黄河调水调沙的效益——"黄河调水调沙的根据、效益和巨大潜力"之八

2002-2006年黄河调水调沙的效益主要表现在：①加大了入海泥沙,使下游含沙量加大73.3%,达到了三门峡水库初期运用冲刷的水平。②冲刷降低了洪水水位。下游河道总冲刷量13.23亿t,仅及三门峡水库初期运用冲刷量的57.2%,而3000 m^3/s水位降低在高村以上相近,在艾山以下小浪底运用的水位降低明显好于三门峡初期运用的。特别是利津,前者水位下降1.00 m,后者抬高0.01 m。③进入下游河道流量在2500 m^3/s以上,保证了全河冲刷;同时尽可能避免了中、小流量,未出现山东河段的回淤,从而使全河造床流量均匀加大。④不仅消除了小浪底工程论证和初设阶段对＂冲黄河、淤山东＂的担心,而且使山东河段冲刷比例增加。较之三门峡水库运用初期艾山至利津的冲刷量及冲刷比例,均有明显增加。当然,调水调沙的最根本效益,是利用水动力普遍扩大了主槽,使平滩流量增加1800-2000m^3/s,改善了近900 km的河道,流量在1800-4000 m^3/s时洪水不上滩,产生了巨大的防洪效益,这在世界治河史上是没有的。     

黄河非平衡输沙典型事例及其研究概述

非平衡输沙是河流泥沙运动的一个基本问题,特别象黄河这种多沙河流,非平衡输沙问题尤为突出。诸如"洪峰增值"、"驼峰"等现象,更是非平衡输沙的典型事例,一直引发世人的极大关注。本文简要总结了上述几个典型问题的前人研究成果及近几年开展的工作,认为含有极细沙的洪水在河槽中的演进,使得前期被粗化的河道阻力系数明显减小,后续洪水流速增大,与前方洪水发生叠加,形成了"洪峰增值"现象;"驼峰"河段的形成则主要是水沙条件不协调、黄河下游纵剖面影响及纵向长距离非平衡输沙造成的。     

泥沙运动统计理论研究简评

到目前为止,国内外已发表的有关泥沙运动统计理论的文献大体可分为五个方面:一是研究推移质扩散的随机模型,一般采用单纯的概率论方法;二是适当利用概率论的理论并结合泥沙运动的动力学分析,以得到时均输沙率公式;三是研究单颗推移质运动参数的分布问题;四是利用平稳过程的理论,研究床面沙波频谱特性;五是按照扩散过程的理论,研究悬移质运动.本文仅对前三方面的研究成果进行简评.     

底层泥沙交换和状态概率及推悬比研究

本文首先论述了床面层泥沙静止、推移(滚动与跳跃)和悬浮三种运动状态及它们转移的临界条件，四种基本转移概率和由它们构成的九种状态转移概率。接着利用数字计算结果，给出了四种基本转移概率，并分析了它们的特性。在这个基础上计算了泥沙在床面层处于静止(床沙)、推移(推移质)、悬浮(悬移质)的状态概率。最后作为状态概率的应用给出了推悬比的公式。     

二维潮流及泥沙数学模型

本文利用控制体积法对沿水溶平均的二维水流及泥沙微分方程进行了离散，建立了二维潮流泥沙数学模型，并利用连云港附近的潮流及含沙量资料对模型进行了验证计算，验证结果表明，无论是水位、流速、流向，还是含沙量都与实测资料符合良好，由此可以看出，本模型不仅能应用于潮流泥沙计算，而且可以推广到各种平面不恒定流的泥沙冲淤计算中。     

黄河揭底冲刷的理论分析

本文从理论上深入研究了黄河上“揭底冲刷”的现象 ,包括土块的起动流速 ,它的上升运动 ,露出水面的条件 ,以及它的下降和沿纵向运动。通过较详细的力学分析 ,给出了有关临界条件和运动方程及其解。这些结果不仅能解释已经观测到的“揭底冲刷”时的各种现象和资料 ,而且能从更深的层次揭露一些尚未被阐述的机理。本文的研究既强调揭河底时水流与泥沙运动的特点 ,也注重它作为一般泥沙运动的共性 ,从而丰富了泥沙起动、推移等的研究领域。     

恢复饱和系数初步研究

悬移质不平衡输沙研究中，往往有一重要参数即恢复饱和系数难以确定。本文首先根据作者由泥沙运动统计理论建立的扩散方程在底剖的边界条件，导出了恢复饱和系数的定义及方程。     

异重流潜入条件分析及立面二维数值模拟

本文对水库异重流的潜入条件进行了理论分析，并用立面二数学模型作了数值模拟，探讨了影响异重流潜入条件的几个重要因素。     

三峡水库建成后下荆江河型变化趋势的研究

三峡水库建成后，长江中下游河道将遭受长河段、长时期冲刷，河床河性会发生很大的变化。那时各河段的河型是否仍能保持，特别是最为关心的下荆江蜿蜒性河型能否维持，这对防洪和航运是非常重要的。本文在研究丹江口水库下游汉江弯曲（蜿蜒）河段的长期冲刷后的河床变形和河型是否变化以及荆江裁弯后下荆江中的蜿蜒性变化能够维持的基础上，结合三峡水库修建后的长期冲刷过程中，下荆江水沙及河床变化特点，较深入地研究了影响河型变     

汊道悬移质分沙的模型

本文引进由分汊河道分流比决定的当量水深作为引水深,同时提出了在分汊前干流断面上引水面积的形态.根据流速及含沙量沿垂线分布,求出了悬移质分组泥沙分沙比与分流比的关系,以及全沙含沙量和级配等.由这个分沙模型得到的理论结果与长江分汊河道及荆江人工裁弯的资料均能符合.并且与几何引水深决定的结果也是一致的.