黄河下游漫滩洪水滩槽分流比变化及其影响因素分析

采用实测资料分析的方法,研究了黄河下游漫滩洪水滩槽分流比变化及其影响因素。研究结果表明:花园口4次漫滩洪水滩槽分流比均值为0.18,说明主槽是黄河下游泄洪排沙的主体;黄河下游上宽下窄,滩槽分流比沿程变大。1986年后,下游河道萎缩,平滩流量下降,滩槽分流比增大;2000年后,下游河道冲刷,平滩流量增大,滩槽分流比减小。滩槽分流比随滩槽糙率比的增大而减小,随滩槽水面宽度比、滩槽水深比的增大而增大。提高主槽过流能力,必须采用综合治理措施维护下游主槽适宜规模的平滩流量;提高滩地过流能力,必须降低人类活动对滩地的影响,给滩地留有足够的行洪空间,确保全断面行洪安全。

黄河下游漫滩洪水冲淤规律

滩地的淤积层分布记录着以往漫滩洪水的特征,即反映漫滩洪水的量级、频率和持续时间等,同时河漫滩也是预估河流泥沙、洪水灾害防治和湿地生态系统保护等的重要组成部分。根据黄河下游水文年鉴资料,分析滩地的淤积与漫滩洪水的定量关系,为未来河流泥沙预估提供依据。经分析得到大漫滩洪水在来沙系数S/Q<0.030kg·s/m6时,主槽冲刷而滩地淤积,反之则滩槽同淤。当S/Q<0.030 kg·s/m6时,大漫滩洪水滩地的淤积量主要与漫滩系数Qmax/Qp、上滩水量W0和含沙量S有关;大漫滩洪水的主槽冲刷量则除了与洪水期水量W和沙量Ws有关外,还与滩地的淤积量有关。一般漫滩洪水,当来沙系数S/Q<0.023 kg·s/m6时,主槽冲刷而滩地淤积,反之则滩槽同淤。一般漫滩洪水主槽冲刷量与来沙系数S/Q和洪水期水量W有关,而滩地淤积量仅与含沙量S有关。黄河下游漫滩洪水滩地的淤积和主槽的冲刷主要发生在孙口以上河段,而孙口以下河段主槽冲刷和滩地淤积量均较少。

漫滩洪水在西安泾渭滨河湿地水文条件恢复中的作用

利用MODFLOW模型,模拟分析了漫滩洪水对西安泾渭湿地水文条件的影响。研究结果表明:漫滩洪水补给泾渭滨河湿地地下水的作用十分明显,是维持泾渭滨河湿地水文条件的主要水源补给方式;没有漫滩洪水时,渭河河道内水位的涨落对泾渭滨河湿地地下水动态的影响范围很小,仅仅依靠渭河与泾渭滨河湿地的地下水文联系,不足以用来恢复大范围的泾渭滨河湿地。同时,漫滩洪水对距河道300m以外的滨河湿地水文影响最为重要,是其它天然补给途径不能代替的。因此,漫滩洪水是泾渭湿地水文得以维持的主要动力,洪水资源化利用将是恢复该湿地水文条件的重要途径。

黄河下游宽河段漫滩洪水作用初析

通过实测资料分析,阐明黄河下游宽河道在持续萎缩的情况下漫滩洪水仍具有较强的淤滩刷槽的行洪特点,指出漫滩洪水造成的滩地淤积主要来自于滩槽水流泥沙的横向交换。通过2002年的调水调沙试验,验证了漫滩洪水可有效增加平滩流量的认识,建议在下游泥沙还没有得到有效控制的情况下允许洪水在一定范围内漫滩,这样从长远来看对防洪是有利的。

