新形势下黄河下游游荡性河道整治工程设计有关问题探讨.doc

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1、新形势下黄河下游游荡性河道整治工程设计有关问题探讨摘要：随着黄河清水来源区基流的减少、中下游地区耗水量的增加，使近十几年黄河下游中小洪水、高含沙洪水出现机率增加，从而导致一些迎送溜关系较好的控导工程对河势的控导作用明显削弱。小浪底水库建成后，将改变进入下游的水沙及洪水过程，中小洪水持续时间将更长，今后游荡性河道如何整治是一个非常重要的课题。本文通过模型和原型资料的对比，对已建整治工程布局中存在的问题及工程对中小水的适应性等进行了分析，同时对新形势下游荡性河段河道整治设计流量、设计河宽及新型河道整治工程状况下排洪河宽的计算等问题进行了分析和初步评议。关键词：河道整治

2、工程设计整治流量整治河宽排洪宽度1概述　　黄河下游河道整治工程已有300多年历史。1974年开始有计划有步骤地进行游荡性河道整治以来，修建了大量的控导工程，在确保下游防洪安全中起到了重要作用。“八五”期间，“黄河下游游荡性河道整治”专题[1]对游荡性河道整治进行了系统的总结和研究。　　目前黄河下游河道整治所采用的“排洪宽度、整治流量、整治河宽”等都是根据1985年以前的水沙资料统计分析得出来的。1985年以后随着黄河上游清水来源区水资源的日益开发，进入下游的基流大幅度减小，水少沙多的矛盾更加突出，黄河下游河道状况进一步恶化。随着国民经济的发展，今后黄河两岸引水量将

3、有增无减，沿程基流会更加减小。近几年，中小流量的持续作用，不少工程出现多次靠河现象，使本来迎送溜关系较好的控导工程对河势的控导作用大大削弱。黄科院的模型试验结果，也使我们不得不对游荡性河道整治有关问题重新认识。　　小浪底水库建成后，将改变进入下游的水沙及洪水过程，中小洪水和高含沙洪水出现机率将大大提高。本文作者曾经对天然实测资料进行回归分析，得出过水断面面积关系式[2]A=BH=0.073Q1.2·1/[1-Sv0.2(0.4-Sv)]2(1)9由上式看出，在来流流量一定的前提下，含沙量较小时，过洪断面面积因河槽冲刷、过洪宽度大幅度减小而为一较小值；一般挟沙水流时

4、，过洪断面面积则随含沙量增加而增加(主要是河槽宽度增加很大所致);但含沙量大于200kg/m3后，洪水逐渐呈高含沙水流特性，河槽因大量泥沙淤积而使过洪面积大大减少。同时，由上式也可看出，如果来水偏枯，造床流量减少，河槽过洪断面将大大减小，这也正是近些年黄河下游河床萎缩的原因所在。目前的河道整治工程能否适应今后的水沙过程，已经成为黄河下游急待解决的一个重大问题。我们延长了最近十年的实测水沙系列进行统计分析，对黄河下游游荡性河段的河道整治问题取得了一些粗浅认识，提出来，意欲起到抛砖引玉的作用，希望对这一问题能够引起重视并进一步深入探讨。2新形势下黄河下游游荡性河段河道

5、整治设计流量浅析　　黄河下游河道以中水整治为原则，其工程设计流量的选择取决于造床流量。本文根据1973～1996年24年水沙系列，采用多种方法综合分析了游荡性河段的造床流量，并对小浪底水库修建后河道整治设计流量问题进行了分析和预估。2.1平滩流量法[3]　　目前黄河下游常采用水位与河漫滩相齐平的流量作为造床流量。表1是花园口至夹河滩断面1987年以后平滩流量分析结果，由表看出，花园口、夹河滩两站平滩流量明显减小。表1黄河花园口、夹河滩站平滩流量分析结果BankfulldischargeatHuayuangkouandJiahetanstations年份198719

6、8819891992199419969花园口430036004700330040003500夹河滩330035003100370030002.2输沙能力法9　　我们曾对黄河下游造床流量计算方法进行对比分析，并提出了输沙能力计算方法[3,4]。引入水流挟沙力S*，视QS*Pm最大时所对应的流量为造床流量。P为汛期各级流量出现的频率，其中水流挟沙力S*采用文献[5]提出的通用公式计算。该方法引入S*后，使造床流量的计算，不仅考虑了流量过程，而且反映了含沙量大小、水流强度及泥沙粗度对造床作用的影响，显然从概念上更完善一些。取m=0.6,根据1973年～1996年黄河下游

7、花园口、夹河滩水文站实测资料，分别计算各流量级相应的QS*P0.6，点绘于图1。可以看出，花园口、夹河滩站的造床流量分别为4000m3/s和3000m3/s，该流量出现的频率约3%(汛期出现的频率约10.2%)。图1黄河下游花园口、夹河滩造床流量分析结果（输沙能力法）DominantdischargeatHuayuankouandJiahetanontheLowerYellowRiver图2平滩流量(Q平)与输沙能力计算结果(Q造)对比Comparisonofbankfulldischargewiththatcalculatedbysedimenttranspo

8、rting