条件等对凌情的影响,统计三湖河口水文断面冰期气温特征值,利用多元线性回归法建立了冰期预报模型。结果表明:1在目前三湖河口断面相对稳定、上游来水变化不大的情况下,气温是影响河道冰凌过程的主要因素;2冰期预报模型的预报合格率均在70%以上,封河日期预报的合格率达到82%,符合相关规范要求。     

黄河内蒙古河段凌汛期槽蓄水增量分析与预测

通过分析黄河内蒙古段各水文站多年流量变化规律,采用断面水量平衡法分别计算出2004—2015年各年度凌汛期黄河内蒙古河段石嘴山—巴彦高勒、巴彦高勒—三湖河口、三湖河口—头道拐区间的槽蓄水增量,分析黄河内蒙古段凌汛期槽蓄水增量的变化规律,区间槽蓄水增量均值由大到小的顺序为三湖河口—头道拐河段巴彦高勒—三湖河口河段石嘴山—巴彦高勒河段。利用时序分析模型对黄河内蒙古河段2015—2018年各年度凌汛期槽蓄水增量进行预测,槽蓄水增量预测值石嘴山—巴彦高勒区间分别为4.31亿、3.88亿、4.65亿m~3,巴彦高勒—三湖河口区间分别为7.35亿、6.55亿、7.88亿m~3;三湖河口—头道拐区间分别为8.55亿、9.26亿、10.48亿m~3。通过与实测值进行比较,说明模型预测结果具有较高的精度。     

断面固化试验方案下的水位流量关系稳定性研究

断面水位流量关系受断面冲淤变化影响较大,为定量分析断面固化后对断面水位流量关系的影响,采用物理模型方法进行试验,对断面进行固化,推求不同放水条件下断面水位流量关系。试验结果表明:断面固化后,在高中水位下断面水位流量关系较为稳定,但低水位下其水位流量关系依旧较为散乱。研究成果对于断面固化情况下水位流量关系的稳定性分析提供参考。     

灰色自记忆模型在黄河凌汛水位预报中的应用

应用灰色自记忆模型,根据1957-2006年黄河内蒙古段巴彦高勒、三湖河口、头道拐3个水文站实测封冻期最高水位,建立了封冻期最高水位预测模型,并对2007-2011年封冻期最高水位进行了预测.结果表明:巴彦高勒、三湖河口、头道拐站预报合格率分别为66.7％、100％、83.3％,拟合合格率分别为90.7％、93.5％、91.1％.     

黄河三湖河口附近河段水位变化趋势及对河套灌区排水自流泄入黄河影响的分析

一、黄河水位变化与河套灌区排水方案河套灌区的排水出路,由于自然地形条件的限制,势必以黄河为承泄区。三湖河口附近河段的黄河水位变化关系着灌区排水方式与位置的选择,因而历次排水方案都十分重视对河道演变规律的研究。     

明渠不恒定流一维计算综述

一、概述河渠不恒定流是指天然河道或人工渠道中流量、水位、流速和过水断面等因素随时间而变化的水流运动,自然界绝大多数的水流属于不恒定流:潮汐河口和感潮地区的水流运动更是如此。     

基于不同断面固化方案的河道断面冲淤变化物理模型试验分析

为运用物理模型分析天然河道冲淤变化过程,探求测量断面相对稳定的水位流量关系曲线,通过设定不同物理模型来分析不同方案下的河道冲淤过程以及流量过程。研究结果表明,试验方案一下断面淤积较大,高水时有塌岸现象,低水时河道断面水位流量关系较为稳定;试验断面上下游设置两坎的固化方案,河道断面冲淤变化最小,水位流量关系线较为单一。研究成果对于河道断面固化方案下的断面冲淤变化和探求断面水位流量关系提供方法参考。     

基于不同断面固化方案的河道断面冲淤变化物理模型试验分析

为运用物理模型分析天然河道冲淤变化过程,探求测量断面相对稳定的水位流量关系曲线,本文通过设定不同物理模型来分析不同方案下的河道冲淤过程以及流量过程。研究结果表明:试验方案一下断面淤积较大,高水时有塌岸现象,低水时河道断面水位流量关系较为稳定;试验断面上下游设置两坎的固化方案,河道断面冲淤变化最小,水位流量关系线较为单一。研究成果对于河道断面固化方案下的断面冲淤变化和探求断面水位流量关系提供方法参考。     

长江下游潮汐河口段水位流量关系分析

长江下游潮汐河段受上游径流和下游潮汐共同影响,水位流量关系复杂,以长江河口徐六径水文站为例,分析徐六径站高低潮位和流量的关系,反应了潮位流量过程非单值对应特性,以及潮汐对水位流量关系的影响,通过对徐六径断面单值流量对应潮位分析,反应了流量对应水位频率分布的特征,为河道整治设计中确定水位流量对应关系提供参考。     

水力学法在水位流量关系拟定中的应用

在无实测资料、无高水实测资料或中淤变化影响水位流量关系时,假定设计断面下游起始断面水位,采用一维恒定非均匀渐变流计算方法推算设计断面水位流量关系.     

