黄河潼关河段清淤研究

影响潼关高程的主要因素有来水来沙条件、上下游河段冲淤状况和坝前运用水位，其中来水来沙条件起着主导作用。潼关高程的变化受下邻河段（黄淤３６～４１断面）冲淤的影响要大于上邻河段（黄淤４１～４５断面）。减少三门峡水库非汛期高水位的运用对减缓非汛期潼关高程的抬升起着重要作用。清淤河段选在黄淤３０断面以上，重点在黄淤３６～４１断面。清淤时间分为桃汛期和汛期两个时段。清淤对潼关高程的上升趋势起到了一定的抑制作用。

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 0 021 5N/cm3、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 60 (d/D)-0 19,并建立了冲刷坑尺寸与F0 60 (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.

潼关河段射流清淤方案设计

潼关河段清淤的目的是要改善潼关高程,其原则是:因势利导,疏通流路,理顺河势,集中水流,调整局部比降,提高水流输沙能力。通过对三门峡水库淤积特性等进行分析,最终选定黄淤36～41河段进行清淤。为使清淤作业能达到最佳效果,确定的清淤时机为:桃汛期,3月中旬到4月上旬;汛期,6月中旬至10月中旬。同时,对清淤作业的方法进行了阐述。

“揭河底”冲刷期龙门—潼关河段的水沙响应

在分析黄河龙门站、潼关站历年高含沙洪水的基础上,建立了"揭河底"冲刷期潼关站汛期水沙量、洪峰期3 d水沙量、洪峰、沙峰以及洪峰时段泥沙粒径等与龙门站的响应关系。结果表明:龙门—潼关汛期水量响应关系较好,汛期沙量出现明显衰减,高含沙洪水的沙量减幅大于一般含沙量洪水的;潼关站洪峰期3 d水、沙量均小于龙门站的,"揭河底"洪水的3 d水沙量大于没有发生"揭河底"洪水的;对于一场高含沙洪水过程,流量和含沙量沿程均会衰减,发生长距离"揭河底"冲刷洪水的减幅要小于没有发生"揭河底"冲刷洪水的;近年来发生的局部"揭河底"冲刷洪水含沙量的沿程减幅明显增大,潼关站洪峰期泥沙的中值粒径多小于龙门站的,而发生长距离"揭河底"冲刷的洪水泥沙粒径细化程度较低,这对三门峡库区和黄河下游河道的冲淤非常不利。

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。

黄河吴堡-潼关河段洪水传播时间的沿程分布

黄河中游洪水传播时间的研究多侧重于统计洪水资料来获得龙门站洪水传播至潼关的时间,而忽略了洪水传播时间的沿程分布。以吴堡-潼关河段2010年地形资料为基础,采用一维水动力学模型分析了河段内洪水至潼关的时间及其与洪水量级的关系。分析发现,由于龙门-潼关河段的游荡型河道特点,吴堡-潼关区间的洪水传播时间沿程分布存在一个下包络线。若以潼关站洪水30h预见期作为实践需求,无定河以下的各主要支流都需要一定的洪水预见期。分析得到吴堡-龙门段及龙门-潼关段洪水传播时间与距潼关距离及洪水流量的关系式,可为潼关站洪水预报提供参考。

吴堡-潼关河段非恒定流水沙输移模型

新情势下的潼关水沙预报需要认识吴堡-潼关河段的水沙传播规律。以吴堡-潼关河段为研究对象,建立了非恒定流不平衡输沙数学模型,模型考虑了壶口瀑布陡坎跌水特征和小北干流的宽浅游荡特征。对1977年、1986年、2009年汛期洪水传播过程的模拟表明,模型具有模拟吴堡-潼关河段洪水演进和不平衡输沙过程的能力。同时,小北干流河床变形和冲淤过程模拟需要进一步改进。

黄河禹门口—潼关河段治理工程对湿地的影响

阐述了禹门口—潼关河段近期治理工程建设的必要性。从工程建设内容、湿地自然保护区概况等几个方面分析了近期治理工程对湿地的影响。结果表明:治理工程的实施不会从根本上改变黄河漫滩几率及水量;工程并未阻断黄河水和两岸滩地地下水的水力联系;随着禹门口—潼关河段主流的逐渐稳定,工程建设可使两岸湿地范围保持相对稳定。

黄河潼关河段清淤设备应用及冲沙效率分析

潼关清淤使用射流和扰流两种设备。射流设备的作用是冲刷河床扬动泥沙 ,射流能力取决于水枪口径和出口流速。穿过水层后射流速度减小 ,冲刷速度迅速降低 ,因此 ,使用时水枪距河底不能太远 ,应有合适的入射角和一定航速 ,才能有效地冲刷河床。扰流设备的作用是扰动水流 ,增加水流的紊动强度 ,干扰泥沙落淤。扰流设备效率主要取决于其转动速度 。

潼关河段射流清淤对河势及断面形态的调整

射流清淤对河势的调整作用主要是依靠疏浚浅滩和封堵支流汊道来实现的。经过清淤,浅滩段河床受到冲刷,河槽刷深,水流趋于集中,黄淤41～37河段河势归顺,中小流量时河势相对稳定,河道输沙条件得到了改善。射流清淤对断面形态的调整,是在疏浚浅滩、封堵汊道与自然水流冲淤调整的共同作用下进行的。潼关以下河道经过清淤和自然水流的冲淤,比降得以调整,从而为洪水冲刷创造了良好的河床边界条件。

