黃河下游河道對(duì)洪水的響應(yīng)機(jī)理與泥沙輸移規(guī)律

前言

黃河是一條偉大的河流，她孕育了我國(guó)燦爛的古文化，黃河流域被譽(yù)為中華民族的搖籃。但由于其頻繁的洪水災(zāi)害及巨大的破壞力，長(zhǎng)期以來(lái)又是一條聞名于世的災(zāi)難河流。新中國(guó)成立前，黃河“三年兩決口，百年一改道”給沿黃兩岸人們帶來(lái)了深重的災(zāi)難；新中國(guó)成立后，黨和國(guó)家對(duì)黃河的治理與開(kāi)發(fā)高度重視，人們以科學(xué)為基礎(chǔ)，積極從事黃河的治理與開(kāi)發(fā)，除害興利，經(jīng)過(guò)大規(guī)模的治理，已初步形成“上攔下排、兩岸分滯’’控制洪水和“攔、排、調(diào)、放、挖”綜合處理泥沙的防洪工程體系，取得了60多年伏秋大汛不決口的偉大勝利，有力地保障了黃河下游兩岸廣大地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。但是，黃河多泥沙的特點(diǎn)，決定了黃河治理的復(fù)雜性、艱巨性和特殊性，尤其是社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，給黃河的治理又帶來(lái)了許多新問(wèn)題，黃河的健康也受到了嚴(yán)重威脅。突出表現(xiàn)在：一是進(jìn)入黃河下游的水沙關(guān)系進(jìn)一步惡化，河槽淤積萎縮，排洪能力顯著下降；二是黃河下游河道“二級(jí)懸河”表現(xiàn)突出，致使“橫河”、“斜河”發(fā)生幾率增加，嚴(yán)重影響防洪安全；三是游蕩性河段的河勢(shì)尚未得到有效控制，灘區(qū)安全設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重滯后，灘區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與治河矛盾突出?？茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。長(zhǎng)期以來(lái)，人們?cè)谡鞣S河、除害興利的實(shí)踐中，已積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。雖然黃河治理取得了很大成就，但黃河目前的治理現(xiàn)狀與徹底根治的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)還有很大距離，且隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)黃河治理開(kāi)發(fā)的要求也愈來(lái)愈高。要徹底根治黃河，首先必須全面了解和掌握黃河水沙變化和河床演變的客觀規(guī)律，因勢(shì)利導(dǎo)，造福于民。長(zhǎng)期以來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，許多治黃工作者為此作出了不懈的努力。古代治河典籍之浩瀚為世界上任何別的河流所不及。近代的黃河研究，把歷代的治河經(jīng)驗(yàn)和新的科學(xué)技術(shù)緊密結(jié)合，在深度和廣度上也有了很大的發(fā)展。黃河泥沙的危害主要在下游，而根源卻在中游。新中國(guó)成立以來(lái)，黃河流域系統(tǒng)的水文觀測(cè)資料，為開(kāi)展下游水沙運(yùn)行規(guī)律和河床演變的研究奠定了基礎(chǔ)。許多老一輩治黃科技工作者經(jīng)過(guò)艱辛的努力，通過(guò)廣泛的調(diào)查和參閱有關(guān)歷史文獻(xiàn)，系統(tǒng)整理并分析了水文及河道觀測(cè)資料，并輔助于試驗(yàn)，開(kāi)展了大量研究工作，已取得了許多有價(jià)值的科研成果，得到了許多規(guī)律性的認(rèn)識(shí)，為制定黃河的治理開(kāi)發(fā)規(guī)劃和指導(dǎo)各項(xiàng)重大治黃措施提供了科學(xué)依據(jù)。黃河問(wèn)題非常復(fù)雜，伴隨著黃河的治理開(kāi)發(fā)，由于人類對(duì)河川徑流的過(guò)度索取和對(duì)洪水的過(guò)度調(diào)控，黃河凸顯出一系列嚴(yán)重問(wèn)題，如主槽嚴(yán)重萎縮引起的過(guò)流能力降低、水資源供需矛盾突出、生態(tài)系統(tǒng)退化等。目前，黃河的自然功能已經(jīng)退化到足以威脅到黃河自身生命的程度，嚴(yán)重制約了黃河流域及其相關(guān)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，甚至威脅到人類的生存和健康。新問(wèn)題的出現(xiàn)迫使我們不斷去探索、去解決。

