挟沙能力多值性及黄河下游多来多排特性分析——“黄河调水调沙的根据、效益与巨大潜力”之五

用大量实测资料表达了黄河下游多来多排的输沙特性,给出了数量范围,进而证实了多来多排是挟沙能力多值性的表现,并分析了多值性的定量结果.在采用挟沙能力多值性调整挟沙能力系数后,各种资料不同冲淤条件下挟沙能力的计算结果与实测值更为符合,相对误差为5%～9%.分析了多来多排的机理后认为:临界流速的非单值性是挟沙能力多值性的深层原因;从宏观上看,冲淤弱平衡是造成挟沙能力多值性的主要原因.最后论证了多来多排输沙特性是如何在调水调沙中应用的.     

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。     

泥沙起动规律及起动流速

文中根据泥沙运动统计理论进一步阐述和验证了泥沙起动的统计规律。严格地阐明了起动的意义,强调了起动时仍服从统一的输沙率规律。在此基础上约定了起动的数量标准,它们能概括起动的各种实际资料。此外,文中还提出了能反映一些实际现象的粘着力表达式。     

三峡水库泥沙计算成果是可靠的——对"关于三峡水库泥沙计算可靠性的讨论"文章的回应和讨论

本文是对文献[1]“关于三峡水库泥沙计算可靠性的讨论”的回应和讨论。文中首先对非均匀沙挟沙能力关系进行了必要说明,指出挟沙能力系数的多值性,并从理论上论证了在长江水库中取K=0．03及长江河道中取K=0．017是有根据的,而且与经验值是符合的。针对文献[1]认为三峡水库挟沙能力系数做的工作太少,没有认真研究,本文引用了一系列成果以说明对挟沙能力及挟沙能力系数一直在不断深入研究,不仅论证了采用值是最优的,而且在理论上有不少进展和创新。其次,直率指出文献[1]在挟沙能力系数偏大的实际资料分析中含有误解和错误,不足以得到它的结论。同时列举了支持三峡水库和下游河道挟沙能力系数的几个重要成果;并指出决定水库淤积的是不平衡输沙时的含沙量,离开它专谈挟沙能力是不全面的。接着对丹江口水库验证成果及有关数据进行了说明和分析,指出文献[1]提出的一些讨论不符合实际,是不恰当的;而两个单位的验证成果,足够符合目前泥沙研究的精度。最后指出文献[1]的挟沙能力系数影响三峡水库淤积的分析结论明显地夸大了淤积,进而对文献[1]及其作者的自相矛盾的一些研究与作法提出了异议,并希望注意改进。     

江湖流量分配变化导致长江中游新的洪水形势

本文全面论述了江湖流量分配变化导致长江中游出现的新防洪形势。文中首先举出江湖流量分配的巨大变化。     

黄河河床物质层理淤积结构及沉积机理

详细分析了黄河典型的河床物质淤积层理结构,探讨了泥沙成层分布与水沙条件的关系。结果表明:水量年际变化大、水沙异源,且发生高含沙洪水的支流相对比较多、各支流泥沙的粗细不同等为泥沙分层淤积的主要前提条件;河道边界条件进一步促进了泥沙分层淤积的形成。     

弯道凹岸边壁上的泥沙起动

对弯道边壁泥沙起动做了较深入的分析,建立了较清晰的物理图形,考虑了五种力,并较全面地分析了各种力的作用,导出了最一般条件下包括粗、细泥沙在河床上不同位置的起动流速公式.该公式概括性高,它可以简化为顺直河流边壁泥沙起动以及床面泥沙起动条件下的公式.采用试验资料对该公式进行了检验,其理论结果与实测是符合的.