游荡型河道河势突变调整的内涵与研究方法

游荡型河道河势演变不仅包含渐变过程,也包含突变过程。河势突变是指游荡型河道局部或整体河势在短时间内发生大幅度的调整。河势突变给河流防洪、供水安全及河流治理带来了重大挑战。如果在某些情况下对河势突变适当加以利用,可有效提高河道整治工程的控导能力,增强河势稳定性。从游荡型河道河势突变调整的现实意义、内涵和研究方法等方面评述其研究进展,指出现有研究存在的不足,并提出未来开展河势突变研究需要重点关注的问题,为下一步深入系统开展游荡型河道河势突变研究指明方向。     

黄河下游游荡型河道整治效果评估

从河势流路稳定性和河床稳定性等方面分析了黄河下游游荡型河道整治对河势的控制效果。结果表明:经采用微弯型整治方案后,游荡型河段的主溜平均摆动范围逐渐减小,河流稳定性明显提高;每处工程稳定靠溜长度不小于2300 m、工程长4 500 m左右,可以基本稳定游荡型河道的河势,但主流仍会在一定范围内变化。     

黄河河势演变

河势演变主要是指河道水流平面形式的变化。黄河是世界上河势演变最复杂的河流。为给河道整治提供依据，笔者对黄河游荡性河段、弯曲性河段以及由游荡向弯曲转变的过渡性河段半个世纪的河势演变进行总结、研究，提出黄河河势演变的特性及河势演变的基本类型。     

水沙变化条件下黄河下游游荡性河段河势变化特性

根据实测资料分析，总结分析了黄河下游1986年以来水沙变化的主要特点，进而着重对水沙变化后黄河下游游荡性河道河势调整的新特点进行了阐述。其特点主要是：主流摆动幅度减弱，支汉、心滩减少；河道弯曲程度增加，河湾个数增多；工程靠溜部位上提下挫现象增多，工程上首塌滩严重；畸形河湾增加；工程脱河和半脱河现象较为严重；小水易出险等。从而认识到，水沙变化后，河势变化更加复杂。应深入探讨河势调整的机理，并通过小浪底水库调水调沙来减弱水沙变化程度，同时，在一些河势调整剧烈的河段修建能够适应长期中小水河势调整的整治工程是改善不利河势的有效途径。     

节点仪

在天然河道中常存在一些节点，节点对河势的控制能力是有限的。通过实例分析表明，在黄河下游，不论是游荡性河段还是过渡性河段及弯曲性河段，均不能靠节点（或卡口）控制河势。节点只是河道这条曲线上的一个点或短段，黄河下游按照微弯型整治方案修建的河道整治工程，长度现在已接近河道长度的80％，已建的河道整治工程不宜称为节点工程。     

节点议

在天然河道中常存在一些节点 ,节点对河势的控制能力是有限的。通过实例分析表明 ,在黄河下游 ,不论是游荡性河段还是过渡性河段及弯曲性河段 ,均不能靠节点 (或卡口 )控制河势。节点只是河道这条曲线上的一个点或短段 ,黄河下游按照微弯型整治方案修建的河道整治工程 ,长度现在已接近河道长度的 80 % ,已建的河道整治工程不宜称为节点工程     

长江下游马鞍山河段河道治理初步研究

 归纳总结了长江马鞍山河段基本情况、近期河道演变特点和河道治理概况;根据现有河势条件及近年崩岸险情,分析指出了目前本河段存在的主要问题;结合河道治理规划情况,探讨了下一步河道治理措施。研究认为：河势调整工程是该河段整治的关键,重点是通过数学模型和河工模型试验研究提出河势调整工程方案;主要是在左岸新河口一带布置导流工程和上下何家洲及心滩串沟封堵并岸工程,并辅以江心洲尾的何家洲尾挖槽工程。鉴于整治工程的紧迫性和时效性,建议相关部门尽快开展相关前期工作,为整治工程早日实施创造条件,进而实现该河段河势的稳定。     

