黄河内蒙古段造床流量变化及其影响因素

造床流量是反映河床冲淤的表征指标,也是河道整治的主要参数。基于1960—2019年实测数据,运用改进马卡维耶夫法、平滩水位法、地貌功法,计算并分析了石嘴山、巴彦高勒、三湖河口、头道拐水文站造床流量。结果表明:时间上,1960—1989年、2010—2019年造床流量为2100~3540 m^(3)/s,中水河槽冲刷,1990—2009年造床流量为740~1300 m^(3)/s,河槽淤积萎缩严重;空间上,造床流量呈现上站大于下站的特点;造床流量受来水量影响较大,在汛期水量低于105亿m 3的情况下,可以通过刘家峡、龙羊峡、海勃湾水库三库联调适当增大汛期来水量,强化黄河内蒙古段造床作用。研究结果显示改进马卡维耶夫法物理意义明确,计算结果相对合理,可为冲积性河流造床流量确定及黄河内蒙古段河道治理提供参考。

黄河内蒙古河段河床演变特征分析

针对近年来黄河内蒙古河段河槽淤积萎缩严重,防洪、防凌形势严峻的状况,从不同方面综合分析了巴彦高勒-头道拐河段河床冲淤演变特征。通过同流量水位变化分析了不同时期、不同水沙条件下各河段主槽冲淤变化,总体具有汛期冲刷非汛期淤积的特点,而汛期冲淤变化取决于洪水期的变化;依据输沙量法分析了内蒙古河段冲淤变化特点,进一步指出了不同河段淤积的原因;从不同时段河床形态的调整,揭示了河床冲淤随水沙变化而调整的规律;指出了不利的水沙条件是内蒙古河段主槽淤积萎缩、排洪能力大幅度降低的根本原因。

黄河下游河道平滩流量与造床流量的变化过程研究

采用黄河下游各水文站1950-2003年实测资料,系统分析了过去50多年间黄河下游平滩流量和造床流量的变化过程及其与花园口来水量的响应关系,分析表明在过去50多年间黄河下游平滩流量和造床流量总体上呈逐渐减小的趋势,其数值随花园口来水量的丰枯而变化,花园口来水量大,造床流量就大,造床能力就强,塑造的主河槽的平滩流量也大。文中给出了平滩流量与造床流量的响应关系,通过造床流量和平滩流量的比较,指出黄河下游造床流量小于平滩流量,过去50多年间水流塑造河床的能力小于主河槽当时的过流能力,黄河下游主河槽萎缩是河道演变响应来水变化的必然结果。研究结果进一步表明,通过小浪底水库调整进入下游的来水过程,增大河道的造床流量,进而增大河道的过洪能力是治理河道萎缩的重要措施之一。

淮河蚌埠以下河道疏浚对降低洪水位的可行性及长效性研究

目前淮河中游洪涝灾害仍然严重,为了减轻灾害损失,迫切需要找到更加有效的治理措施。疏浚虽然是一种常用河道治理措施,可以理顺河势,降低洪水位,但是由于担心疏浚后回淤,效果不能维持,一直没有作为主要措施在淮河治理中使用。为此,首先从研究淮河中游河道演变规律出发,量化第二造床流量,揭示第二造床流量与平滩流量关系的机理,探寻淮河治理的新方法,为采用河道大规模疏浚来降低洪水位提供理论依据。然后采用非均匀不平衡输沙数学模型就上段疏浚、下段疏浚以及全河段疏浚对降低淮河干流洪水位的效果以及长期维持情况进行了计算研究。研究结果表明,长距离河道疏浚不仅能够大幅度地降低干流河道的洪水位,而且不会发生明显回淤,疏浚效果可以长期保留,为淮河的洪涝灾害治理提供了新思路和新措施。

小浪底水库运用后黄河下游河床调整规律

小浪底水库的运用改变了坝下游的水沙条件,引起了黄河下游河道的再造床过程,给防洪及滩地利用等带来了一系列影响。利用黄河下游1999—2015年水沙及断面地形等实测资料,分析了近期黄河下游河床的调整过程及特点:1进入下游河道的年均沙量仅为0.88亿t,累计河床冲刷量达18.7亿m3,其中游荡段冲刷量占总冲刷量的72%,在冲刷过程中河道纵比降变化不大,河床粗化较为明显,床沙中值粒径由建库前的0.06 mm增大到水库运用后的0.15 mm;2河床断面形态调整较为显著,下游各河段调整均表现为向窄深方向发展,其中游荡段主槽展宽较为明显,平滩河宽由1999年的943 m增大到2015年的1 275 m,过渡段及弯曲段的平滩河宽调整较小,此外各河段平滩流量也显著增大,游荡段、过渡段、弯曲段平滩流量分别由1999年汛后的3 229、2 339、3 080 m3/s增大到2015年汛后的7 126、4 864、4 721m3/s;3河床平面形态总体保持稳定,各河段深泓摆动幅度均有所下降,其中游荡段的年平均深泓摆动幅度由建库前的234 m降低到水库运用后的123 m;4河段尺度的平滩河槽形态参数(如平滩河宽、平滩水深、平滩面积、平滩流量)及深泓摆动强度与水库运用后前4 a平均的水流冲刷强度密切相关。

