冲积河流航道整治线宽度问题的研究

本文根据水流连续方程、运动方程和输沙平衡方程,并引入沿程河床及整治前后河床的相对可动性或稳定性为常数的假定,获得了冲积河流沿程河相关系及航道整治线宽度的理论公式.该公式能较好地反映黄河下游,长江荆江河段等天然河流沿程河宽和水深相互关系的实际,也能与赣江、北江等河流整治前后河床断面形态的调整相吻合,并为水槽试验资料所证实,可广泛应用于沙质和卵石河床航道整治工程治导线的设计.     

河湾流路方程在黄河下游河道整治中的应用

在正弦派生曲线理论的基础上,提出了适合黄河下游游荡型河道的河湾整治流路基本方程,并对目前整治工程不完善的河段规划治导线进行了修订,对规划流路布设进行了检验.结果表明:现行规划工程布局基本符合正弦派生曲线流路,符合河道自然发展规律,印证了微弯型整治方案是符合黄河下游实际情况的较好方案.     

黄河下游河道整治工程直河段长度公式的确定

运用弯道环流理论,将环流强度衰减到0.1%作为判断上游弯道工程送溜作用消失的标准,根据环流表面流速沿程衰减公式计算出上下游相邻对应弯道工程之间的直河段长度。结果表明:黄河下游整治流量下弯道工程下游的直河段长度相当于整治河宽的1.2倍,明显小于目前许多河段治导线的直河段长度,只有通过工程措施改变上述状况,才能有效控制河势。     

水沙变化条件下黄河下游连续弯段水流特性研究

小浪底水库建成后,黄河下游水沙条件及边界条件发生了显著变化。在这种新的来水来沙和边界条件下,下游河道河床及河势必定发生新的演变趋势。本文选取黄河下游伟那里至大田楼之间典型连续弯段为研究对象,采用Delft3D数学模型对水沙变化条件下弯曲河道中的水流形态进行模拟。结果表明:纵向垂线平均流速在沿程及沿河宽方向均发生显著变化,且在弯段的不同部位水流形态也不同,此外弯道中边滩和深槽的存在进一步加剧了流速分布的不均匀性,使得流速重新分布;弯道中水动力轴线的变化规律与不同量级的流量密切相关,大流量和小流量时,主流线变化规律有所不同,这对河床演变具有重要影响。     

黄河下河沿至青铜峡段河道整治模型试验研究

依据黄河宁夏下河沿至青铜峡库尾段动床模型相似率完成模型设计,全面考虑悬移质及推移质泥沙运动进行了动床模型试验,对河床冲淤变形、丁坝局部冲刷深度、沿程水位、控导工程导溜情况及河型变化情况等进行模拟。通过该河段河道整治规划治导工程修建前后的方案试验,研究不同流量条件下的河势变化规律和规划治导线方案可能出现的问题。提出应采取"工程导送为主,塞支、疏浚为辅"的整治方针,对治导线和工程布局进行调整。     

基于制衡机制的治导线设计

治导线规划是河道整治中的重要环节,然而现行整治规范只限制了治导线设计参数的取值范围,设计中经验性较强,未考虑设计参数之间的制衡关系。基于前人对弯道输沙及送溜能力的研究,兼顾弯道输沙及送溜能力,基于制衡机制得到最优治导线的设计目标函数,通过目标函数求最小值解得治导线的设计参数。将此方法应用于河势控制良好的河段,计算得出的制衡方程最小值、治导线设计参数、设计参数与河段实际情况基本一致,说明方法的可行性,并使用此方法对黄河内蒙古皮房圪旦-白音赤老河段进行治导线规划。     

