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—2000m’／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。     

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,分别计算了黄河下游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5 d平均流量与第二造床流量关系密切,后者主要取决于洪峰,5～10 d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别,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.     

对调水调沙理解的几个误区和有关质疑的讨论——"黄河调水调沙的根据、效益和巨大潜力"之十

由于黄河输沙和变形复杂,加之调水调沙和清水冲刷改变了原来河道的一些规律,从而使调水调沙一些深刻的机理难以被理解,因此出现了一些不同的看法,这是完全正常的。但是有不少看法,是认识上的误区。对这些误区进行了讨论,力求透过现象揭示本质：对第一个误区“小浪底水库造成下游河道冲刷基本是清水下泄作用,与三门峡水库初期运用并无差别”,指出从冲刷总量、冲淤部位、利津含沙量、洪水位降低、滩槽冲淤差别分析,小浪底运用结果均较三门峡为优,显现出调水调沙的效果;对第二个误区“小浪底水库初期运用坝前水位超高太多,对水库淤积与下游河道冲刷均有不利影响”,指出在以人为本的要求下,尽可能不淹滩地,是小浪底水库调整运用方式的根本原因;对第三个误区“调水调沙作用很小,冲刷2．764亿t,只占总冲刷的20．9％”,从泥沙搬家的角度分析了调水调沙的冲刷量是可以增值的,从主槽冲刷、洪水位降低以及平滩流量加大等进行了分析,认为调水调沙的作用远不止冲刷总量的20．9％。     

黄河下游输沙能力的表达——“黄河调水调沙的根据、效益和巨大潜力”之一

黄河下游输沙能力的表达,即不同河型的输沙能力公式.从公式可以看出,输沙能力的大小,除与泥沙粗细有关外,主要决定于坡降和河相系数.挟沙能力沿程调整的方式是:黄河下游上段游荡型河段坡降大,主要靠河相系数大来抵消;而下段弯曲型河段坡降小,主要由河相系数减少来补偿.     

黄河调水调沙对郓城河段的影响及对策

介绍了黄河调水调沙以来下游郓城河段防洪工程运行情况,分析了黄河调水调沙对郓城各防洪工程的影响和新变化。认为今后随着黄河调水调沙工作的深入,郓城河段河槽将继续刷深、河势还将持续发生不利变化、河道整治工程缺根石现象将会更加严重。同时提出了郓城河段综合治理措施。     

黄河调水调沙

黄河以其多泥沙,河道善淤、善决、善徒,而著称于世,被认为是世界上最复杂,最难治理的河流。黄河泥沙主要来自黄土高原的土壤侵蚀,黄河下游河道淤积的主要原因在于“水少沙多,水沙不平衡”。按照黄河下游河道冲淤规律,只要把进入黄河下游河道的不平衡的水沙关系调节为相协调的水沙关系,完全可以使黄河下游河道实现不淤积,黄河首次调水调沙试验达到了预期的目的,通过这次试验,积累了对黄河测验的海量数据（520万组）,加深了对黄河河床演变及水沙规律的认识,为今后建立更加符合原型黄河实际的数学模型和实体模型提供了极其重要的物理参数。     

小浪底水库初期运用及黄河调水调沙研究

论述了小浪底水库初期运用阶段,水库淤积与调水调沙的若干问题.首先指出了水库拦粗排细的原则是有根据的,并以定量的关系予以表达.但是拦粗排细是有条件的,而且受到一些因素的制约.其次,从理论上和实际资料上证实了水库淤积百分数与下游河道排沙比有密切的关系,对于一个具体水库,这个关系几乎是单值的.它可以将水库排沙比与下游河道冲刷及减淤直接联系起来,并且有相当可靠性.接着,论证了调水调沙的重大效果,它对改善下游河道势在必行的意义.与此相关,专门论述了黄河下游造床流量的表达式,及第二造床流量与平滩流量的关系.同时指出,近期继续增加造床流量的可能性及条件.最后,讨论了小浪底水库初期运行的实际调度与规划的差别,以及调整的必要性.     