黄河下游第二造床流量研究--“黄河下游调水调沙的根据、效益和巨大潜力”之四

首先分析了水流塑造横剖面的机理。指出冲积河道洪水期间的冲刷是塑造横剖面的关键因素，并用长江荆江段观音寺水文站与监利水文站洪水期横断面变化资料予以说明，进而提出了第二造床流量的概念，即塑造河道横剖面的代表流量。利用两种挟沙能力公式，分剐计算了黄河下游4个水文站历年的第二造床流量，两者结果差别很小。平滩流量是第二造床流量的滞后表现，在径流量处于减少的趋势下，平滩流量滞后于第二造床流量，故后者要小于前者。资料分析表明：最大5d平均流量与第二造床流量关系密切，后者主要取决于洪峰，5～10d调水调沙期间的平均流量就是第二造床流量。平滩流量与第二造床流量的差剐，往往通过冲淤来表现；由第二造床流量和冲淤量推算的平滩流量与实际平滩流量也很相近。

维持黄河下游主槽不萎缩的塑槽需水量

以滑动平均水量和滑动平均沙量为参数,建立了黄河下游汛期塑槽需水量的计算公式,包括上限需水量和下限需水量,构成塑槽需水量的变化区间。以平滩流量4000m3/s为例,在三黑小汛期来沙量8亿t时,汛期需水量区间为166～202亿m3。资料分析和公式计算均表明,汛期塑槽需水量与汛期来沙量及平滩流量均成正比关系,反映了来沙量对塑槽需水量的影响。考虑到平滩流量是连续4年汛期水沙条件累积作用的结果,对于给定平滩流量,不能只看当年汛期来水来沙量的大小,关键要看包括当年在内的前期连续4年滑动平均汛期水量的大小,允许个别年份的来水量小于平均值。

论黄河调水调沙

首先从7个方面论述了黄河调水调沙的理论根据和实践基础,包括黄河下游输沙能力表达、堆积性与洪峰期间的巨大输沙能力、河道的游荡多变与平衡趋向性、"多来多排"的根据及利用、"冲河南(段),淤山东(段)"及其相反、第二造床流量与平滩流量、下游排沙比与水库排沙比关系以及拦粗排细等.接着,根据6年来调水调沙的实践,阐述了5个方面的主要效益:加大了入海沙量;降低了洪水位;扩大了主槽和加大了平滩流量;增加了山东河段冲刷比例,没有发生"冲河南(段),淤山东(段)";改善了小浪底水库变动回水区淤积部位,促进了异重流和浑水水库排出.尤其是加大了平滩流量,其最小值从1800m3/s加大到3500m3/s.利用调水调沙,大幅度改善了900km的河道,这在世界治河史上是创举.最后,分析了黄河调水调沙的巨大潜力,若能充分发挥,有可能利用75%的来水,排走全部来沙.

新桥水库工程泥沙设计中的几个问题

实践经验表明，水库工程泥沙设计的关键在于合理确定泄洪排沙洞的进口高程、洞径及其平面位置。本文对陕北红柳河流域新桥水库泄洪排沙洞设计中的几个关键性问题进行了探讨，并给出了适合北方多沙河流上中小型水库泄洪排沙洞泄流曲线的计算方法。

黄河调水调沙的效益——“黄河调水调沙的根据、效益和巨大潜力”之八

2002-2006年黄河调水调沙的效益主要表现在：①加大了入海泥沙,使下游含沙量加大73.3%,达到了三门峡水库初期运用冲刷的水平。②冲刷降低了洪水水位。下游河道总冲刷量13.23亿t,仅及三门峡水库初期运用冲刷量的57.2%,而3000 m^3/s水位降低在高村以上相近,在艾山以下小浪底运用的水位降低明显好于三门峡初期运用的。特别是利津,前者水位下降1.00 m,后者抬高0.01 m。③进入下游河道流量在2500 m^3/s以上,保证了全河冲刷;同时尽可能避免了中、小流量,未出现山东河段的回淤,从而使全河造床流量均匀加大。④不仅消除了小浪底工程论证和初设阶段对＂冲黄河、淤山东＂的担心,而且使山东河段冲刷比例增加。较之三门峡水库运用初期艾山至利津的冲刷量及冲刷比例,均有明显增加。当然,调水调沙的最根本效益,是利用水动力普遍扩大了主槽,使平滩流量增加1800-2000m^3/s,改善了近900 km的河道,流量在1800-4000 m^3/s时洪水不上滩,产生了巨大的防洪效益,这在世界治河史上是没有的。