论黄河河口段河道特征

根据河流动力学理论，综合分析了黄河河口段河道特征。与神仙沟，钓口河流路相比，清水沟流路来水来沙条件处于中等，但来水沙过程比较优越，单股河形成后连续数年出现大流量，塑造年出现大流量，塑造了比较好的河道。由于河道是漫流淤积面晟，滩地泥沙组成较细，再加上陆面芦苇丛生，河床，河岸稳定性好。清２断面以上弯段与近口段类同，下段与黄河下游直段相同，整治工程可以改造河槽形态。清３以上河段，弯道影响河道的平面变形，     

黄河下游平面二维非恒定输沙数学模型:II—模型验证

采用黄河下游1982年洪水资料,选取花园口至夹河滩河段为计算区域,对所建模型进行了验证计算,结果表明本模型计算的洪峰传播过程,水位变化过程及含沙量变化过程等均与实测结果接近,流速场、主流线等也较符合实际。从而证明了所建立起的平面二维非恒定输沙数学模型与相应的数值计算方法能够模拟黄河下游河道水沙演进过程及河床冲淤变形规律。     

黄河下游平面二维非恒定输沙数学模型:II-模型验证

采用黄河下游1982年洪水资料，选取花园口至夹河滩河段为计算区域，对所建模型进行了验证计算，结果表明本模型计算的洪峰传播过程，水位变化过程及含沙量变化过程等均与实测结果接近，流速场、主流线等也较符合实际。从而证明了所建立起的平面二维非恒定输沙数学模型与相应的数值计算方法能够模拟黄河下游河道水沙演进过程及河床冲淤变形规律。     

曲线交汇条件下汇流角对弯道环流强度的影响研究

本次研究基于国内外弯道交汇河段水流运动特征研究的相关成果,设计和建立了水槽试验模型,进行清水试验,借助多普勒流速仪等仪器,分析了汇流角对环流强度变化的影响,研究结果可以为曲线型交汇河流的河床演变分析、制定河道整治措施提供参考。     

黄河下游稳定主槽之节点整治

稳定主槽是当前黄河下游河道治理的关键。窄深河槽具有很强的泄洪能力与输沙能力,是主槽整治追求的目标。黄河下游均是顺直微弯河道,河道水流最基本的主导机理是沿着阻力最小的方向流动,走直路、走近路,主槽整治设计流路应以顺直为上策。当前有必要对微弯整治方案进行再认识,实现对其否定之否定的提高。控制性弯道整治、对口丁坝整治、节点整治都属于双岸整治的范畴,对双岸整治的方向应予肯定。今后的整治应从微弯整治向节点整治发展,逐步过渡到以节点整治为主,最终达到稳定河势流路、高效排洪输沙之目的。     

“黄河下游河道演变基本规律”研究综述

阐明了三门峡水库不同运用方式和出库水沙过程条件下各业径组泥沙在黄河下游河道纵向调整规律，提出主含沙洪水期宽浅河道的河床演变模型，并阐述了含含沙水流输送过程中水位急剧变化，汉量沿程增大异常现象产生的机理，分析了１８５５年黄河改走现河道１００我年来下淳河道纵剖面发育过程，指出上前下游河道尚未达到均衡纵剖面，人类活动造砀 水沙减少及其过程变化引起了河道萎缩，系统分析了干流水库调节水沙对其下游河道的影响，     

河道治理基本概念及规划要素——在省科协召开的专家研讨会上的发言

本文介绍了汾河河道治理的原则和指导思想，简要介绍了河道规划的基本要素。     

西线南水北调对黄河干流的减淤作用研究

南水北调西线工程通过向黄河河道内配置部分水量,进入黄河干流的水沙调控体系,经干流水库的联合调度,进行全河调水调沙,可塑造协调的水沙过程。由水量配置方案,利用建立的输沙关系推算相应的设计沙量,结果表明:按西线调水向河道内配置水量35亿m3,宁蒙河道、小北干流河道和黄河下游河道分别减淤为0.35亿、0.30亿t和0.27亿t。     

