黄河下游漫滩高含沙洪水滩槽界定及泥沙时空沉积特性

发布时间：2019-08-13 19:01

【摘要】：黄河下游漫滩高含沙洪水河床调整剧烈,多数断面洪水后形成"相对窄深河槽",洪水前后河槽宽度发生明显变化。分别以观测断面洪水前后的河槽宽度为基准,计算漫滩高含沙洪水期泥沙时空沉积分布,结果表明,漫滩高含沙洪水与非漫滩高含沙洪水相比,能将主河槽内淤积泥沙量的59.3%搬运至嫩滩或滩地,减缓主河槽淤积。在分析研究基础上,建立了洪水后漫滩河段河槽相对缩窄率与洪水前期河槽宽度的量化关系,洪水后主槽宽度缩窄率为15.5%~44.0%;分析遴选了漫滩高含沙洪水滩地淤积量与主要水力因子间关联度及物理含义,给出了漫滩高含沙洪水滩地淤积量与相应水力因子间的响应函数;初步提出漫滩洪水河道塑槽淤滩的临界水沙配置指标,临界水沙系数取值为0.025~0.040。成果对高含沙洪水调控具有一定的指导意义。
【图文】：

本文在以往众多研究成果基础上，考虑到洪水漫滩河段、洪水时段、输沙率资料修正及不同的主槽划分宽度等因素，，对漫滩高含沙洪水的输移特性及不同年份漫滩高含沙洪水的“淤滩塑槽”作用进行了全面的分析研究，旨在揭示漫滩高含沙洪水泥沙冲淤的时空分布特性，探讨滩地冲淤与水沙因子间的响应关系，建立漫滩洪水滩槽冲淤与洪水指标间的关系，提出满足河槽不淤积的漫滩高含沙洪水调控指标，为多沙河流高含沙洪水调控模式提供技术支撑。1滩槽宽度界定黄河在孟津县白鹤由山区进入华北平原，于山东垦利流入渤海，河长878km，见图1。黄河下游为典型的冲积性游荡型河道，20世纪70年代以来，尽管两岸修建了大量的河道整治工程，对约束主流横向摆动起到了一定作用，但由于黄河的复杂性，床沙细，冲淤善变，主槽位置经常迁徙不定，汛期两股河或多股河会随时发生，有时经过一场洪水，主流位置会完全移位，变化非常迅速。图1黄河下游平面示意Fig.1SketchofthelowerYellowＲiver黄河下游横断面多为主槽与滩地组成的复式断面。滩地阻力大，尽管过水面积大，但流速低，过流能力较小，只起到过洪的辅助作用;主槽阻力小，糙率系数一般在0.01左右，流速大，洪水期主槽是河道排洪输沙的主要通道，如花园口断面漫滩洪水期主槽过流比占全断面的80%以上，见表1，维持主槽不萎缩对河流健康具有重要意义。鉴于黄河河道变化的复杂性和多变性，对主槽冲淤量计算以实测大断面为基准，采用“定宽度、动主槽”进行分割计算。滩槽划分标准以主槽两侧具有明显的约束点(如整治节点、生产堤或者洪水前后明显的滩唇)为分界进行划分。针对研究的对象是漫滩高含沙洪水滩槽冲淤分布，考虑到高含沙洪水断面调整的多变性，故滩槽宽度的界定随不同年份场次洪水而变，且由于高含沙洪水

anyuankoucrosssectionduringoverbankfloods时间全断面主槽流量/(m3·s－1)水面宽/m平均流速/(m·s－1)流量/(m3·s－1)过流比/%宽度/m平均流速/(m·s－1)最大流速/(m·s－1)1957-07-191120053001.70926082.714703.074.801958-07-171150053501.79989086.010003.084.401958-07-181720035102.291580091.912003.004.441977-08-081080028002.81885081.94703.535.211982-08-021470028302.581180080.013702.693.861996-08-05786033001.79696088.56303.284.34图2黄河下游漫滩洪水典型断面示意Fig.2TypicalcrosssectionofthelowerYellowＲiverduringoverbankfloods2典型漫滩高含沙洪水滩槽计算2.1漫滩洪水水沙特征从黄河下游实测大断面成果看，下游河道发生漫滩或局部漫滩高含沙洪水的年份有1969年、1970年、1971年、1973年、1977年、1988年、1992年、1994年和1996年，洪水期典型水文站水沙特征值，如表2所示，可以看出，漫滩年份以1977年洪水流量为最大，“77.7”和“77.8”两场高含沙洪水花园口站瞬时最大流量分别为8100m3/s和10800m3/s，三门峡瞬时最大含沙量分别为589kg/m3和911kg/m3。1969年漫滩洪水流量最小，花园口站瞬时最大流量为4500m3/s，三门峡瞬时最大含沙量为435kg/m3。黄河下游游荡性河段河道整治主要始于20世纪70年代中期，工程修建对控制流路起到了一定作用，从1969年漫滩高含沙洪水看，当时洪水流量并不大，但游荡性河段发生了局部漫滩，随后的1970年和1971年也发生过类似的漫滩高含沙洪水。1996年花园口站瞬时最大流量为7860m3/s，由于前期河道排洪能力小及洪水前期小洪水造成河道严重淤积，黄河下游呈现大范围漫滩。2.2典型年份漫滩
【作者单位】： 黄河水利委员会黄河水利科学研究院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51379087;51509101)~~
【分类号】：TV122;TV147

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本文编号：2526300