浅谈黄河下游九堡~韦滩河段畸形河势成因及整治方案

文章通过分析黄河下游九堡~韦滩河段近期河势变化情况和河势发展趋势,进一步分析该河段畸形河势的成因,提出整治方案:基于中水,强化小水的畸形河势整治方案及采用对口丁坝进行双岸控制的畸形河势整治方案。通过方案比选,推荐采用方案一。     

黄河下游韦滩河段畸形河势分析

黄河下游游荡型河道近年来长期处于小流量的过程,局部河段与中水整治工程布局存在不匹配现象,其突出表现为畸形河势的形成。这一现象不仅会造成滩区塌滩,而且随着畸形河道的发育,有可能形成横河、斜河等不利河势,造成主流直接对大堤顶冲的风险。2016年以来,随着下游汛期来水量的增加,原来存在的开仪—赵沟、裴峪—大玉兰、东安—桃花峪等畸形河势,已在自然水力条件下消除,河势逐步规顺,然而韦滩河段存在的畸形河势仍然存在。基于原型调研、模型试验等手段,对韦滩河段畸形河势的演化规律进行了系统分析。目前黄河下游水沙调度过程中最大洪峰流量一般为4 000 m~3/s左右,此水沙过程下该畸形河势难以自然消除,若要实现所需的水力条件,需要洪峰流量量级达到10 000 m~3/s。黄河下游水沙调度目标是保滩运用,针对该河段的畸形河势,建议采用人工切滩的方式,开展人工裁弯。     

小浪底水库运用前后黄河下游河道河型变化及成因分析

利用实测资料分析、理论判别和分形维数计算等方法,以黄河下游铁谢—伊洛河口、花园口—黑岗口和夹河滩—高村三个典型游荡性河段为研究对象,分析其1960年以来的主流摆幅、弯曲系数和主河槽宽深比等河势参数变化,以及小浪底水库修建前后下游游荡性河段的河型演化过程。结果表明,自20世纪90年代初,除花园口—黑岗口河段仍表现为游荡河性外,其他两个河段因整治工程不断完善其游荡性均有明显减弱,河型趋于限制性弯曲方向发展。自1999年10月小浪底水库拦沙运用以来,三个研究河段的整体游荡程度显著减弱,河势趋于规划流路方向发展,特别是夹河滩—高村河段河势基本稳定。小浪底水库长期下泄低含沙小流量过程,水流动力减弱,加之不断完善的河道整治工程,是河势游荡程度显著减小、河势归顺及河型发生变化的主要原因。     

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。     

黄河下游河势演变中的横河

横河是指河道水流在非工程控导情况下,全河或主溜以与宏观流向垂直或近于垂直的方向冲向堤防、整治工程、滩岸,水流发生急转弯的河势流态。在遭到横河顶冲的地方,会造成滩地大量塌失或工程发生严重险情,甚至造成堤防决口。黄河下游游荡型河段河势变化速度快、幅度大,出现横河的几率远比弯曲型河段、过渡型河段的大。据1950—2009年资料统计,游荡型河段中柳园口—古城、黑石—黑岗口、裴峪—孤柏嘴、禅房—马寨4个子河段是发生横河最多的河段;横河发生次数较多的时段分别为1985—1989年、1970—1974年、1975—1979年、1990—1994年、2000—2004年;形成横河的因素是综合性的,主溜摆动与河势游荡、河床组成差异、流量变化幅度大、主股支股交替是其主要原因;通过河道整治可以减小发生横河的几率。     

沁河下游河势变化分析

根据沁河下游1983—2011年的主流线套汇图分析,五龙口—伏背河段河势比较稳定;伏背—丹河口河段,上段河势变化不大,下段受支流汇入的影响,河势变化较大;丹河口—武陟为过渡型河段,沙质河床,河势游荡多变,近期来水量较小,河势上提严重,溜势多变,形成"横河"、"斜河"、S形等畸形河弯,危及堤防安全;武陟—沁河入黄口为弯曲型河段,河势变化不大,仅表现为河势的上提下挫。其原因是沁河下游没有进行过系统的河道整治,河道工程均为险工,没有控导河势的作用。建议尽快开展沁河下游的河道整治,以提高沁河下游堤防工程的防洪能力。     

