窄深河槽是黄河下游主槽整治的目标(史宗伟)

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5、很好的排洪输沙能力,黄河下游游荡性河段主槽整治所要塑造并长期维持的中水河槽就应该是这样的一个稳定窄深的主河槽。 一、窄深河槽具有很强的输沙能力   在20世纪60年代,麦乔威、赵业安、潘贤娣等人发现黄河下游洪水期输沙特性存在着窄深河道多来多排、宽浅河段多来多排多淤、主槽多来多排而滩地多淤的特点,不仅全沙如此,造床质泥沙也存在着同样的输沙规律[1]。在20世纪80年代,对黄河干支流主要河段输沙特性的对比分析研究表明,控制河道输沙效率的主要因素是河槽形态[2]。要提高宽浅河道的输沙能力就必须调整改善河槽形态。   钱正英早在1988年就指出:“利用

6、窄深河槽输送高含沙水流,以及进一步调节中小流量减少淤积等问题,都值得进一步研究。因为这些问题如果能够得到突破,那么对于下游河道输沙所需要的水量,以及输沙的能力都可能有很大的改变”[3]。   高含沙水流特性研究表明,由于黄河泥沙组成比较细,含沙量的增加,引起流体的粘性增加,使粗颗粒沉速大幅度降低,含沙量在垂线上的分布更加均匀,而河床对水流的阻力并没有增加,仍可利用曼宁公式进行水力计算[4]。利用高含沙洪水输移特性输沙是一种比较理想的技术途径。黄河水沙调控体系建设,以小浪底水库为主的调水调沙的顺利实施和继续完善,已经为利用洪水排沙入海提供了成功的

7、经验。   二、洪水非恒定可造成冲积河道长距离冲刷[5]   根据对冲积河道实测资料的分析,河槽水力几何形态、动床阻力特性、床沙与悬沙不同的水力特性与河道冲淤之间的密切关系,阐明了窄深河槽输沙多来多排的力学基础。床面在高输沙动平衡状态时,处在多来多排的输沙状态,底沙运动速度滞后于洪水传播速度,造成河道长距冲刷;洪水非恒定是造成涨冲落淤的原因,河床的冲淤取决于作用河床底部剪力的变化,剪力增大,底沙的输送强度增加,河床不断冲深。在最大洪峰时,水深达最大,作用在床面上的剪力最大,底沙输移强度最大,d50=0.05~0.1mm的粗沙在洪峰期也能顺利输送

8、,在洪峰稍后河床高程达到最低。在落水过程中作用在床面上剪力减小,底沙输移强度渐次变弱,河床不断淤积抬高。   底沙的运动状况决定了河床的冲刷或淤积,其

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