沁河下游河势流路分析

沁河下游是典型的游荡性河道，横河、斜河等畸形河势时有发生，危及堤防安全。通过分析沁河下游河道历史河势、现状河势、大洪水河势、典型河势流路，提出消除畸形河势的工程措施是：在下游主河道一定位置安设低标准护岸，或局部不连续修做垛体；在堤防凹入部位与凸出段堤防平顺方向修做防护工程；将S形河势裁弯取直等。     

水库及河道整治对黄河下游游荡性河道河势演变的影响

研究了修建水库及河道整治对黄河下游白鹤镇至高村游荡性河道河势演变的影响，探讨了游荡性河道向弯曲性河道转化的可能性。认为经过水库调节后，进入下游的来沙量减少，洪峰削平及中水持续时间加长，有利于游荡性河道游荡程度的降低及向弯曲方向的发展；河道整治工程对于减小河道的摆动强度，稳定流路，促使河道由游荡向弯曲方向发展的作用是显著的。在小浪底水库下泄有利水沙条件下，若能利用现有的河道整治工程，并补充必要的河道整治措施，黄河下游游荡性河道有可能逐步转化为象高村至陶城铺河段那样的限制性弯曲河道。     

长期低含沙水流作用下黄河下游河势调整过程

小浪底水库运用以来长期下泄清水或低含沙水流,游荡性河道河势发生显著调整,研究其变化过程特征,对于深化认识游荡性河道演变规律并进行有效调控具有很大意义。依据2000—2015年的河势资料,对铁谢—高村游荡性河道的河势调整过程进行了分析,提出了应对河势变化的建议。结果表明:①在长期清水或低含沙水流作用下,游荡性河道的河势变化较大,河宽增大、心滩增多、河势较散乱、畸形河湾现象突出;②2000—2015年黄河下游河势调整具有明显的时空特征,前期河势以下挫为主,后期则以上提为主,且河势调整从上至下逐步演进;③对危及滩区群众安全的东安—桃花峪、三官庙—黑岗口、堡城—青庄河段,急需进行河道整治,对长期持续清水或低含沙水流作用下的河势新情况应给予高度重视,确保防洪安全。     

三峡工程蓄水后荆江河势变化及整治方案研究

三峡工程蓄水运用以来,荆江局部河段河势发生了新的变化,影响了长江航运。在以往工作基础上,根据实测资料分析了荆江河段的历史演变、近期演变及三峡工程蓄水运用以来的河道冲刷和崩岸等概况。根据数学模型计算结果,预估了荆江河段的河道变化趋势,提出了荆江河段河势控制的初步方案,对沙市河弯、公安河段、石首河弯及监利河弯提出了阶段性的初步治理设想,可为荆江河势演变研究和工程治理提供参考。     

河道调整研究现状及其对黄河下游游荡型河道调整的启示

系统梳理了河道调整研究现状,全面论述了与冲积河流调整相关的河相关系、不同边界下河道调整过程、冲积河流线性理论的研究现状及发展动态。新形势下黄河下游游荡型河道调整应重点研究水沙变化与有限控制边界对河道调整的耦合效应、河道断面自调整数理分析中断面形态假定、有限控制边界条件下游荡型河流主槽摆动幅度和频率等问题,这不仅有助于加深对游荡型河道河床演变规律的认识,而且对于河道调整趋势预测、河道整治等具有重要的理论意义。     

汉江杜家台河段河势演变及对策研究

河势演变关系着河道防洪安全,汉江杜家台河段自20世纪80年代以来,由于丹江口水库长期清水下泄,杜家台弯道切滩,河势发生了很大变化,滩岸崩塌、鱼咀冲刷、引渠淤积等险情直接影响着堤防及分洪工程的运用.针对汉江杜家台河段河势现状及影响,对河势演变进行了分析,提出了微调导控,遏制滩岸崩挫,恢复优良河势的工程措施,达到改善杜家台分洪工程安全运行的目的.     