黄河漫滩洪水滩槽水沙交换模式研究

根据黄河下游漫滩洪水演进的特点,分析了滩槽水沙交换的基本模式和淤滩刷槽机理。结果表明:①滩槽水沙交换分为条形滩区交换模式和三角形滩区交换模式两种;②滩地淤积比与漫滩系数呈正相关关系,减少来沙量和增大洪峰流量皆可获得较好的淤滩刷槽效果。

黄河下游不同峰型非漫滩洪水冲刷效率分析

黄河调水调沙已进行多年,下游河道排洪冲刷效率显著提高。相同水量、相同平滩流量条件下,小浪底水库塑造不同的洪水过程,其相应的输沙效果也不同。在分析现有洪水过程概化方法的基础上,提出了利用不同标准差的正态分布曲线概化洪水过程的方法。在假定洪水过程中含沙量和泥沙组成变化不大的基础上,通过理论分析结合数学模型计算,提出了有利于下游河槽塑造的调水调沙峰型,即在小浪底水库调水调沙期间,若限制洪水不漫滩且水量相同,则应尽量调成大流量占比例较大的平头峰,以提高洪水冲刷效率。

黄河下游漫滩洪水淤滩刷槽试验研究

利用"82.8"型不同量级漫滩洪水,进行了黄河下游漫滩洪水淤滩刷槽系列模型试验,结果表明:①漫滩洪水淤滩与刷槽之间有必然联系,滩地淤积量与主槽的冲刷量呈正相关关系,在同等水量、沙量条件下,滩槽冲淤量随洪峰流量的增大而明显增大;②不同量级洪水漫滩后,嫩滩的淤积量随洪峰流量的增大变化不大,二滩的淤积量随洪峰流量的增大而明显增大;③滩槽交换分三角形滩区交换和条形滩区交换,洪水过程中前者交换的频率大、时间短,后者交换的频率小、时间长;④上滩挟沙水流在运行过程中,具有明显的含沙量衰减及粒径分选作用,泥沙粒径分选细化的程度与含沙量衰减率呈正比,较大洪峰流量的上滩水流在三角形滩区上含沙量衰减率较大,较小洪峰流量的上滩水流在条形滩区上含沙量衰减率较大。

黄河下游漫滩洪水淤滩刷槽及淹没风险研究

黄河下游漫滩洪水具有较强的塑槽作用,同时存在较大的淹没风险.通过实测资料分析、实体模型试验和数学模型计算,对黄河下游大漫滩洪水淤滩刷槽作用及淹没风险进行了初步探讨.研究表明：对于漫滩系数大于1.5 的实测大漫滩洪水,主槽冲刷量一般是滩地淤积量的0.35～0.80 倍.在漫滩系数小于2.5 时,主槽冲刷量增加不明显,但滩区淹没面积及淹没损失增加显著;在漫滩系数大于2.5 时主槽冲刷量明显增大,其滩地淹没面积达到最大,淹没损失增加缓慢.

黄河下游漫滩洪水的淤滩刷槽作用

淤滩刷槽是指多沙河流发生漫滩洪水时出现的滩地淤积、主槽冲刷(或少淤)的现象,为多沙河流的主要特征之一。以黄河下游河道为对象,利用实测洪水资料,对漫滩洪水的滩槽水沙交换、主槽断面形态改善及其对滩槽冲淤的影响进行了研究。滩槽水沙交换及其引起的主槽断面形态改善是造成漫滩洪水淤滩刷槽的主要原因。淤滩刷槽可减少河道的总淤积量,并可改善河道的横断面形态。当漫滩洪水来沙系数小于0.012 kg·s/m^6及洪水漫滩系数大于1.5时,淤滩刷槽作用明显。为减少主槽及河道的淤积,其可作为漫滩洪水调度的调控指标。

黄河高村、孙口站漫滩洪水高水延长方法的研究

利用1934年～1996年高村、孙口两站的4次特大漫滩洪水资料，建立了高水平均水深H～动床阻力修正系数K＝V／H2／3暂定名的相关线，用主槽、滩地实测水深或由汛前大断面图查得平均水深求得相应流量，作出高水估报曲线，对洪水测报有参考价值，经精度检验，可在生产中应用。