內(nèi)容概要

本書(shū)主要研究黃河下游河道洪水泥沙輸移及河床演變，共分十一章。內(nèi)容包括：對(duì)下游河道泥沙沉積物的時(shí)空分布及其組成進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)；基于下游河道泥沙輸移特性，引入水沙搭配參數(shù)，定量分析了黃河下游水沙配置的合理性及水沙變化特性；考慮來(lái)沙粗細(xì)，建立了汛期、非漫灘洪水泥沙輸移與水沙條件間的響應(yīng)函數(shù)；界定了高效輸沙洪水的判別標(biāo)準(zhǔn)，建立了高效輸沙洪水主導(dǎo)因子間的量化函數(shù)式；依據(jù)水沙運(yùn)行的基本理論，引入分流比、峰型系數(shù)、調(diào)控系數(shù)和峰變系數(shù)等參數(shù)，分別概化并定量分析了引水大小、峰型變化及洪水歷時(shí)對(duì)河道輸沙的影響。    本書(shū)可供從事黃河規(guī)劃、治理、水沙資源配置、河床演變、河道整治和防洪減災(zāi)等方面工作的科技工作者及高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考使用。

書(shū)籍目錄

前言第一章　基本資料的系統(tǒng)性和合理性  第一節(jié)　水文資料系統(tǒng)分析的必要性  第二節(jié)　泥沙顆粒級(jí)配的系統(tǒng)性  第三節(jié)　不同方法沖淤量計(jì)算及評(píng)價(jià)  第四節(jié)　輸沙率資料修正  參考文獻(xiàn)第二章　黃河下游水沙配置及特性  第一節(jié)　年水沙變化特性  第二節(jié)　近期黃河水沙變化特點(diǎn)  第三節(jié)　洪水期水沙變化特點(diǎn)及量化關(guān)系  第四節(jié)　水沙搭配的協(xié)調(diào)性  第五節(jié)　黃河下游泥沙組成及粗細(xì)沙搭配第三章　黃河下游不同粒徑組泥沙沉積及粗細(xì)沙界定  第一節(jié)　試驗(yàn)結(jié)果  第二節(jié)　懸移質(zhì)與床沙質(zhì)  第三節(jié)　黃河下游不同時(shí)期分組泥沙沖淤及淤積物組成  參考文獻(xiàn)第四章　黃河下游泥沙沉積時(shí)空分布及沉積物組成  第一節(jié)　泥沙沉積橫向分布  第二節(jié)　不同粒徑組泥沙淤積時(shí)空分布及排沙比變化  第三節(jié)　不同時(shí)期黃河下游床沙質(zhì)組成變化  參考文獻(xiàn)第五章　不同水流條件下黃河下游河道泥沙沖淤調(diào)整  第一節(jié)　不同時(shí)期黃河下游泥沙沖淤概況  第二節(jié)　水庫(kù)攔沙期泥沙沖淤調(diào)整特點(diǎn)  第三節(jié)　水庫(kù)正常運(yùn)用期下游河道泥沙沉積特點(diǎn)  參考文獻(xiàn)第六章　黃河下游河道對(duì)異重流洪水及細(xì)沙洪水的響應(yīng)  第一節(jié)　異重流洪水概述  第二節(jié)　不同年份細(xì)沙淤積及其與水沙間關(guān)系  第三節(jié)　水庫(kù)攔沙期異重流排沙效果  第四節(jié)　細(xì)沙洪水的選取標(biāo)準(zhǔn)及沖淤概況  第五節(jié)　細(xì)沙洪水泥沙輸移調(diào)整特點(diǎn)  參考文獻(xiàn)第七章　不同條件下黃河下游河道泥沙輸移規(guī)律及影響機(jī)理　第一節(jié)　水庫(kù)攔沙期泥沙沖刷規(guī)律及影響因素　第二節(jié)　汛期河道沖淤與來(lái)水來(lái)沙間的關(guān)系及響應(yīng)機(jī)理　第三節(jié)　洪水期黃河下游河道泥沙調(diào)整與水沙的關(guān)系　第四節(jié)　艾山-利津河段臨界輸沙條件　第五節(jié)　寬河道對(duì)洪水及泥沙的調(diào)整作用　參考文獻(xiàn)第八章　黃河下游河道主要控制站輸沙能力變化　第一節(jié)　水庫(kù)攔沙期下游河道輸沙能力變化　第二節(jié)　水庫(kù)正常運(yùn)用期下游河道輸沙能力變化第九章　黃河下游河道泥沙輸移影響因素探討　第一節(jié)　引水對(duì)河道沖淤影響的機(jī)理探討　第二節(jié)　泥沙組成對(duì)河道沖淤調(diào)整的影響　第三節(jié)　黃河下游不同峰型洪水對(duì)泥沙輸移的影響　第四節(jié)　洪水歷時(shí)對(duì)輸沙能力的影響　參考文獻(xiàn)第十章　黃河下游縱橫斷面對(duì)不同水沙條件的響應(yīng)　第一節(jié)　黃河下游不同時(shí)期縱剖面調(diào)整　