第一造床流量及输沙能力的理论分析——“黄河调水调沙的根据、效益与巨大潜力”之三

第一造床流量是代表变动流量过程输沙能力的等价流量,即塑造河道纵剖面的造床流量,其能从理论上确定.计算结果与实测资料对比表明,在输沙作用方面,它确实有很好的代表性,且利用它确定输沙量时可避免很多频繁的计算.黄河下游河道输沙特性及输沙能力结构分析表明,利用挟沙能力级配可较好地反映冲淤和平衡条件下的挟沙能力规律,在冲淤条件下挟沙能力具有非单值性.这些分析,揭示了黄河下游复杂输沙现象的结构及多来多排的机理.     

黄河首次调水调沙试验获得成功

20 0 2年 10月 16日 ,水利部黄河水利委员会在郑州召开了新闻发布会 ,宣布备受世人关注的黄河首次调水调沙试验取得成功。此次调水调沙试验于 7月 4日开始 ,历时 11天 ,平均下泄流量为 2 740ｍ3 ｓ ,下泄水量共 2 6.1亿ｍ3,其中小浪底水库上游来水量为 10 .2亿ｍ3,小浪底水库补水 15 .9亿ｍ3(利用水库汛限水位以上水量 14 .6亿ｍ3)。试验期间开展了水位、流量、泥沙测验、库区异重流、坝前漏斗以及河道测验、典型断面冲淤过程等多项监测项目 ,共获取了 5 2 0多万组测验数据。分析结果表明 ,自小浪底坝下至河口 80 0多ｋｍ河道内 ,共冲刷泥沙…     

黄河调水调沙

黄河下游河道淤积的主要原因在于“水少沙多，水沙不平衡”，按照黄河下游河道冲淤规律，只要把进入黄河下游河道的不平衡的水沙关系调节为协调的强大功能。小浪底水库位于控制进入黄河下游河道水沙的关键部位，该水库控制了黄河径流量的91％，控制了近100％的黄河泥沙，2002年7月4日进行的黄河首次调水调沙试验控制花园口断面流量不大于2600m^3/s，平均含沙量不大于20kg/m^3，小浪底水库泄流历时不少于10天，黄河下游河道共冲刷泥沙0．362亿t，试验达到了预期的目的。通过这次试验，共取得测验数据520万组，这为今后建立更加符合原型黄河实际的数学模型和实体模型提供了极其重要的物理参数，试验证明，利用水库调水调沙，将不协调的水沙关系调节为相协调的水沙关系，是有利于输沙入海、减轻下游河道淤积甚至冲刷下游河道的有效途径之一。     

从黄河下游"92.8"洪水看游荡性河段高含沙水流的河床演变特性

黄河下游花园口92.8洪水属于含沙量中等偏高的高含沙水流，洪峰也只是常遇流量级(6260m     

黄河下游低含沙水流挟沙力研究

冲积河流在低含沙水流冲刷后，床面粗化使水流挟沙能力下降现象十分明显。三门峡水库蓄清排浑运用后，黄河下游河道汛期淤积、非汛期冲刷，同样由于断面展宽，床面粗化及悬沙组成也变粗，使得水流挟沙力急剧下降。因此讨论低含沙水流冲刷条件下的水流挟沙力是评估水库下泄大流量冲刷下游河道效果的关键问题。通过试验及野外资料提出的低含沙水流挟沙力公式，它形式简单，与已有公式不同的是，它反映了河道边界条件(即坡降、床沙粗细及断面形态)及泥沙特性对挟沙力的影响。经黄河下游实测资料验证满意，可用以定量估算下游大流量低含沙量时冲刷的减淤作用及艾山-利津河段不淤(或微冲)需要的临界流量。     

用泥沙输移公式推求黄河下游河道输沙水量

根据输沙水量的概念和黄河下游河道泥沙输移规律,分析了输沙水量与泥沙输移之间的关系,进而推求了黄河下游河道输沙水量实用公式,计算了下游河道输沙水量,分析了冲淤平衡状态时下游河道单位输沙水量与输沙量的关系.分析表明,推导出的输沙水量实用公式可用于估算下游河道年输沙水量.     