花园口—孙口河段漫滩洪水演进特征分析

分析了黄河下游花园口—孙口河段漫滩大洪水演进中洪峰峰型、洪峰传播速度、削峰率、洪水位等的变化情况,结果表明:①当花园口洪峰流量大于9 500 m3/s后,花园口—夹河滩、夹河滩—高村和高村—孙口3个河段的洪峰传播速度呈逐渐减缓的趋势;②大洪水时,各河段削峰率随着花园口站洪峰流量的增大而略有增大,花园口—夹河滩、夹河滩—高村、高村—孙口河段每百公里削峰率的平均值分别为6.4%、6.7%和8.2%。

黄河下游漫滩洪水调控模式研究

针对漫滩洪水特性提出了改善黄河下游"二级悬河"的方案,应用动床模型试验对改善方案进行了模拟研究。结果显示:控制漫滩可以有效的减缓"二级悬河"的发展,加大主槽累计冲刷量,减小滩区淹没面积及改善河道横比降。如果黄河下游遭遇大漫滩洪水,可以在控制漫滩条件下排放最大洪峰流量不超过10 000 m3/s的过程洪水。

黄河山东段典型漫滩洪水来源、演进特性及近年河道冲淤变化分析

黄河下游山东段河道是典型的二级悬河,威胁堤防安全的洪水是漫滩洪水。本文分析了建国后发生在黄河下游的"58.7"、"82.8"、"76.8"和"96.8"四场典型漫滩洪水的来源、组成及在山东段的运行特性,特别是"96.8"洪水揭示的新特性;分析了山东黄河近十年河道冲淤变化情况和主槽河道输水输沙能力的变化。提出了及时了解上游雨、水情,科学分析洪水来源及组成,结合现行河道边界条件、漫滩洪水运行规律,分析预判可能洪水的演进特性,是做好洪水预报测报重要技术参考。

漫滩洪水水沙输移的数学模型及其初步验证

本文初步提出了天然冲积河流滩槽泥沙交换的三种模式,分析了入滩含沙量与主槽含沙量的关系,以非均匀泥沙上扬模式为基础,建立了漫滩洪水的一维扩散方程。针对天然河流滩槽流线长度不同的情况,对以往的一维水流连续与运动方程进行了修正。以此为基础利用黄河下游实测资料进行了验证计算,结果表明,计算结果与实测符合较好。

渭河华县段漫滩洪水变异特征及其生态效用探析

以渭河华县段漫滩洪水为研究对象,首先运用ToB(Top of Bank)方法确定不同历史大断面下的河道漫滩水位,采用水位流速法计算并统计渭河华县段1965-2010年间漫滩洪水发生的次数、淹没持续时间及漫滩期最大流量,并进一步分析其演变趋势。其次,以漫滩洪水发生次数和淹没持续时间为评估指标,应用变化范围法(RVA)对漫滩洪水的变异程度进行评估,从侧面探讨漫滩洪水变化对滨河生态系统的潜在影响。计算结果显示,渭河华县段1965-2010年间累计发生漫滩洪水34次,年均仅0.74次,且漫滩洪水次数、淹没持续时间、漫滩最大流量在时域上均呈显著下降趋势。尤其是20世纪90年代以后,受来水量减少和渭河下游泥沙淤积的共同影响,漫滩洪水多为小流量洪水,较以前其流速和流量都有所减弱,生态效果有限。而RVA评价结果则表明渭河华县段漫滩洪水的淹没次数和持续时间两个指标均发生了高度变异,缩减严重,对滨河生态环境有较大的潜在威胁。建议管理部门制定相应措施,适时人造漫滩洪水,以保障滨河湿地、滩地的生态平衡与安全。