基于河势稳定原理的黄河游荡性河道整治机制研究

依据黄河下游游荡性河段河势查勘资料分析,结合河工实体动床模型试验,探讨了游荡性河道河势稳定原理,研究了基于河势相对稳定原理的河道整治机制。研究表明,尽管游荡性河道河势调整多变,但其调整是遵循河势稳定原理的;游荡性河道整治应按照"顺势布弯、就弯设坝、遥相呼应、规模适度"的原则和方法确定整治工程体系布局。以此研究成果建设的工程体系运行实践表明,在近年来不同流量级洪水下整治工程体系可以明显起到理顺流路、稳定河势的作用。     

弯曲冰块在顺直河段中的输移条件

针对弯曲冰块在顺直河段中的输移条件,以春季封冻河道的冰盖破裂机理为基础,根据水动力学、热力学、固体力学及气象水文等学科理论,综合考虑水力、热力、河势及地貌特征等影响因素,引入顺直河道固体边壁的约束条件,建立力学分析模型,进而提出了弯曲冰块在顺直河道中输移所需最小流量即临界流量的判别准则,并对其适用性及相关参数进行了研究分析。应用黄河河曲段的原型观测资料对该准则及相关参数进行了率定及验证,结果表明提出的针对弯曲冰块在顺直河段输移的临界流量计算值与实测值较为接近,可以认为该输移判别准则能够较好地用于判别弯曲冰块在顺直河段中的输移情况。此外,根据实测资料提出了反映热力消融对冰盖体厚度减小、强度降低等的综合系数表达式,可用于没有开河历史观测资料河道的冰情研究。     

三门峡水库运行模式对黄河下游水环境的影响

根据黄河下游在三门峡水库20世纪70年代投入运行后的实测资料，考虑水库的不同运行模式以及下游支流的入汇作用，研究了水库对黄河下游的水环境的影响。注意到黄河灌溉用水的主导作用，以河水中离子总量为指标，分析了三门峡水库运行对黄河下游水质的影响。考虑到断流是黄河下游最为突出的生态问题，以全年断流总长度为指标，分析了三门峡水库运行对断流严重程度的影响。研究表明，黄河下游各站离子总量与三门峡水库运行模式以及三门峡-花园口间支流入汇条件有着密切的关系，而且断流严重程度主要受到水库运行模式的控制，据此提出了有利于降低离子总量和减轻断流严重程度，同时又兼顾发电和防洪的三门峡水库推荐运行模式。     

小浪底水库运用前后黄河下游河道河型变化及成因分析

利用实测资料分析、理论判别和分形维数计算等方法,以黄河下游铁谢—伊洛河口、花园口—黑岗口和夹河滩—高村三个典型游荡性河段为研究对象,分析其1960年以来的主流摆幅、弯曲系数和主河槽宽深比等河势参数变化,以及小浪底水库修建前后下游游荡性河段的河型演化过程。结果表明,自20世纪90年代初,除花园口—黑岗口河段仍表现为游荡河性外,其他两个河段因整治工程不断完善其游荡性均有明显减弱,河型趋于限制性弯曲方向发展。自1999年10月小浪底水库拦沙运用以来,三个研究河段的整体游荡程度显著减弱,河势趋于规划流路方向发展,特别是夹河滩—高村河段河势基本稳定。小浪底水库长期下泄低含沙小流量过程,水流动力减弱,加之不断完善的河道整治工程,是河势游荡程度显著减小、河势归顺及河型发生变化的主要原因。     

黄河下游游荡型河道整治方案

针对小浪底水库运用后新的水沙条件,对整治流量、整治河宽和排洪河槽宽度等主要参数进行了分析,提出黄河下游游荡型河道的整治方向为：按照中水流路进行整治,利用现有的河道整治工程并补充必要的河道整治措施,游荡型河道可以逐步转化为像高村一陶城铺河段那样的限制性弯曲河道。通过对不同整治方案进行分析比较,认为今后的河道整治应采取以现行的微弯型整治方案为主,同时充分吸取其他整治方案优点的综合整治方案。