第二節(jié)　縱剖面變化特點(diǎn)　第三節(jié)　縱剖面調(diào)整機(jī)理探討　第四節(jié)　縱剖面變化對(duì)河道輸沙及河型轉(zhuǎn)化的影響　第五節(jié)　黃河下游不同時(shí)期橫斷面調(diào)整　第六節(jié)　洪水期斷面調(diào)整及沖淤面積計(jì)算　第七節(jié)　橫斷面調(diào)整影響因素及其與水沙的關(guān)系　第八節(jié)　河道萎縮機(jī)理及其后效　參考文獻(xiàn)第十一章　黃河下游河道輸沙水量計(jì)算及高效輸沙洪水界定　第一節(jié)　輸沙水量定義、影響因素及研究現(xiàn)狀　第二節(jié)　黃河下游引水、引沙特點(diǎn)　第三節(jié)　汛期黃河下游主要控制站輸沙水量的計(jì)算　第四節(jié)　洪水期下游主要控制站輸沙水量計(jì)算　第五節(jié)　非汛期下游河道沖淤與水沙間關(guān)系　第六節(jié)　下游輸沙水量合理性論證　第七節(jié)　黃河下游高效輸沙洪水分析　參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第一章 基本資料的系統(tǒng)性和合理性第一節(jié) 水文資料系統(tǒng)分析的必要性一、黃河下游河道基本資料觀測(cè)工作發(fā)展情況黃河下游河道沖淤量及其分布是黃河規(guī)劃治理的重要參考依據(jù)。為及時(shí)了解下游河道沖淤量和縱橫向分布，1934年有關(guān)部門(mén)曾在鐵謝-利津河段施測(cè)了51個(gè)觀測(cè)斷面。1951年以來(lái)，黃河水利委員會(huì)陸續(xù)開(kāi)展了淤積斷面的測(cè)量工作，自1965年開(kāi)始，這一工作逐步走向規(guī)范，對(duì)下游河道淤積斷面測(cè)驗(yàn)進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)整，并對(duì)測(cè)量時(shí)間也進(jìn)行了統(tǒng)一部署，簡(jiǎn)稱為統(tǒng)測(cè)。根據(jù)實(shí)際要求每年統(tǒng)測(cè)2－3次，一般安排在每年汛前的5－6月及汛后的9－10月，鐵謝-利津河段納人統(tǒng)測(cè)的斷面總計(jì)87個(gè)，斷面間距在3－20km。隨著治黃事業(yè)的不斷發(fā)展及科研工作的不斷深化，1998年以后對(duì)下游淤積斷面觀測(cè)普遍進(jìn)行了加密，到2002年，鐵謝-利津河段共施測(cè)斷面135個(gè)，斷面間距一般在3－9km，利津以下至河口河段目前施測(cè)斷面有18個(gè)。長(zhǎng)期以來(lái)，豐富的野外觀測(cè)資料為深化對(duì)黃河的認(rèn)識(shí)奠定了基礎(chǔ)。水位、流量及泥沙測(cè)驗(yàn)是河流水文觀測(cè)的最基本項(xiàng)目。目前，黃河下游干流水文站共有7個(gè)，測(cè)站間距一般為90－170km，上段寬河道測(cè)站間距相對(duì)較小。除水文站外，下游沿程還布設(shè)了25個(gè)水位站。水文站觀測(cè)資料系列相對(duì)較長(zhǎng)，但各站觀測(cè)時(shí)間也參差不齊，最早的（濼口站）于1919年已開(kāi)始觀測(cè)，1934－1950年又先后增設(shè)了高村、利津、花園口、夾河灘、孫口及艾山各站，1950年后下游水文測(cè)驗(yàn)工作逐步走向完善，系統(tǒng)的水文觀測(cè)資料為研究泥沙的輸移規(guī)律、下游河床演變、防洪規(guī)劃及決策等問(wèn)題提供了重要依據(jù)。二、資料合理性分析的必要性黃河下游水文泥沙觀測(cè)資料非常豐富，主要包括水文站、水位站多年的水沙觀測(cè)資料和河道斷面觀測(cè)資料。水沙觀測(cè)資料一方面能夠反映河床長(zhǎng)時(shí)期的宏觀演變，另一方面又能揭示洪水期短時(shí)間內(nèi)河道的微觀變化；斷面觀測(cè)資料主要是反映一定時(shí)期內(nèi)河道內(nèi)泥沙的沉積量和縱橫向分布?？梢?jiàn)，資料的合理性和系統(tǒng)性是認(rèn)知黃河基本規(guī)律的基礎(chǔ)。

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《黃河下游河道對(duì)洪水的響應(yīng)機(jī)理與泥沙輸移規(guī)律》由黃河水利出版社出版。

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