黄河口清水沟尾闾河道演变过程分析与改道风险评估
发布时间：2021-02-20 13:17
黄河口清水沟流路从1976年至今已行河43 a,其演变过程与稳定关系着黄河口区域的生产发展。在以往研究基础上,依据1976—2015年利津水沙资料,提出了基于时段的水沙搭配判定指标,并结合清水沟尾闾河道实测断面资料,分析了尾闾河道形态调整及冲淤变化。结果表明,清水沟流路的演变可分为Ⅰ滩槽快速淤积、Ⅱ主槽冲深展宽、Ⅲ主槽淤积萎缩及Ⅳ主槽窄深发展4个阶段;采用国际上常用的改道参考指标,包括河道纵横比降比值及无量纲滩槽差,定量评估了清水沟尾闾河道改道风险随时间和空间的变化特点,可知河道在第Ⅲ阶段末清7断面附近最易发生改道;采用滞后响应模型,建立了河道纵比降演变趋势的模拟方法,可知在第Ⅳ阶段末清水沟尾闾河道纵比降已趋于平衡值。
【文章来源】：武汉大学学报(工学版). 2020,53(08)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
研究河段示意图
基于以往清水沟尾闾河段的分阶段研究，本文选取1980年单一河道形成、1986年龙羊峡水库下闸蓄水、1996年清8改汊3个时间节点，将清水沟河道演变过程划分为Ⅰ（1976—1980年）、Ⅱ（1980—1986年）、Ⅲ（1986—1996年）、Ⅳ（1996—2015年）4个阶段。结合河道断面形态（图3）、河长变化及渔洼以下河段累计冲淤量变化（图4）、河道纵比降变化（图5），各阶段演变特征分析如下：利用1976年较优的水沙条件，黄河口于当年改道至清水沟，1977—1981年内来水来沙量较大，但水沙系数K均值为1.07（图2），水沙搭配较差，故阶段I(1976—1980年）中主槽和滩地均快速淤积抬升（图3），且淤积速率沿程增加，加之河道向海延伸速率较快（1.91 km/a），河道纵比降锐减（图5），该阶段主要特征为滩槽快速淤积，阶段内河段累计淤积量为2.86亿m3（图4）。在阶段Ⅱ（1980—1986年）中，水沙条件较好（K=2.20），且单一河道形成后，行水条件得到较大改善。该阶段中滩地稳定，主槽冲深展宽（图3），河道向海延伸速率仍较快（1.40 km/a），河道纵比降继续减小（图5），该阶段内有短时间少量冲刷，冲刷量为0.30亿m3（图4）。故该阶段河道主要表现为主槽冲深展宽。随后的1986—1996年内，水沙条件恶化（K=0.83），泥沙在主槽及滩唇附近大量落淤（图3），下游河段朝悬河趋势发展，河道以1.35 km/a的速率继续淤积延伸，河道纵比较继续减小（图5），阶段淤积量为0.76亿m3（图4），故阶段Ⅲ中河道主要以主槽淤积萎缩为主。1996年清8改汊工程缩短流路16.2 km，河道纵比降突增，使水流动力增强，加之下游民埝、县级公路等束窄河道（图3），水流集中于主槽，为主槽冲刷下切提供了条件，且受小浪底水库拦沙作用及调水调沙影响，2002年后河口输沙量虽大幅减小，但水沙搭配优化（图2），故阶段Ⅳ（1996—2015年）中，断面整体表现为冲刷，且主槽下切明显，该阶段冲刷量为0.48亿m3（图4）。1996年后河道继续淤积延伸，但其延伸速率大幅降低至0.62 km/a，河道纵比降减缓速率也明显减小，另外，2007年尾闾河道自然出汊后，河道纵比降稍有增加。总的来说，该阶段特征主要为主槽窄深发展。
综上所述，黄河口清水沟尾闾河段的演变过程可概化为Ⅰ滩槽快速淤积阶段（1976—1980年）、Ⅱ主槽冲深展宽阶段（1980—1986年）、Ⅲ主槽淤积萎缩阶段（1986—1996年）及Ⅳ主槽窄深发展阶段（1996—2015年）。前3个阶段的演变特征与以往研究中黄河口的演变规律一致，但第Ⅳ阶段中，因清水沟流路实施了1996年清8改汊、2002年后调水调沙等干预措施，打破了黄河口原有的演变过程，逆转了尾闾河道改道的趋势，即第Ⅳ阶段河道将随不同程度的人类活动影响表现出不同的演变特征。需要注意的是，2015年水沙系数K减小，且渔洼以下河段累计淤积量有增加趋势，后续研究需密切关注黄河口最新演变特征。图4 清水沟流路渔洼以下河段累计冲淤量变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]利津水位对河口演变响应的计算方法[J]. 郑珊,谈广鸣,吴保生,王开荣. 水利学报. 2015(03)
[2]黄河口现行尾闾流路改道标准及其评价[J]. 王开荣,陈孝田,赵阳. 人民黄河. 2009(05)
[3]黄河清水沟流路河口尾闾段河床形态萎缩特征[J]. 王开荣,黄海军,张永平. 海洋地质与第四纪地质. 2008(02)
