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.     

渭河下游水流挟沙力公式的初步研究

在对渭河下游成阳、临潼及华县站20世纪70年代以来实测水沙资料分析计算的基础上,考虑粒径分组、单颗粒沉速、浑水泥沙沉速修正、进口断面悬移质泥沙级配、非均匀沙代表沉速等因素影响,率定了渭河下游水流挟沙力公式系数和指数取值,在一维洪水演进计算应用中具有一定的适用性.     

渭河下游洪水冲淤特性对东庄水库运用要求分析

解决渭河下游水沙关系不协调的途径为增水、减沙和调水调沙.通过东庄水库拦沙和调水调沙,是现阶段显著改善渭河下游水沙关系、恢复渭河下游河道中水河槽行洪输沙能力,最为直接且行之有效的措施.本次在以往研究工作的基础上,根据泾河、渭河实测水沙资料,利用洪水划分和统计的手段,从东庄水库对渭河减淤的重要性入手,分析渭河下游河道不同水沙条件洪水冲淤特性及东庄水库水沙调控指标,初步拟定了东庄水库减淤运用方式.     

东庄水库运用方式对渭河下游减淤作用研究

东庄水库坝址位于渭河最大的支流泾河,对渭河来水来沙有重要影响。通过水库合理运用可起到拦沙和调水调沙作用,有效减少入渭泥沙,协调水沙关系,从而减轻渭河下游河道淤积、扩大和维持中水河槽行洪输沙能力。基于一维非恒定流水沙数学模型,通过渭河下游河道冲淤计算分析,对东庄水库运用方式进行了比选。研究结果表明,东庄水库能够起到减淤、恢复和维持渭河下游中水河槽的作用,与拦沙期一次抬高汛限水位运用相比,逐步抬高汛限水位的运用方式对渭河下游减淤效果较好;拦沙后期入库流量大于等于600 m3/s且含沙量大于等于300 kg/m3时,进出库平衡运用方式对渭河下游河道减淤效果优于提前泄水运用方式。     

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。     

渭河下游河道泥沙分布特性研究

根据渭河下游河道大断面淤积物资料,研究了滩槽床沙粒度特征在时间、空间上的分布特点,认为:渭河下游淤积物组成受来水来沙条件、三门峡水库运用方式和支流入汇等多方面因素影响;主槽物质沿程细化趋势明显;三门峡水库运用初期,渭河下游河道受水库淤积影响最为明显,渭淤21以下的水下粒径组成明显细化;1986年以后渭河上游不利的来水来沙造成下游河道严重萎缩,渭淤26以下的主槽粒径大幅度细化;河漫滩的泥沙级配同样具有沿程细化的特点,但细化幅度明显小于主槽物质的变化,而且年代变化不大.     

杨国录水流挟沙力公式验证及看法

本文对杨国录分组水流挟沙力公式的合理性进行了分析,利用黄河下游2380组实测资料,对公式中的某些重要参数进行了率定,并进行了验证计算,结果表明:该公式综合考虑了各种水力因子对水流挟沙能力的影响,能较好的反映一般含沙量及高含沙水流的输沙能力,且分组水流挟沙力也比较符合黄河的实际情况。     

分组水流挟沙力级配计算方法初探

从非均匀悬移质输沙不平衡条件入手,借助国内外大量的研究成果和计算方法,结合多年来黄河实测资料,建立了一套适合于黄河特点的分组水流挟沙力级配计算公式,认为分组水流挟沙力级配不仅与床沙级配有关外,还与上游来沙有关。     

渭河下游一维洪水演进数学模型研究

通过对河道一维水沙运动基本方程的差分求解和对渭河下游水沙运动相关问题的分析处理,建立了渭河下游一维洪水演进数学模型,基本解决了直接应用实测断面成果进行计算的断面修正、特征要素计算问题;基本解决了计算结果的合理性和小流量计算的稳定性问题;提出了进行作业预报的实时洪水演算方案。同时指出,特殊断面的修正处理、落水过程水沙资料的预估、下边界水位流量关系的拟定等都会对模型的正常演算、成果的合理性及精度产生重要影响;水流挟沙力公式、悬沙计算、河床冲淤模式、滩槽床沙级配计算等还有待进一步完善。     

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.