潼关高程的演变特性及成因分析

三门峡水库蓄清排浑运用以来,潼关高程演变的基本规律是非汛期淤积升高、汛期冲刷下降,常出现连续数年的不断升高或持续下降过程,其总的变化趋势是淤积升高的。潼关高程这一演变特性是来水来沙、水库运用及相邻河段的河道变迁等因素综合影响的结果,是潼关河段对来水来沙条件和水库运用的响应。通过分析潼关高程变化与水沙条件、水库运用、相邻河段的冲淤变化等因素的关系,建立了汛期潼关高程变化与各因素间的关系式,并进行了实例验证。     

黄河口演变与流路稳定综合治理研究

简要回顾了黄河口演变与治理研究现状,结合黄河口面临的入海水量锐减、单一流路长期行河和小浪底水库的调节运用等新情势,提出在流路演变、岸线变化、关键技术和方案措施方面的近期研究目标。重点突破四大关键科学技术问题——尾闾河道出汊机制、海岸形态对陆海动力响应、河口流路演变多时空尺度混合模拟和河口流路水沙调配。明确六方面研究内容——黄河口尾闾出汊的孕育过程及触发机制、黄河口流路演变过程的动力机制及流路稳定的指标体系、黄河三角洲海岸演变过程与动力机制、黄河口演变的多时空尺度混合模拟技术、清水沟流路水沙通量调配技术与示范、稳定百年的黄河口入海流路方案与治理措施等。项目成果可以为黄河口综合治理和黄河三角洲高效生态经济区建设提供技术支撑。     

不同时期黄河下游河道泥沙沉积与纵横断面调整

黄河以水少沙多而著称于世。泥沙沉积受制于水沙条件的变化和河道边界的约束。堤防的约束在防御洪水泛滥的同时,使得河道沉积速率明显加大。纵、横断面随水沙条件的变化而调整,河道边界的约束使得主流趋于稳定的同时,带来主槽沉积速率大于滩地,局部河段“二级悬河”发展严重。目前下游河道萎缩是一定水沙条件下的产物,遇到有利水沙,断面仍会发生相应调整,主槽萎缩的局面会得到改善,下游河道的过洪能力会逐步提高。     

黄河下游主槽恢复目标研究

维持黄河下游主槽断面良好的形态和大小对保障河道的排洪输沙功能至关重要,而平滩流量是一个能够综合反映主槽形态和大小的指示性因子.本文利用实测水文数据,分析了非漫滩情况下流量-流速关系,认为在非漫滩情况下,尽管平滩流量越大,洪水输沙效率越高,但当平滩流量大于5 000～5 500m3/s后,其单位水量的输沙能力增加甚微;而且,从与未来洪水相适应角度,下游平滩流量也不宜大于5 000m3/s,否则将降低其输沙效率.文章还分析了不同平滩流量对排泄设防大洪水的影响,认为平滩流量达4 000m3/s以上才可基本满足防御大洪水的要求,应作为平滩流量下限.基于此,文章建议将"平滩流量4 000～5 000m3/s作为黄河下游健康主槽的标准.进一步分析了下游汛期水量与主槽的响应关系,认为小浪底水库拦沙期结束前下游平滩流量恢复目标宜为4 000m3/s左右.     

黄河冲积性河段洪水塑槽机理初步研究

主槽断面的塑造过程是洪水动力克服河床阻力做功的过程,洪水对主槽的塑造作用来自洪水造床动力与河床阻力之对比。在非漫滩情况下,主槽的塑造机理可简化为断面变化量与洪水动力的关系。就塑造黄河下游一定断面的主槽而言,所需洪水动力特征值W^0.32Q^0.37是一定的,若流量较大,则需要的洪量可减少;要使某场洪水具有冲刷主槽的作用,其洪水动力特征值W^0.32Q^0.37应大于41。并非所有的漫滩洪水都具有淤滩刷槽作用,研究认为,对中低含沙洪水,只要当洪水流星达平滩流量的1．5倍以上,黄河主槽才出现明显冲刷。     

用全沙观点研究黄河泥沙问题

黄河现行的输沙率测验存在系统误差，漏测及计算方法引起的沙量误差虽然占全沙量的百分数较小，但在水库及下游河道的冲淤演变中所起的作用却不能忽视，采用Einstein全沙的概念，对实测输沙率进行修正后，用沙量平衡法计算的冲淤量与断面法计算的冲淤量基本一致，改正后的输沙率可作为全沙输沙用于黄河泥沙问题的研究。     

潼关高程及三门峡水库运用方式问题探讨

作者对潼关高程从三门峡水库“蓄清排浑”运用以来的变化进行了分析，指出潼关高程近年来不断上升的主要原因是由于汛期来水量大幅度减少所致。要控制和降低潼关高程，必须调整三门峡水库的运用方式来适应新的来水来沙条件。建议非汛期最高运用水位控制在316～318，汛期敞泄排沙流量减小到l000～1500m^3／s，桃汛起调水位313m，6月上旬运用水位降至310m。     

射流冲刷试验及其在黄河潼关河段的应用

为解决黄河潼关河段射流清淤工程有关技术问题，分析其冲沙效果，利用室内水槽进行了静水、动水条件下射流冲刷试验．试验采用容重为0.0215N／cm^3、孔隙率为0．61的粉煤灰．根据水槽试验研究，提出了能较好反映不同粘性床沙的射流冲刷坑尺寸的射流能力指标F0^0.6(d／D)^-0．19，并建立了冲刷坑尺寸与F0^0.6(d／D)^-0.19的关系；同时在潼关河段进行了现场试验，研究了喷嘴距床面的最优高度。提出喷嘴距床面的最优高度在0．7m左右．并初步分析了潼关河段的射流冲刷效果，射流冲刷后，含沙量明显增加；通过5年的清淤实践，平均每年射流清淤可使潼关高程在汛期降低0．15m左右.     

Einstein推移质公式的改进研究

很多学者对Ｅｉｎｓｔｅｉｎ推移公式建立过程中的冲刷概率，泥沙无因次单步运行蹁和泥沙交换时间等方面进行了深入研究与改进，并得到了改进后的推移质输沙率公式。     

射流清淤对提高潼关河段输沙能力的作用

根据水流输沙机理及潼关河段射流清淤的野外试验资料,分析了影响潼关河段输沙能力的因素及射流船的射流冲刷效果,并初步计算了射流清淤对提高输沙能力的作用。研究认为,潼关河段的射流清淤,一方面通过射流装置冲起大量泥沙,提高了水流的含沙量,另一方面改善了清淤河段的河槽形态,使之趋于窄深,从而提高了河道输沙能力。初步结果表明,射流清淤使河道增加的输沙量是射流冲起泥沙量的1．6倍左右。