浦东机场跑道工程江砂开采及对河道的影响

为满足浦东国际机场工程建设需要,从有利于河势和航运等角度出发,选择了长江口南槽江亚南沙南侧、九段沙保护区外侧的砂源区作为工程采砂区,并拟定采砂方案。采用delft 3D模型分析采砂前后工程区附近的流场变化。并从河势、防洪、水环境、通航、航道和生态等方面分析了采砂对长江口南槽河段的综合影响,论证采砂的可行性。通过分析得出采砂对长江口河道基本无影响。     

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。     

基于长序列的黄河下游游荡型河道河势演变

分析黄河下游游荡型河道河势的时空演变规律,为进一步认识黄河下游河道演变特征、开展河道整治提供理论支撑和实践价值。在系统收集、整理1960-2015年黄河下游游荡型河段典型断面的河势观测资料基础上,利用Mann-Kendall趋势检验和Fisher断点检验方法分析1960-2015年黄河下游游荡型河道典型断面多年平均河宽及主流线迁移速率变化情况。结果表明:近60年黄河下游游荡型河道在平面形态上呈藕节状分布,而其主流线调整速率的时空分布规律并不显著;黄河下游于店断面、禅房断面是平面藕节状分布的关键节点,将全河段划分为3段(第一段铁谢至于店断面,河宽均值为1 627m;第二段于店至禅房断面,河宽均值为1 477m;第三段禅房至高村断面,河宽均值为1 074m)。     

长江中下游河道崩岸整治及河势控制对策

长江中下游干流河道主长1 893 km，由于河道冲淤变化、堤防长年失修、以及上游建库拦沙作用等影响，导致河势变化复杂、局部河段崩岸严重、航道淤积阻塞等问题，对中下游防洪与航道安全以及沿岸经济社会发展造成严重的不利影响。1998年大洪水过后，由国家投资完成了以堤防加固为主的护岸工程建设，但由于规划中的后续综合整治工程尚未实施，不利于中下游河道综合治理工程总体效益的发挥。同时，受三峡等上游水库拦沙造成的清水下泄引起的河道冲刷与江湖水沙变化关系的影响，亟待加快后续规划项目的实施，通过加强工程措施与非工程措施，确保长江中下游河势稳定、防洪与航运安全，以及沿江地区经济社会的可持续发展。     

长江如皋沙群演变与整治

长江澄道河段上自江苏省江阴市黄山下至南通市东方红农场（对岸徐六泾），全长80余千米。如皋沙群位于澄通河段中上部，处于河口潮汐与径流交汇区。该段长江江面宽阔，宽度达10多千米，水流流路分岐多变，为典型的多汊型河段，其变化直接影响到下游河势的稳定，故称之为河段中下部的“龙头”，依据历史资料和近期情况，研究探讨其演变规律，总结整治经验及教训，提出了整治措施，以便控制河势向有利方向发展，为开发利用长江黄金水道创造条件。     

长江黄陵庙至南津关河段河势分析

随着通航、调度及生态方面需求的提高,对葛洲坝和三峡大坝两坝间河段进行新一轮治理已迫在眉睫。根据葛洲坝工程运行以来的实测资料,对该河段30余年来的河势变化进行了分析。分析表明:葛洲坝工程运行后至1983年,两坝间河段明显淤积,其后至1998年,淤积进程趋缓;1998年以后有一定的冲刷,尤其在2003年三峡工程运行以来,两坝间河段处于累积性的冲刷状态,冲刷部位主要以深槽为主,冲刷深度较大的河段主要发生在乐天溪深槽段和南津关深槽段,河段中部较为稳定;2008年后,冲刷幅度变小,个别年份甚至有回淤。30年来,河段先淤后冲,渐趋平衡,河势较为稳定;三峡工程运行后,两坝间冲淤与三峡工程下泄沙量关系并不明显,而受汛期来水影响较大,考虑到三峡水库仍将持续进行试验性蓄水,逐渐进入正常运行期,其中小洪水调度及汛期滞洪作用都将增强,洪水流量过程的调平在所难免,因此两坝间冲刷将不易发生,小幅淤积极为可能,总的河势及深槽大小、位置将相对稳定。     

分段整治实现游荡型河道整治的有机统一

在分析黄河游荡型河道形态和河床演变特点的基础上，结合河工模型试验结果，指出游荡型河道进一步整治需坚持继承和发展的观点，抓控制性工程建设的同时，要注意“节点工程”与“微弯型河道整治措施”相结合。根据游荡型河道形态，把河道分为若干小河段，实行整体整治与分段整治相结合，实现游荡型河道整治的有机统一。