[4]水沙过程变异条件下黄河口拦门沙的演变响应与调控[J]. 胡春宏,张治昊. 水利学报. 2006(05)
[5]黄河河口延伸对下游淤积影响的定量研究[J]. 师长兴,叶青超. 科学通报. 1996(15)
硕士论文
[1]黄河河口泥沙输移及其分布规律研究[D]. 王开荣.西安理工大学 2003
本文编号：3042826
【文章来源】：武汉大学学报(工学版). 2020,53(08)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
研究河段示意图
基于以往清水沟尾闾河段的分阶段研究，本文选取1980年单一河道形成、1986年龙羊峡水库下闸蓄水、1996年清8改汊3个时间节点，将清水沟河道演变过程划分为Ⅰ（1976—1980年）、Ⅱ（1980—1986年）、Ⅲ（1986—1996年）、Ⅳ（1996—2015年）4个阶段。结合河道断面形态（图3）、河长变化及渔洼以下河段累计冲淤量变化（图4）、河道纵比降变化（图5），各阶段演变特征分析如下：利用1976年较优的水沙条件，黄河口于当年改道至清水沟，1977—1981年内来水来沙量较大，但水沙系数K均值为1.07（图2），水沙搭配较差，故阶段I(1976—1980年）中主槽和滩地均快速淤积抬升（图3），且淤积速率沿程增加，加之河道向海延伸速率较快（1.91 km/a），河道纵比降锐减（图5），该阶段主要特征为滩槽快速淤积，阶段内河段累计淤积量为2.86亿m3（图4）。在阶段Ⅱ（1980—1986年）中，水沙条件较好（K=2.20），且单一河道形成后，行水条件得到较大改善。该阶段中滩地稳定，主槽冲深展宽（图3），河道向海延伸速率仍较快（1.40 km/a），河道纵比降继续减小（图5），该阶段内有短时间少量冲刷，冲刷量为0.30亿m3（图4）。故该阶段河道主要表现为主槽冲深展宽。随后的1986—1996年内，水沙条件恶化（K=0.83），泥沙在主槽及滩唇附近大量落淤（图3），下游河段朝悬河趋势发展，河道以1.35 km/a的速率继续淤积延伸，河道纵比较继续减小（图5），阶段淤积量为0.76亿m3（图4），故阶段Ⅲ中河道主要以主槽淤积萎缩为主。1996年清8改汊工程缩短流路16.2 km，河道纵比降突增，使水流动力增强，加之下游民埝、县级公路等束窄河道（图3），水流集中于主槽，为主槽冲刷下切提供了条件，且受小浪底水库拦沙作用及调水调沙影响，2002年后河口输沙量虽大幅减小，但水沙搭配优化（图2），故阶段Ⅳ（1996—2015年）中，断面整体表现为冲刷，且主槽下切明显，该阶段冲刷量为0.48亿m3（图4）。1996年后河道继续淤积延伸，但其延伸速率大幅降低至0.62 km/a，河道纵比降减缓速率也明显减小，另外，2007年尾闾河道自然出汊后，河道纵比降稍有增加。总的来说，该阶段特征主要为主槽窄深发展。
综上所述，黄河口清水沟尾闾河段的演变过程可概化为Ⅰ滩槽快速淤积阶段（1976—1980年）、Ⅱ主槽冲深展宽阶段（1980—1986年）、Ⅲ主槽淤积萎缩阶段（1986—1996年）及Ⅳ主槽窄深发展阶段（1996—2015年）。前3个阶段的演变特征与以往研究中黄河口的演变规律一致，但第Ⅳ阶段中，因清水沟流路实施了1996年清8改汊、2002年后调水调沙等干预措施，打破了黄河口原有的演变过程，逆转了尾闾河道改道的趋势，即第Ⅳ阶段河道将随不同程度的人类活动影响表现出不同的演变特征。需要注意的是，2015年水沙系数K减小，且渔洼以下河段累计淤积量有增加趋势，后续研究需密切关注黄河口最新演变特征。图4 清水沟流路渔洼以下河段累计冲淤量变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]利津水位对河口演变响应的计算方法[J]. 郑珊,谈广鸣,吴保生,王开荣. 水利学报. 2015(03)
[2]黄河口现行尾闾流路改道标准及其评价[J]. 王开荣,陈孝田,赵阳. 人民黄河. 2009(05)
[3]黄河清水沟流路河口尾闾段河床形态萎缩特征[J]. 王开荣,黄海军,张永平. 海洋地质与第四纪地质. 2008(02)
[4]水沙过程变异条件下黄河口拦门沙的演变响应与调控[J]. 胡春宏,张治昊. 水利学报. 2006(05)
[5]黄河河口延伸对下游淤积影响的定量研究[J]. 师长兴,叶青超. 科学通报. 1996(15)
硕士论文
[1]黄河河口泥沙输移及其分布规律研究[D]. 王开荣.西安理工大学 2003
本文编号：3042826
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