黄河下游河道整治与平衡输沙

提高河道输沙能力的基本途径是减少河床的阻力损失,且有与流量相适应的河湾曲率半径、窄深河槽和平整连续的护湾工程,以及各河湾之间流势的衔接配合,这将有利于稳定主槽和平衡输沙.比降是影响输沙能力的重要因素,黄河高村以下河道特别是艾山以下河道比降大幅度减小,必须相应缩窄河宽,才能达到与上游河段输沙能力一致.修建潜水丁坝,可减轻艾山以下小比降河段在非汛期的淤积.黄河水流的挟沙能力不仅与水力因素和泥沙粒径有关,而且随含沙量的增大而增大,具有多值关系和隐函数特性.     

黄河下游引黄灌溉中的泥沙处理利用

黄河下游引黄泄漏中的泥沙主要采取放淤改土、改造低洼碱沙荒地，对黄河下游两岸发展工农业生产、改善生态环境，起到了重要作用。本文主要从分析计算含沙量沿重线分布特点，探讨渠首防沙的作用，分析灌区泥沙淤积分布特性与泥沙处理利用的关系，分析计算引水引沙对黄河下游冲淤影响人渠泥沙的自理利用等问题。     

黄河下游河道输沙沿程调整变化模拟

黄河下游河道输沙具有多来多排多淤的特点,一般采用考虑上站来水含沙量的输沙率经验公式描述。通过比较输沙率经验公式与不平衡输沙理论方程之间的区别与联系,从理论上对经验公式的指数变化规律进行了研究,并构建提出了一种变幂指数的泥沙输移模型。基于所建立的泥沙输移变幂指数模型,结合黄河下游河道沿程实测水沙资料,重点对花园口—高村(游荡型)、艾山—利津(弯曲型)段输沙沿程调整变化情况进行了模拟计算。结果表明,计算值与实测值基本一致,确定系数均大于0.97。     

黄河下游高含沙水流输沙的可能性与制约因素

鉴于黄河历史上曾出现过主槽冲刷状态下的高含沙洪水,考虑到高含沙洪水的强大输沙能力,围绕黄河下游的高含沙洪水泥沙输送能力开展了研究,并对一般挟沙水流和高含沙水流的临界含沙量进行了定量计算。结果表明:天然条件下可实现使河道处于冲刷状态的高含沙洪水,其水沙条件具有一定的特殊性,特别是经过河道沿程天然筛选后的级配与含沙量需满足一定的条件;长距离输沙时,持续的高含沙历时也是远距离传播的必要条件之一。     

黄河下游河道高含沙水流的输沙能力分析

相同水流条件下，高含沙水流比低含沙水流具有更大的输沙能力，本文通过对高含沙水流颗粒组成下游河道具体条件的分析，得出下游道高含沙水流输沙能力关系式，用以阐明各种因素对河道输沙能力的影响，为今后小浪底水库运用及下游减淤措施的规划提供一定依据 。     

80年代黄河下游引水引沙情况分析

80年代黄河来水来沙偏枯。但下游引水却逐年增加,年引水量约占河道来水量的1/4;引沙量随来沙量的丰枯而变化,约为2.6～1.0亿t。从历年引水引沙过程分析,高村以上的河南河段引水基本稳定略呈下降趋势,高村以下的山东河段则呈阶梯状稳步上升。这种不平衡的用水状况有待调整。     

黄河下游泥沙数学模型及其应用

本针对黄河下游来沙特性和河道冲淤演变的特点，建立了复式断面数学模型，综合考虑了洪水演进，不同粒径泥沙的冲淤特性，断面上的冲淤分布，悬沙和床沙级配的变化调整及其对水流挟沙能力的影响等方面的问题。黄河下游１９７４－１９８８年实测水沙系列验证计算表明，模型在冲淤总量，沿程分布等方面均与实测资料符合良好；小浪底水库对黄河游河道冲淤影响的计算结果与有关献的结论也基本一致。