黄河下游河道洪水冲淤与水沙搭配关系

本文总结了以往对黄河下游河道冲淤临界条件的研究情况 ;利用 1960～ 1999年 42 2场洪水资料分析了影响洪水冲淤的各种水沙因素 ,建立了黄河下游 4个河段洪水排沙比与综合水沙系数的关系 ,该水沙系数包括流量、含沙量、洪峰流量变幅、洪水沿程衰减系数、洪水历时等 5个因素 ;利用 4个河段的冲淤临界条件勾画出了 4个河段洪水冲淤调整与来水来沙搭配 (或组合 )之间的关系 ;该关系可为小浪底水库调度决策以及黄河下游治理提供参考。

黄河下游防洪减淤对洪水水沙搭配的要求

本文总结了以往对黄河下游河道冲淤临界条件的研究情况,分析了下游河道淤积严重的水沙搭配情况;利用1960～1999年422场洪水资料建立了黄河下游4个河段洪水排沙比与综合水沙与边界系数的关系,该系数包括流量、含沙量、洪峰流量变幅、洪水沿程衰减系数、洪水历时、平滩流量、前期累积淤积量等因素;利用4个河段的冲淤临界条件勾画出了4个河段洪水冲淤调整与来水来沙搭配之间的关系;该关系可为小浪底水库调度决策以及黄河下游治理提供参考。

水沙搭配评价指标研究综述

对水沙搭配的内涵、评价标准、评价指标等研究现状进行了总结,并分析了目前常用的评价指标的特点。认为:目前的评价指标还存在欠缺,且不能直接作为水利工程调节水沙的可操作指标;对于能够全面反映水沙搭配情况的综合指标或指标体系,还有待于今后进一步研究。

坡沟侵蚀水沙搭配关系的阶段性特征研究

坡沟系统是侵蚀产沙规律研究和水土保持生态治理的基本单元,研究坡沟系统侵蚀水沙搭配关系的时段特征,对于因地制宜适时布设水土保持措施具有重要意义。采取人工降雨模拟试验方法,分析了3种不同雨强下坡沟系统土壤侵蚀的产流产沙过程和侵蚀过程中水沙搭配关系的阶段性特征。结果表明:一定的下垫面条件下,在坡沟系统土壤侵蚀过程中存在雨强临界点,小于临界雨强时,产流产沙量随雨强的增大而急剧增大,雨强越大,侵蚀发育阶段进展越快,超过临界雨强时产流产沙量随雨强的增大和侵蚀发育的演进均有所减弱;雨量和雨强均为影响侵蚀产沙过程的重要因素,试验条件下,雨强对产流速率和产沙速率的作用系数分别是累计降雨量对其作用系数的2.1倍和2.2倍,说明雨强对产流产沙的影响更大;准浅沟侵蚀阶段的坡沟侵蚀水沙搭配关系明显不同于面蚀和细沟侵蚀阶段,同一径流量下,准浅沟侵蚀阶段的产沙量明显增大。

黄河小北干流冲淤与水沙响应关系分析

依据实测大断面资料,给出了1974年以来黄河小北干流不同时段、不同河段的沿程冲淤量,分析了2003年以来该河段持续冲刷的原因,并对不同水沙搭配组合与小北干流冲淤量的响应关系进行了分析。结果表明:①1974年三门峡水库采用蓄清排浑运用方式以来,黄河小北干流的冲淤变化主要受来水来沙条件影响,基本保持非汛期冲刷、汛期淤积的特点。2003—2016年受上游汛期来沙量大幅减小的影响,沿程各河段汛期淤积量明显减小,在非汛期冲刷量减小不多的情况下,运用年各河段均为持续冲刷。②汛期水沙搭配组合中含沙量对冲淤量的影响程度更显著,运用年内水沙搭配组合中含沙量和流量对冲淤量的影响程度相当。

黄河入海水沙情势变化分析

为探究气候变化与人类活动影响双重作用下黄河入海水沙新情势,基于1950-2018年利津站实测水沙资料,采用系列水文检验方法,从趋势性、变异性、年内分布和水沙搭配四个方面系统分析了黄河口来水来沙变化规律。研究发现,黄河口水沙情势变化显著,主要包括:黄河口水沙通量总体均呈显著减少趋势;水沙均在1985年前后发生变异,其变异时间与水库的修建和运行密切相关;水沙年内分布发生了变化,1950-1999年水沙大量入海集中在8-10月,年内分布不均匀度呈增大趋势,2000年以后主要集中于6-7月的调控期,年内分布不均匀度稍减;来沙系数2000年以前逐阶段增大,2000年后锐减至自然阶段水平,且最大水流挟沙力对应流量呈减小趋势。总体来看,黄河口来水来沙过程逐渐由自然模式转变为人为调控模式。