基于遥感的黄河下游九堡至大张庄河段河势演变分析

黄河下游九堡至大张庄河段畸形河势严重威胁滩区安全。基于Landsat-8卫星遥感影像,采用修正归一化差异水体指数(MNDWI)对该河段近10 a河势进行提取并分析,结果表明:该方法可对水体进行自动化、智能化提取,实现对河势变化的实时追踪;经过10 a的自然调整,九堡至大张庄河段Ω形河势在汛期洪水的作用下已得到明显改善,河势基本归顺,工程间迎送流关系总体良好,但大张庄工程靠河尚不稳定,仍需密切关注其河势变化。同时也印证了有利的水沙过程可有效改善不利河势,为黄河下游畸形河势的治理提供了参考。     

长期中小流量下河道整治工程迎送流关系研究

小浪底水库控制运用以后,改变了进入黄河下游河道的水沙条件及洪水过程,中小流量出现的几率大大提高。在长期中小流量过程的作用下,游荡性河道整治工程送流能力减弱,控导河势作用降低,送流不到位,工程之间发生畸弯,因此开展中小流量下河道整治工程迎送流关系研究对指导黄河下游河道整治工程布局有着重要意义。为此,我们开展了大量的实体模型单元素试验研究,初步建立了工程送流距离与流量、工程弯曲半径、靠溜长度及入流角度等整治参数的指标体系,继而又通过不同比尺的模型试验和大量的原型实测资料对送流距离公式进行了检验,相关性极好。该公式已经被黄河下游河道整治方案研究采用,直接指导了黄河下游游荡性河段河道整治工程的平面布局研究。     

赵口—黑岗口河段河势演变特点分析

赵口—黑岗口河段一直以其河势变化复杂而成为黄河下游最难治理的游荡型河段之一。通过总结该河段不同时段河势演变过程,在系统分析主流变迁过程和断面冲淤情况的基础上,总结了该河段河道整治工程的靠河情况。河段内河道整治工程的修建主要集中在1986年以后,但该河段主流仍没有很好地受到工程控制。为进一步控制主流,近期首先应解决赵口—三官庙河段的流路问题。     

黄河小北干流上段河东取水口河势变化分析

黄河自禹门口至潼关河段属于游荡性河段，河势变化频繁。在此河段选择提水工程取水口的问题较多，难度较大。而取水口关系到工程建成后运行成败的问题，因而，河势分析显得极为关键。本文根据水文、泥沙、河势的测验及调查资料等，对此河段河东的河势变化情况进行了多方面的分析研究，提出了对河东上段各取水口评价。     

关于汾河断流的分析

从汾河的古代历史谈起，阐述了汾河历史上曾经水量盈高，３０年代起，汾 了定量观测资料。从掌握的实测资料看，汾河最早出现断流的时间为１９５８年，但没有出现过全河性的断流，断流最严重的河段在中游的义堂水站，１９５８－１９９４年３７ａ中，该站有２９ａ发生过断流现象。汾河断流除使沿河取用水陷入困境外，给水环境、防汛也带来严重。     

伊洛河夹滩地区对伊洛河入黄洪水的影响

伊洛河河道两岸堤防的存在使夹滩地区的滞洪作用不同于天然滞洪区，它不仅对人黄洪水起滞洪削峰作用，而且对洪水总量还略有削减。不 同时期堤防的建设标准及河道条件不同，夹滩地区的滞洪作用也不同。经过1935、1937、1954、1958、1982年实测洪水资料的分析知，夹滩地区对入黄洪水的滞洪作用与洪水量经大小、洪水过程胖瘦、堤防决溢程度等因素有关，在现状堤防条件下，如何再发生1954、1958年量级的洪水，在确保洛洛北大堤安全的情况下，有计划地使用夹滩及南岸滞洪共滞洪，则夹滩地区对入黄洪水的削峰率可达20%～25%。但夹滩地区的容量有限，因此对洪水总量的滞蓄作用不大。     