2002～2003年黄河潼关河段清淤效果分析

应用2002～2003年清淤观测资料,分析了在不利水沙年份(2002年)和有利水沙年份(2003年)实施潼关清淤工程对潼关河段河道演变产生的影响。结果表明:①在水沙量平稳的桃汛期,射流清淤促使水流由分散变为集中,由多弯变为顺直;②从断面形态的变化看,虽然在不利水沙年份清淤河段发生了淤积,但淤积部位多分布在老滩上,清淤河段的断面形态趋于窄深;③无论是在2002年枯水"多沙"年份,还是2003年相对水量偏丰年份,潼关清淤均在一定程度上调整了局部河段的水面比降,同时增大了河道的纵比降,增加了水流的动力条件,有利于造成河床冲刷;④2002年汛期潼关高程略有抬升,2003年汛末潼关高程较2002年汛末潼关高程下降了0.88m。依据典型洪水类比分析以及历年汛期潼关高程变化,射流清淤对抑制潼关高程的抬升是有作用的。

黄河禹门口—潼关河段湿地保护探讨

禹门口—潼关段黄河干流属典型的游荡性河道,1968年9月开始进行工程治理,目前形成稳定滩区675km2,其中湿地255km2。30多年来,这些湿地发挥了巨大的生态保护效益,但同时也面临诸多问题:①黄河来水持续减少,湿地范围不断萎缩;②河流污染严重,湿地生物多样性受到影响;③农民垦荒,湿地受到严重破坏;④对湿地缺少重视,更缺少管理。为了保护湿地,建议:①将湿地管理纳入河道管理的范畴;②地方政府应建立滩区野生动植物保护区;③加强治污,努力实现污水达标排放;④鼓励农民退耕还湿;⑤适当限制上中游取水,保持河道基本生态流量。

黄河潼关河段清淤工程建设管理的几点做法

黄河潼关河段清淤工程是通过射流清淤的新型疏浚方式 ,疏浚潼关河段的试验性项目。在工程建设管理中 ,坚持“以科研指导施工 ,以施工带动科研”的方针 ,对清淤方案、施工方法和清淤效果进行总结和研究。认真做好各项施工准备 ,作到领导重视、体系完善、制度健全、管理到位 ,按照合同目标 ,实行“三控制 ,一协调”

黄河潼关河段清淤的实践

潼关位于黄河、渭河和北洛河三河汇流区的出口,距下游的三门峡大坝113.5公里。潼关以上汇流区河谷宽10余公里,而潼关外的河谷受山嵌制,突然缩窄至1公里,形成天然卡口,在三门峡水库兴建前,遇较大洪水时,有卡水壅高水位的现象。潼关以上汇流区是天然的滞洪滞沙区。潼关河床的高程变化与黄河小北干流和渭河下游的冲淤有着密切的关系,历来为人们所重视。

黄河龙门～潼关河段“揭河底”洪水特性初步分析

“揭河底”是黄河干支流上伴随高含沙水流所发生的河床强烈冲刷现象。据实测资料统计、分析，龙门站较大洪水的洪峰和洪量多由吴堡以上来水为主组成，但以吴堡以下来水为主的高含沙洪水发生“揭河底”现象的机率更高。“揭河底”可使主槽产生冲刷，滩槽高差加大，从而增大了主槽过洪能力。本文从水文角度分析了“揭河底”洪水在龙潼河段的演进特性，并根据近几年的河道萎缩情况指出，该河段的河床边界条件已经满足，一旦来水来沙条件具备，便可能再次发生“揭河底”现象。

潼关—三门峡河段河势变化及其对库区冲淤的影响

汇流区黄河主流摆动常引起渭河河口位置及汇流方向的变化 ,下段河道河势随之改变。潼关—大禹渡段主流游荡 ,河床宽浅 ,水流分散 ;大禹渡—灵宝老城段河槽束窄 ,水流集中 ,河势以弯道发育为主 ;灵宝老城—三门峡水库坝前段河势基本稳定。 1977年大洪水以来 ,潼关—大禹渡段河道主流摆动加剧 ,河槽展宽淤高。大禹渡以下弯道发育 ,弯曲半径变小 ,弯道河长增加。由此引起滩岸坍塌 ,河槽展宽坦化 ,河床淤积升高 ,同流量水位上升。

黄河禹门口至潼关河段防洪存在问题及对策

黄河禹门口至潼关河段(简称禹潼段,下同)是黄河中游防洪体系的重要组成部分,又位于三门峡库区上段,地理位置十分特殊,1969年以来,减少河道淤积及塌岸塌滩,保护沿岸村庄及人民群众生命财产安全,河道两岸共修建河道整治工程36处,工程长度145.91km,坝垛1009座,但由于部分工程修建时没有制定统一的河道整治导线,一大部分工程为抢险时建设,断面结构单薄,布局不尽合理,设防标准较低,加之工程长度不足,尚不能有效控导河势。目前防洪仍面临较多问题,本文扼要分析了该河段防洪存在的问题,提出了治理建议,以供商榷。

潼关—三门峡段水质浓度及污染物削减量计算

针对黄河潼关—三门峡河段有机污染的突出特点,确定了河段水体功能及水质目标。根据水质模型,计算了河段在不同设计流量、设计含沙量条件下各断面的BOD5和CODMn的浓度值。根据水环境容量模型计算出在不同设计流量、设计含沙量条件下该河段的污染物削减量。指出加大上游来水污染物治理力度是提高该河段水环境容量,改善水环境质量的有效措施和途径。

潼关断面异重流特性及测验方法分析

分析了潼关河段异重流发生的原因，并对发生时机进行了预估分析，提出了异重流出现后垂线平均流速、含沙量的测验方法，并分析了垂线布设、测次控制改进方案等。