黄河下游河道输沙水量及计算方法研究

根据黄河下游1950年以来的水沙、河道冲淤及洪水观测资料,系统分析了黄河下游主要控制站输沙水量与来沙量、洪水量级、水沙搭配、区间引水引沙及河道允许淤积度等因子间的相互关系。在探讨泥沙输移规律和机理的基础上,引入水沙搭配参数,建立了适用于黄河下游主要控制站汛期及洪水期计算输沙水量的数学表达式,量化了水沙条件及河道允许淤积度变化对河道输沙水量的影响程度。该研究对维持黄河健康生命及黄河水资源的规划利用具有重要的理论和实际意义。

黄河下游河床演变三大基本问题的研究

断面极为宽浅，纵比降的塑造，以致河道严重淤积，是黄河下游河床演变的三大基本问题．黄河下游的主要特征是强烈游荡、严重淤积．这也是黄河一切灾难的主要原因．前者是断面太宽浅以及比降偏陡而直接引起的问题．河道形态由来水来沙搭配关系决定．水沙关系Ｑｓ＝ＫＱｍ的ｍ值小于２５的，属于大水来沙偏少而小水来沙偏多，滩地不易淤高而河槽易于淤浅，要形成多汊宽浅游荡性河流．反之，ｍ大于２５的则形成单股窄深蠕动性河流．黄河下游ｍ约为２，故成为强烈游荡的宽浅河道．后者则是河道输沙能力的形成问题，是由纵、横断面的配合决定的．泥沙输移的沿程淤积分选，大量细颗粒长远输送而于几千年前就造成了偏小的纵比降，与宽浅的断面配合而成的输沙能力远小于流域来沙量，是黄河严重淤积的原因．

河型成因研究及其应用

大水淤滩刷槽，小水淤槽，河性河型就在这对相互矛盾过程的相互交替、相互抵消、相互消长中形成、演化。前者导向好河，后者导向坏河。两者的强弱对比，就是河性河型差异的总根据。可用来水来沙关系的ｍ值来表达这种对比。ｍ＞２５的将形成单股窄深蠕动性河型，ｍ＜２５的则形成多汊宽浅游荡性河型。改变来水来沙关系的ｍ值，大水淤滩刷槽、小水淤槽过程的强弱对比也就改变，河性河型也要逐步改变。这就是调水调沙、改造河性的真谛。将宽浅游荡河段改造成较窄深稳定，以便修建兴利工程和整治工程；将强烈淤积的河段改造成通畅的淤积较轻的河段，以延长河道工程的使用年限；将无防洪困难的宽浅河段改造成更宽浅的坏河，能拦截大量来沙以利于下游河段的整治利用；水沙条件不易改造，而需加一些人工辅助的，如将分汊性河道改造成单股性河道，等等。

黄河下游不同峰型洪水对泥沙输移的影响

黄河下游在洪水过程中的泥沙输移效果与峰型、含沙浓度和泥沙组成等因素有关。本研究在假定洪水经水库调控前后水体的含沙量和泥沙组成都相差不大,仅改变洪水过程线形状的基础上,从洪水调控的基本原则出发,考虑到洪水调控后输沙能力变化、水库的可操作性及下游漫滩程度等综合因素的影响,从机理上探讨了不同类型洪水的输沙效果,得出洪水调控系数λ≥0.32后,水库调控后的平头峰(恒定流量)并不比未经调控的自然洪水过程输沙效果差的结论。研究成果对小浪底水库科学调控水沙过程有参考意义。

冲积河道冲淤临界流量的探讨

利用非饱和和输沙公式 ,首次提出了以悬移质为主的冲积河流中冲淤临界流量与水沙以及边界条件的一般关系。该关系表明 ,冲淤临界流量主要与含沙量成某一次方的比例关系 ,同时受水沙搭配关系以及边界条件的影响。

黄河口河道对小浪底水库运用的响应

利用黄河口实测水文泥沙及河道大断面资料,对比分析出小浪底水库运用后,黄河口来水来沙仍为枯水少沙,含沙量大幅降低,悬沙组成变粗,主要输沙流量级变大,水沙搭配变得相对有利,河床下切显著,利津-清7河段平均河底高程下降1m多,横断面变窄深,主槽过流面积和平滩流量显著增加。

渭河下游冲淤临界流量研究

利用非饱和输沙公式 ,探讨了以悬移质为主的冲积河流中冲淤临界流量与水沙以及边界条件的关系。该关系表明 ,冲淤临界流量主要与含沙量成某一次方的比例关系 ,同时受水沙搭配关系以及边界条件的影响。以渭河下游为例 。

