黄河下游游荡性河道双岸整治方案研究论文

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1、黄河下游游荡性河道双岸整治方案研究论文摘要：作者针对黄河下游游荡性河槽极为宽浅，河床极不稳定，目前的河道整治宽度过大，不利于洪水期控导河势与河床的集中冲刷，必须双岸同时整治，缩窄河宽；从有利于排洪输沙需求出发，应按洪水较顺直河势，因地制宜.freel3/s。发生1958年型22300m3/s的洪水，经小浪底等水库调节后花园口站洪峰流量也会小于10000m3/s2。(2)小浪底水库投入运用不仅削减了洪峰，同时也使进入下游的水沙条件发生较大变化3,4。在运用初期水库要淤满220m以下30亿m3堆沙库容，才能利用洪水进行有效排沙，

2、为此在水库运用初期4～5年内下泄清水，将造成高村以上河段大量冲刷，河道的泄洪能力也随之增大。在以后的相机排沙运用期，平、枯水年水库仍将蓄水拦沙运用，只有在洪水时才有排沙机会。在2002年研究河道整治时设计给出的进入下游的水沙搭配情况表明，有80%～90%的泥沙由流量大于2500m3/s的洪水输送。因此适时进行调水调沙，可增大洪水的输沙造床作用，减轻小水小沙造成的河道淤积及其对下游的防洪威胁。目前二级悬河普遍存在的情况下3，因平滩流量太小而造成“小水大灾”的不利局面，可以得到显著、甚至是根本性的改变。洪峰流量的减小和水沙搭配条

3、件的变化，为游荡性河道进一步整治创造了新的条件，水库的调水调沙运用需要游荡性河道整治配合，从而充分发挥小浪底水库调水调沙的作用，进一步把高村以上河段治理成窄深、归顺、稳定的河道。2游荡性河道河势变化规律、河型转化条件2.1水流塑造河槽，河槽约束水流，河型转化条件冲积河流的特性取决于流域因素5,6，来自流域的长期水沙条件，决定了河槽的形态和比降，及河床组成。不同来水来沙条件组合的不同，塑造出不同的河槽形态和比降，从而决定了水流的强弱，形成不同的输沙特性。对于一定的河槽形态，小水淤积、大水冲刷分界流量是确定的。因此，来水来沙条件

4、组合又决定河道的冲淤特性；不同的河槽形态对水流的约束作用不同，又形成不同的演变特性；河床组成的抗冲性与水流的强弱决定了河槽的稳定性，因此形成不同的河型。河型的不同是多因素综合的结果，是河流演变、输沙特性的集中反映。河道的输沙特性与演变特性间存在着密切的联系，其原因是它们都受河槽形态的控制。不同的河型的主要差别是因为它们具有不同的河槽形态，具有窄深河槽的河流，不仅输沙能力强，河道很少淤积，且河势受窄深河槽的约束，河道稳定，多年小水坐弯得以累计，可发展成弯曲性河流。而具有宽浅河槽的河流，不仅输沙能力低，河道强烈堆积，且宽浅河槽无

5、法约束洪水期河势变化，经常发生切滩整直河势，产生难以预料的河势变化和险情，具有随机性，对防洪极为不利。2.2游荡性河道河势变化机理在能量消散过程中，任何具能体总是遵循这样的规律，将它所具有的位能以最快的速度、最短的时间、最大的能量消散率消散，从而达到最稳定状态。游荡性河道的河势变化同样是能量消散规律在起主导作用。由于游荡性河道河槽极为宽浅，河槽对水流的约束作用弱，因此在洪水期改道时形成的河槽总是顺直的，沿着最大比降方向流动，这就是洪水期河势趋直的原因所在；至于河流的弯曲，则是由于小水期受河床上犬牙交错边滩条件的制约，而被迫沿

6、着弯曲的流路流动。3游荡性河道整治必须双岸同时进行目前的一岸整治方案，在控制游荡范围、归顺河势方面起到了一定的作用。但在小浪底水库投入运用后，根据三门峡水库下泄清水的经验和对小浪底水库运用方式的研究，高村以上游荡性河道将发生强烈冲刷，河槽仍很宽浅散乱，无法稳定。3.1游荡性河道特性其一游荡性河道特性是冲积河流中具有比降陡，河床极为不稳定的特性。游荡性河流就像在比降陡的地形条件下没有兴建跌水的不稳定渠道。其二是河槽极为宽浅，随着流量的增加宽深比B/h值增大。黄河干支流典型水文站实测流量与宽深比B/h值间的关系表明，对于游荡性河

7、段而言，随着流量的增大B/h值增大，窄深河槽却相反，随着流量的增大B/h值减小。前者定义为宽浅河槽，后者定义为窄深河槽。它们具有完全不同的演变特性，也是形成不同河型的根本原因。在小浪底水库投入运用后，床沙组成虽然由0.1mm增加到0.2mm，但起动流速没有增加，均处在最容易起动范围内。因此由于游荡性河道其固有原因，比降陡、河床组成易冲，在来水较清的情况下，河床仍很不稳定。3.21960～1964年与1980～1985年下泄清水期实测情况根据历史资料分析，三门峡水库1960年9月至1964年10月下泄清水时，在高村以上河段塌滩

8、280km2，平均塌滩宽度1000m。其中，花园口至夹河滩河段塌滩最严重，平均塌滩宽度1181m，其中柳园口至古城河段平均塌滩宽度达2300m。断面资料套绘表明，河床在冲刷过程中，不断的摆动，塌掉二滩、高滩，新淤出是低滩。根据河势的变化与断面套绘分析，主流摆动范围最大达10km，发生在伊洛