黄河下游漫滩洪水含沙量和级配变化研究

通过模型试验,研究了黄河下游夹河滩到高村断面河段漫滩洪水含沙量及颗粒级配的沿程变化规律。结果表明:(1)各种流量条件下,主槽含沙量沿程增大,但差别较大。(2)漫滩挟沙水流在滩区含沙量沿程衰减,在生产堤内及滩面衰减幅度较大,在二滩衰减幅度较小;同时,漫滩挟沙水流中的泥沙颗粒在落淤过程中有明显的分选作用。(3)二滩沿程含沙量衰减率与大河洪峰流量有关,流量越小,含沙量衰减越快。

不同水沙条件下弯道河床冲淤与漫滩洪水特性研究

弯曲河道水沙动力特性较顺直河道更加复杂,洪水流量与来沙条件变化改变弯道河床冲淤演变规律,影响漫滩洪水各项特性。本文开展了弯曲河道水槽模型试验,测量了不同水沙条件下弯道水面超高、河床地形、弯道水位和滩槽纵向流速,探究了水沙条件变化对弯曲河道河床冲淤演变和漫滩洪水特性的影响。对比了兰运长公式、张红武公式和毛佩郁公式对弯道水面横向超高的计算结果,发现兰运长公式具有更高的计算精度,该公式能更好地预测河床冲淤稳定后弯道最大水面超高。水流未漫滩时,泥沙补给变化对河床冲淤演变的影响较小,这是因为大部分补给泥沙沉积在上游顺直河段或被输运至弯道下游,仅有少量补给泥沙淤积在弯曲河段。洪水漫滩后,更多上游补给泥沙被输运至弯曲河段淤高河床。随着泥沙补给增大,弯曲河道主槽泥沙淤积量增大,河床小幅淤高,但对弯道水位和边滩流速的影响较小;洪水流量增大后,弯道水位和边滩水流流速显著增加;这表明洪水流量是影响弯道水位与边滩水流流速的主要因素,上游泥沙补给则是次要因素。对于洪水漫滩工况,90°弯道凹岸中断面附近(30°~60°)边滩水流流速相对弯道主槽和上游来流流速显著增大,其流速最大值出现在弯道50°断面,约为上游来流流速的1.3倍。研究成果对弯曲河道防洪减灾有重要意义。

渭河中下游漫滩洪水补充河道生态用水浅析

寻求在水库、灌区、水电站等常规水量调度方式之外补充河道生态用水的新途径,改善渭河中下游水环境现状,在渭河中下游主要控制站生态缺水量分析的基础上,对各站1961-2010年共50年的漫滩洪水进行统计及洪量计算,探讨漫滩洪水补充河道生态用水的方案。结果表明:渭河中下游漫滩洪水发生的频率较高,且水量非常可观,利用现有可用低洼地蓄滞漫滩洪水对河道生态用水有一定的补充作用,可将漫滩洪水作为河道生态用水的一种非常规水源进行利用。

黄河下游漫滩洪水演进模式及“96·8”洪水演进特点分析

在系统分析实测资料和洪水期间航片资料的基础上,概化了黄河下游不同时期漫滩洪水演进模式,初步揭示了中常洪水演进特点及发生机理,指出滩区行洪及滞洪条件的改变是"96·8"洪水传播时间增长、洪峰沿程变形剧烈的主要原因,洪峰变形及传播时间增长主要发生在具有广阔滩地的夹河滩至艾山河段。

漫滩洪水悬移质输移的探讨

本文对天然冲积河流滩地与河槽的平面形态进行了概化,分析了入滩含沙量与河槽含沙量的关系,提出了滩槽泥沙交换的两种模式,并以非均匀沙床沙上扬规律为基础,导出了漫滩洪水河槽非均匀悬移质含沙量的微分方程,对方程解进行了分析和讨论.以此为基础建立了漫滩洪水悬移质输移的计算方法,验证结果表明,计算成果与实测符合较好.