黄河山东段测站水位－流量关系分析

本文在系统分析了黄河山东段各站水位—流量关系的年际、年内各时期变化规律的基础上，探讨了影响水位—流量关系的主要因素。各站年际水位—流量关系线经历了４次左移、３次右移的变化过程。年内水位—流量关系的变化因各站所处的断面位置不同而异，且逆时针绳套走向者居多。影响各站水位—流量关系变化的主要因素是断面冲淤、洪水涨落、断面形态和下游回水影响等。     

基于BP与PSO的河口双边界条件逆向推求方法

在入海河道的防洪调度计算过程中，经常会遇到在确定河口计算区间某一断面水位条件下逆向推求双边界(上游流量、下游潮位)条件的情形。针对基于MIKE 11模型的传统试算法逆向推求河口双边界条件时计算效率与搜索效率低的问题，提出采用BP神经网络和PSO算法来改进传统试算法的优化方法。该方法首先通过MIKE 11模型建立河口双边界与某一断面水位的离线数据库，然后利用BP神经网络建立河口双边界与该断面水位的高精度非线性映射关系，最后以该断面的确定水位为优化目标，采用PSO算法逆向推求进而确定双边界条件的映射关系。晋江河口的实例研究表明：该优化方法与传统试算法相比，在保障计算精度的前提下，计算时长约减少至原来的十分之一，大大提高了计算效率。研究成果可为河口地区防洪调度提供参考依据。     

黄河内蒙古河段河道演变及水力几何形态研究

黄河内蒙古河段的凌汛年年发生,多次引起河道决口导致洪水灾害.为了提供有效的防洪措施,选取不同河型段中的代表性河道断面,来研究其河道演变特征及其主要影响因素,并从水力几何形态关系上剖析其内在驱动因子.结果表明,河岸组成物质的极大不同决定了各个断面的演变特性及其所在河段的河型差别.以基岩河岸为主的磴口河段的河道最为稳定;以泥质河岸为特征的头道拐断面所在的顺直河段次之;以泥质砂质二元河岸结构为主的三湖河口断面所在的弯曲河流段很不稳定;而以砂质河岸为主的巴彦高勒断面所在的辫状河段最不稳定.河道的演变势必引起其水力几何形态关系的调整,在黄河内蒙古河段,随着流量的变化其水力几何形态的调整主要是通过影响水深和流速来实现的.巴彦高勒断面是上述调整中表现最明显的断面,因此,它所在的河段也是容易决口的河段.三湖河口所在河段的一系列凹岸的强烈冲刷引起河道大幅度摆动,从而也是河道决口的潜在河段.黄河内蒙古河段的河流治理的侧重点应该针对巴彦高勒断面所在的辫状河段和三湖河口断面所在的弯曲河段.对辫状河段要加强整个河段的河岸防护,对弯曲河段以工程防护手段侧重遏制其凹岸的坍塌后退.     

城陵矶水文站水位流量关系变化规律分析

根据洞庭湖出口控制站城陵矶站１９５６～１９９８ 年实测断面和流量等资料， 分析该站水文断面年内及年际冲淤变化规律， 并运用水位流量关系单值化技术， 分析该站水位流量关系历年的变化。分析表明， 城陵矶站河道断面年内冲淤变化渐趋稳定， 年际冲淤变化呈淤积状态， 从１９８８ 年起出现冲刷趋势； 其水位流量关系历年变化， 同水位下泄洪能力高、中、低水均呈减小趋势， 同流量下水位低、中水均有不同程度的抬高， 高水变化趋小。本成果可供洞庭湖综合治理、三峡工程运行调度和长江中下游防洪规划等参考     

巴彦高勒水文站断面冲淤变化及过流能力分析

通过分析巴彦高勒水文站历史断面形态、同水位面积、平滩流量、水位流量关系线变化,给出了水沙变化条件下巴彦高勒断面冲淤变化特征及现状过流能力。结果表明:该站河床冲淤变化较大,年内变化一般表现为封河期淤积、开河期冲刷,汛期冲刷、汛后至次年封河期淤积;同水位断面面积和平滩流量均随水沙条件改变有明显减小趋势;与1981年相比,近期同流量水位明显抬高,同水位过流能力明显减弱;参照邻近年份曲线趋势延长法绘制的高水报汛曲线及过流能力更接近该站的实际情况。