黄河下游河道输沙泄洪机理、能力及治理前景

经过我国几代人对黄河泥沙输移的研究和实践,认识已有重大突破。围绕黄河高含沙水流运动规律及应用前景这个中心,研究了高,低含沙水流运动规律多方面问题,为多沙河流防洪规划提出了新的指导原则。其中黄河下游可以利用高含沙洪水输沙入海,窄深河道洪水的非恒定性输沙泄洪机理是新的治黄主张的理论基础。     

小浪底水库泥沙多年调节与下游河道整治挖沙

面对黄河水沙条件的不利变化,以及水资源越来越宝贵的现状,利用人造洪峰冲刷下游河道已失去实用价值。小浪底水库泥沙多年调节方式,使黄河的泥沙主要由高含沙洪水输送,利用窄深河槽输沙入海,不仅能适应黄河水沙条件的不利变化,而且使河道的减淤、水资源的充分利用及水库的兴利紧密结合,与其他的运用方式相比明显优越。分析与方案计算表明,小浪底水库应尽量保持部分施工导流设施的泄流能力,其调水调沙运用的好坏,关系到黄河下游河道治理的前途。     

2000年以来黄河下游河道巨变与前景展望

随着黄河中上游水利工程的大量兴建,以及水土保持与灌溉的发展,洪水发生的机会与洪峰流量大幅度减小,不再需要下游宽河漫滩削峰。近年来对黄河窄深河槽泄洪输沙机理、河道输沙能力有了新认识,认为下游河道具有极强的泄洪和输沙能力,可为黄河下游河道的治理指明方向。三门峡水库改建后“蓄清排浑”运用的减淤作用已经使花园口以上河道基本不淤。小浪底水库投入运用13a,下游河道均发生巨大变化,下游河道水位全程降低1.0～2.2m,平滩流量迅速增大,但是游荡性河道依然宽浅散乱,急需进行双岸整治,形成窄深、稳定河槽;通过小浪底峡谷水库的泥沙多年调节,优化进入下游的水沙组合,并长期发挥作用。将小浪底水库泥沙调节到流量大于3000m³／s时宣泄,利用改造后新河槽输沙入海,可以控制河槽不抬高,并大幅度增加水库兴利库容。     

黄河下游游荡性河道治理方向探讨—兼论河槽形态与河型

本文首先指出:黄河下游生产堤的存在不是产生二级悬河的主要原因,治理宽浅游荡河段的方向是塑造窄深河槽.不同河段的对比分析表明,宽浅河流总是顺直的,而只有窄深河槽的河段才能形成弯曲性河流.本文对不同的来水来沙条件下黄河下游游荡性河段的河槽形态变化进行了较为全面的分析研究,发现高含沙洪水能塑造窄深河槽,游荡性河段较陡的比降是造成河槽不稳定的因素,在天然来水来沙条件下,河床调整呈恶性循环,只有特殊的水沙组合才能对其进行改造.因此,主要由高含沙洪水输送泥沙,塌滩的低含沙洪水很少发生的北洛河模式可称最优.     

对黄河下游河道的再认识

一、造成小水大灾的原因 近年来,随着清水资源的优先开发,龙羊峡、刘家峡两座大型水库投入运用,及上中游地区工农业用水的增加,黄河下游的问题更加突出。龙羊峡、刘家峡水库汛期的最大蓄水量可达100亿m~3,使得汛期进入下游的水量大幅度减小,含沙量增加,洪峰流量减小,洪水的造床作用减弱,河槽严重淤积并萎缩,平滩流量减小,二级悬河进一步发展,几乎年年出现长时间断流,防洪和水资源利用问题更加突出。     

论调水调沙与束水攻沙

水库调水调沙的主要任务是在丰水年洪水期，小浪底水库主动降低水位泄洪冲刷，把泥沙尽量调节到洪水期输送，减少小水挟沙，增加洪水的造床和输沙作用，减少全下游河道淤积。平、枯水年份取消输沙用水。通过双岸整治河道，防止清水冲刷河槽展宽，稳定主槽，控导河势，提高游荡性河道的输沙效率，形成顺直、归顺的排洪输沙通道——窄槽宽滩。窄槽用于排洪输沙，宽滩用于特大洪水时滞洪削峰。洪水输沙、水库多年调沙与束水攻沙相互配合，是实现黄河下游河槽不抬高的必要条件。     

黄河洪水的非恒定性对输沙及河床冲淤的影响

本文根据黄河主要干支流冲积河段实测高含沙洪水的输沙资料,从黄河下游河道比降、河宽、流速沿程调整、洪水非恒定性等方面分析研究了冲积河道输沙特性与河床冲淤特性。分析了动床阻力与输沙特性间的关系。当水流流速大于1．8～2．0m/s时,床面进入高输沙动平整状态,河道输沙特性呈现“多来多排”状态,是形成河床沿程冲刷的水流动力条件。从洪水期作用在床面上的剪力或功率的变化,引起底沙输移强度的变化,论证了涨水期河床强烈冲刷与落水时迅速淤积的必然性。指出底沙运动速度比洪水波传播慢是造成河道长距离冲刷的根本原因。     

黄河下游"多来多排"的输沙机理与不淤河槽设计

冲积河道的水力几何形态在不同流量时的变化,是床面形态由沙纹逐渐进入高输沙动平整床面,引起的动床阻力变化的结果。当床面形态处于不稳定状态时,河床阻力的变化使水流处于不稳定状态,形成假潮。床面处于高输沙动平整状态时,床面上存在着强烈的底沙运动,较床沙细得多的悬沙不会在河床上落淤,故形成了悬沙“多来多排”的输沙特性。因此,床面进入高输沙动平整的水流条件是控制河床不淤的临界条件。在黄河下游床沙组成的条件下,其流速1．8～2．0m／s可作为不淤设计参数,在比降一定的条件下,可设计出不同输沙流量时的河槽宽度。     

黄河高含沙量洪水泥沙输移规律的初步探讨

冲积河流的河床形态是由水流中挟带的泥沙堆积而成,河床形态的形成又将约束水流的运动与泥沙输移,所以河床演变与水流泥沙运动规律是紧密相连的。研究高含沙水流在河道中的输移规律,必然要联系到高含沙水流运动的基本特性。