黄河尾闾河道平滩流量变化对来水来沙的响应

通过分析1976年清水沟流路以来黄河河口尾闾河道冲淤变化及河槽萎缩特点,探讨了利津平滩流量变化对来水来沙及河口延伸的关系。结果表明:河口区平滩流量变化不仅与来水量、洪峰流量、水沙搭配系数、河口河长相关,而且与前期河床条件有关。给出了维持河口河道4 000 m3/s平滩流量需要的水量、洪峰流量及水沙搭配的定量关系以及河口延伸长度的限制条件,为河口尾闾河道的综合治理提供一定的参考。

黄河强烈游荡、严重淤积的原因

强烈游荡、严重淤积，是黄河下游河道的两个主要特征，也是黄河一切灾难的主要原因．前者是断面太宽浅而直接引起的问题，是由来水来沙搭配关系决定的．水沙关系的m值小于2．5的属于大水来沙偏少而小水来沙偏多，滩地不易淤高而河槽易于淤浅，形成多汊宽浅游荡性河流；反之，m大于2．5的则形成单股窄深蠕动性河流．黄河下游m约为2，故成为强烈游荡的宽浅河道．后者则是河道输沙能力的形成问题，是由纵横断面的配合决定的．黄河来水来沙搭配不良造成了宽浅的横断面；泥沙输移的沿程淤积分选，大量细颗粒长远输送而于几千年前就造成了偏小的纵比降；它们配合而成的输沙能力远小于流域来沙量，是黄河严重淤积的原因．

小浪底水库拦沙初期调控异重流方式初步研究

小浪底水库拦沙运用初期,黄河中游来的峰高、量小、沙多又不够一次调水调沙过程的洪水(在考虑水库前期可调水量之后)入库后一般会形成异重流,且出库沙量大、粒径细,因此水库应及时排出;但如果水沙搭配不好,也会使下游河道发生淤积,且呈现沿程均淤的特点;随着排沙期平均流量的增大,全下游淤积比不断减小,并可以由淤积转为冲刷。针对这类洪水,推荐以下游河道不淤积的关系式进行水沙调控,可以在水库适当补水的情况下实现下游河道少淤甚至不淤的排沙效果。

闹得海水库库区及下游河道的变化

多沙河流上的滞洪水库，能强烈改变水流泥沙过程、水沙搭配关系，将大水泥沙转化为小水泥沙，淤坏河槽，改变泥沙淤积部位，改变河道特性．

黄河调水调沙的巨大潜力——“黄河调水调沙的根据、效益和巨大潜力”之九

黄河调水调沙在防洪治河、减淤方面已发挥了很大作用,仍有巨大潜力:①塑造洪峰加大输沙能力,特别是扩大河槽;如果水量稍多,还有适当扩充的余地。②减少中小流量,避免冲刷后的回淤及"冲河南、淤山东",但800~2 000m3/s尚有减少的空间。③保证必要的平滩流量,不能单靠冲刷,要维持一定的洪峰;蓄水量稍丰时,适当扩大平滩流量是有可能的。④尽管黄河下游河道有多来多排及多淤的特性,但平衡输沙才是输沙能力最大的。当然,全部都按平衡输沙是不可能的,如何安排,是值得具体研究的。

从黄河“96·8”洪水谈泥沙优化调度的必要性

黄河"96.8"洪水洪峰流量不大,但黄河下游水位高、出险多、灾情重。其原因是主河槽淤积严重,不仅与长期淤积抬高有关,尤其与当年洪水前期的小流量高含沙来水造成主河槽淤积关系密切。提出应开展泥沙的场次洪水和年际间的优化调度,综合考虑水库与河道的泥沙冲淤情况,通过水库的水沙联合优化调度,塑造理想的洪水与泥沙过程,避免出现小水大沙和大水小沙现象,充分利用水流的输沙能力和淤滩刷槽的特点,实现洪水的减淤效益最大化。

汉江中游河段来水来沙条件复杂变化分析

丹江口水库蓄水和南水北调中线调水,引起了枢纽下游河段水沙条件复杂变化。依据多年实测水沙资料,统计分析了蓄水后及调水后汉江中游河段水沙条件的复杂变化特点,结果表明:蓄水后,径流过程离散度趋势性减小,中水历时增加,枯水历时减小;调水后径流过程离散度继续减小,但中水历时减小,枯水历时增加,呈现"长低水历时"特点。蓄水后水沙搭配平衡度降低,水流挟沙不饱和度显著升高,汛期水沙搭配平衡度下降更快,且已接近非汛期,调水后继续减小。蓄水后中、枯水流量下水位变化率增加,水位变化率-流量关系曲线拐点右移,漫滩流量呈上升态势,反映出断面主槽向窄深方向发展。径流过程离散度降低、洪枯比减小将有利于降低河道的游荡性。