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

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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

2、步评议。关键词：河道整治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

3、步恶化。随着国民经济的发展，今后黄河两岸引水量将有增无减，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)由上式看出，在来流流量一定的前提下，含沙量较小时，

4、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，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

5、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

6、结果BankfulldischargeatHuayuangkouandJiahetanstations年份198719881989199219941996花园口430036004700330040003500夹河滩330035003100370030002.2输沙能力法　　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3河道整治设计河宽的确定　　胡一三等在“黄河下游游荡性河段河道整治”中明确提出

7、了今后游荡性河道的整治原则为：防洪为主、统筹兼顾；中水整治、洪枯兼顾[1]。确定中水流路治导线是游荡性河道整治的核心，那么中水流路的整治设计河宽是确定河道整治治导线必不可少的要素之一。　　小浪底水库的修建将改变黄河下游的来水来沙条件。吴宾格在“河道整治小弯方案探讨”一文[８]中，为确定流量减小后的治导线宽度，利用黄河花园口、夹河滩、高村三站资料，点绘出B/Q与Sv关系，认为，在造床流量减小后，河道整治宽度应减小，小弯方案可用于新形势下的游荡性河道整治之中。目前黄河下游东坝头以上河道整治设计河宽一般采用1200m,东坝头至高村河段采用1000

8、m。现行河道整治设计河宽是否能够适应新时期本河段河床演变状况，已成为黄河下游面临的现实问题。3.1稳定河槽宽度稳定河槽宽度即河道处于动力平衡条件下的河宽。从长时期来看，河流总是不