维持黄河下游主槽平滩流量4000m^3/s所需水量

基于黄河下游历史实测资料,分析了流量、水量、含沙量和来沙量等主要因素与主槽形态的响应关系,通过对未来入黄泥沙形势、黄河下游洪水形势、黄河下游不同量级洪水的挟沙能力、不同量级及历时的洪水塑槽机理分析,阐述了小浪底水库运用后进入黄河下游的泥沙将主要在洪水期下泄的特点,以及未来下游来沙量8亿~9亿t情况下,黄河下游主槽不萎缩所需洪水条件,即维持下游主槽过流能力4000m3/s左右,对应的塑槽水量应维持在60亿~70亿m3。

黄河下游游荡型河段河势演变规律

阐述了黄河下游枯水少沙系列、丰水少沙系列河势演变情况,指出了河势演变的特点,并总结了河势演变基本规律:①河势自然演变的程度同来水来沙变幅成正比;②河床的可动性决定河势演变的剧烈程度;③主流线的弯曲系数、弯道半径自上而下呈增大趋势;④河势的演变具有关联性,具体表现为"一弯变、多弯变";⑤主流线有"小水坐弯、大水趋直"的特点;⑥节点及人工边界对河势的演变具有限制作用。

三峡工程运用后上荆江枯水河槽调整及其对航道的影响

三峡工程运用后,上荆江河段河床冲刷较为剧烈,枯水(5 000 m3/s流量)河槽形态相应发生调整,对航运产生了较大影响。本文通过1维水动力学模型确定了各固定断面的枯水河槽形态参数。由于不同断面的河槽形态沿程存在显著差异,故采用基于对数转换的几何平均与断面间距加权平均相结合的河段平均方法,计算了2002—2015年上荆江河段尺度的枯水河槽形态参数。计算结果表明:受大范围护岸及护滩工程的影响,研究时段内上荆江枯水河槽宽度仅有小幅度增加,而相应的水深和面积增加约0.68 m及870 m2,增幅分别达12%及15%,航道条件总体上有所改善;枯水河槽宽深比呈持续减小趋势,由2002年的5.73减小至2015年的5.17,故近期上荆江枯水河槽形态趋于窄深;在火箭洲、沙市及公安弯道等局部河段,江心洲或凸岸边滩的剧烈冲刷导致河槽展宽,宽深比明显增加,引起局部水深不足、航槽不稳定等现象。此外通过分析河槽形态调整对前期水沙条件的滞后响应,建立河段尺度的枯水河槽形态参数与前6年平均汛期水流冲刷强度之间的经验关系。结果表明:受人类活动干扰,上荆江河段尺度的枯水河槽宽度与前期水沙条件的相关程度较低,故建立的枯水河槽宽度公式不能反映水沙条件变化对河宽调整的影响;上荆江河段尺度的枯水河槽水深、面积、宽深比与前6年平均汛期水流冲刷强度的相关程度分别为0.92、0.95及0.85,故这3个参数均可较好地对由于三峡工程运用引起的水沙条件改变做出快速响应。

近期长江中游枯水河槽调整及其对航运的影响

三峡工程运用后,长江中游河段持续冲刷,枯水河槽形态调整显著,对航运条件产生了较大的影响。本文首先采用枯水河槽形态参数计算方法,确定了长江中游各固定断面的枯水河槽形态参数;然后采用基于对数转换的几何平均与断面间距加权平均相结合的河段平均方法,计算了2003—2016年长江中游4个子河段的平均枯水河槽形态参数。计算结果表明长江中游枯水河槽宽深比总体呈减小趋势,河床趋于窄深,对航运条件有利。此外还建立了各子河段枯水河槽形态参数与前期多年平均水沙条件之间的经验关系:当滞后响应年数n=5时,经验关系在宜枝及荆江河段的决定系数达到最大;而当n=7时,经验关系在城汉及汉湖河段的决定系数达到最大。总体而言,各河段枯水河槽形态参数调整(除河宽外)均可对进口水沙条件的改变做出较好的响应,且越靠近三峡大坝,响应程度越高。

长期枯水枯沙作用下黄河游荡型河段变化特点

利用实测资料,对小浪底水库拦沙运用初期长期枯水枯沙作用下黄河下游游荡型河段河势的变化特点和已有工程的适应情况进行了分析。结果表明:1999年10月以后,进入下游的65%的流量集中在1 000 m3/s以下;与1986—1999年相比,游荡型河段主流摆幅明显减小,除赵口—黑岗口河段主流最大摆幅超出治导线外,其他河段河势摆幅基本控制在整治工程控制范围内;含沙量偏低使河岸受到冲刷,主槽宽展,心滩增多;低含沙量及河脖滩尖冲蚀造成工程靠溜位置普遍下挫,送溜不力,河势坐弯。建议对尚未控制好的河段局部辅以双岸整治措施,以稳定河势,减轻防洪压力。