黄河与辽河河道整治对比分析

黄河、辽河两条河流都具有多沙冲积性、宽浅散乱的游荡型河段、局部河段呈地上河以及洪水暴涨暴落和防洪任务重等共性,整治目的也基本相同,因此采取的整治方案、整治措施也具有类似性。     

黄河下游河道整治工程直河段长度公式的确定

运用弯道环流理论,将环流强度衰减到0.1%作为判断上游弯道工程送溜作用消失的标准,根据环流表面流速沿程衰减公式计算出上下游相邻对应弯道工程之间的直河段长度。结果表明:黄河下游整治流量下弯道工程下游的直河段长度相当于整治河宽的1.2倍,明显小于目前许多河段治导线的直河段长度,只有通过工程措施改变上述状况,才能有效控制河势。     

北洛河改道入黄对黄、渭、洛河汇流区影响分析

通过对北洛河水沙、黄河小北干流淤积分布、两河水沙遭遇情况进行分析,对改道后北洛河水沙对黄渭洛河汇流区的影响进行了分析,得出了了北洛河改道直接入黄后,一般情况下对黄渭洛河汇流区不会产生重大影响的结论.     

窟野河河流阶地的相关分析

对窟野河河流各级阶地基座顶面高差相关分析的结果表明,各级阶地所反映的新构造运动的幅度变化在沿河方向上分段具有开口向下,对称轴铅直的二次抛物线特性,其性质、幅度和中心位置具有明显的继承性。各次抬升幅度的区域差别随时间呈阻尼式减小。同时,新构造运动的区域差异与流域现代土壤侵蚀强度的区域分异基本吻合,即抬升幅度大的地区土壤侵蚀强度亦大。     

塔里木河干流河道的河型及其成因

通过分析塔里木河水沙条件、遥感地形河势资料 ,作者深入研究了塔里木河干流河道的河型及其成因 ,指出和论证了塔里木河干流河道存在着游荡型、弯曲型和过渡型三种河型 ,阿拉尔至沙雅县鹿场附近河段 (新其满河段以上河道 )为游荡型河道 ,新其满下游的曲毛格金至恰拉水文站 (新其满河段以下河道 )为弯曲型河道 ,恰拉以下属于不规则的弯曲型 (微弯 )河段 ,沙雅县鹿场至曲毛格金河段 (新其满河段 )属于过渡性河段 ;河道边界条件和来水来沙条件仍是决定塔里木河河型的主要因素 ,其中由塔里木河两岸密灌林和胡杨林形成的密疏植被边界条件在形成干流不同河型方面发挥了重要作用     

桑干河河道特征及水文分析

桑干河是我省的第二大河流，历史上发生过多次大的洪水，给沿河两岸人民造成了很大的灾害。从建国以来一直没有进行过系统的河道治理规划，目前河道行洪标准不足5年一遇。本文通过对桑干河逆州段河道特征及水文进行分析研究，为将来进行系统的河道治理提供决策依据。     

依法治河在河道管理中的思考

通过回顾山西省治河历程和经验,就如何规范建设项目管理、河道管理工作提出了几点建设性建议,即:推动和促进工程建设与依法治水协调发展;建立管理机制,全面提高依法管理水平和服务水平;加大水法规宣传力度;统筹规划,全面推动河道工作向法制化转轨;抓好水政监察队伍的规范建设.     

维护河流健康 建设绿色珠江

围绕"维护河流健康,建设绿色珠江"的总体思路,通过分析珠江流域的特点和存在的主要问题,详细论述了"维护河流健康,建设绿色珠江"的指导思想及内涵,阐明了"建设绿色珠江"的总体目标以及评价指标体系.提出重点依托两大抓手,通过三大途径,完成四大任务,逐步建设"洪涝无恙、供水安全、山清水秀、管理无虞"的珠江.