維持黃河主槽不萎縮的水沙條件研究

前言

黃河是中華民族的母親河，哺育了中華兒女，為中華文明的傳承和發(fā)展作出了巨大貢獻。新中國成立后，為適應(yīng)區(qū)域人口增長和經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，國家對黃河流域進行了大規(guī)模的水利建設(shè)，初步構(gòu)建了黃河下游防洪工程體系和非工程體系，扭轉(zhuǎn)了歷史上“三年兩決口、百年一改道”的被動局面，實現(xiàn)了黃河下游連續(xù)60多年伏秋大汛歲歲安瀾；干流上12座水利樞紐的總庫容達到563億m3、年均發(fā)電量336億kW·h，發(fā)展了引黃灌溉面積約733萬hm2解決了農(nóng)村2727萬人的飲水困難，用其寶貴的水資源極大地促進了相關(guān)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展；通過采取在黃土高原修筑淤地壩、建造梯田、植樹種草等水土流失治理措施，不僅改善了當?shù)厝罕姷纳钏胶蜕姝h(huán)境，而且還取得了年均減少入黃泥沙3.5 億～4.5 億t的巨大成就。但同時應(yīng)該看到，隨著人們對黃河水資源開發(fā)力度和依賴程度的不斷增強，黃河面臨著來水量大幅減少，河道主槽嚴重萎縮，過洪能力銳減，懸河和“二級懸河”加劇等方面的嚴峻考驗。為此，自2002年以來，利用黃河小浪底水庫開展了3次大規(guī)模的調(diào)水調(diào)沙試驗和多次調(diào)水調(diào)沙生產(chǎn)運行。在利用人造洪水輸沙入海的同時，利用人造洪水顯著的造床作用，擴大主槽斷面，加大平灘流量，這不僅有利于洪水的排放，而且為大流量輸沙創(chuàng)造了更為有利的條件?；謴?fù)和維持具有一定過流能力的中水河槽，是黃河健康修復(fù)研究的主要內(nèi)容之一。為此，科技部將“維持黃河主槽不萎縮的水沙條件研究”列為“十一五”國家科技支撐計劃課題（編號2006BAB06.B04），課題選擇黃河下游和黃河內(nèi)蒙古河段作為研究對象，剖析主槽調(diào)整與水流動力和河床阻力之間的關(guān)系，論證維持黃河下游及內(nèi)蒙古河段主槽一定過流能力所需的水沙量和水沙過程，進而提出黃河下游不同量級洪水的科學調(diào)控指標及內(nèi)蒙古河段目標主槽過流能力及其所需的水沙條件。本書重點研究解決以下幾個方面的關(guān)鍵問題：①黃河下游不同洪水的塑槽作用及影響機制，從漫灘洪水與非漫灘洪水兩個方面來分析不同洪水的塑槽機制，量化不同峰型洪水的塑槽作用；②平水期不同水沙過程對河道主槽萎縮的影響，從非汛期清水下泄、汛期非洪水期水沙過程及引水引沙三個方面分析主槽沖淤過程，特別是主槽淤積對斷面萎縮的影響；③河道主槽斷面對不同長系列徑流泥沙過程的響應(yīng)，分析汛期與非汛期水沙量變化及不同長系列水沙過程對主槽斷面的累積影響，建立能夠反映長系列水沙過程綜合作用的平灘流量估算方法；④維持黃河下游河道主槽不萎縮的水沙過程，提出維持主槽不萎縮的理想水沙過程，然后分析不同水沙系列下的主槽塑造效果，最終提出實現(xiàn)黃河下游主槽不萎縮的水沙過程；⑤內(nèi)蒙古河段合理主槽過流能力及相應(yīng)水沙條件，分析內(nèi)蒙古河段主槽萎縮的成因以及洪水的塑槽作用等，根據(jù)有限的基礎(chǔ)資料，側(cè)重機制的綜合分析，從而提出合理的主槽過流能力及所需水沙條件。

內(nèi)容概要

　　《維持黃河主槽不萎縮的水沙條件研究》是在“十一五”國家科技支撐計劃課題“維持黃河主槽不萎縮的水沙條件研究”（編號2006BAB06804）成果的基礎(chǔ)上總結(jié)、提煉而成的。全書采用理論研究、實測資料分析及數(shù)值模擬計算等方法，以黃河下游及黃河內(nèi)蒙古河段為研究對象，針對河道主槽萎縮、排洪輸沙能力降低等問題，系統(tǒng)研究了黃河下游洪水塑槽機制及控制指標、枯水水沙過程對主槽萎縮的影響、河道主槽對長系列徑流泥沙過程的響應(yīng)機制，建立了沖積河流滯后響應(yīng)模型、黃河河道輸沙水量計算方法，提出了維持黃河下游及黃河內(nèi)蒙古河道主槽不萎縮的水沙條件?！　　毒S持黃河主槽不萎縮的水沙條件研究》可供從事河流動力學、河床演變學及水沙調(diào)控、河道治理規(guī)劃、防洪減災(zāi)等方面研究和管理的科技人員及高等院校有關(guān)專業(yè)的師生參考。

書籍目錄

前言第1章 緒論1.1 問題的提出1.2 研究內(nèi)容及現(xiàn)狀第2章 黃河水沙及主槽過流能力變化2.1 黃河流域概況2.2 黃河干流水沙的沿程變化2.3 黃河下游水沙變化特點及發(fā)展趨勢2.4 黃河下游主槽過流能力變化特點第3章 黃河下游漫灘洪水控制指標3.1 漫灘洪水水沙特征3.2 漫灘洪水灘槽水沙交換模式3.3 漫灘洪水灘槽沖淤模式3.4 漫灘洪水灘槽沖淤影響因子3.5 漫灘洪水控制指標分析3.6 小結(jié)第4章 黃河下游非漫灘洪水的塑槽機制及控制指標4.1 洪水期黃河下游水沙配置及量化指標4.2 不同洪水對黃河下游河道的影響4.3 汛期不同條件下泥沙輸移規(guī)律4.4 非漫灘洪水泥沙輸移規(guī)律4.5 不同峰型洪水對泥沙輸移的影響4.6 洪水歷時對河道排沙的影響4.7 水庫攔沙期河床粗化對下游河道輸沙能力的影響4.8 小結(jié)第5章 黃河下游平水期不同水沙過程對河道主槽萎縮的影響5.1 平水期來水來沙變化特點5.2 非汛期下游河道沖淤變化分析5.3 近年來高村以下河段非汛期沖淤變化分析5.4 引水引沙對下游河道沿程沖淤調(diào)整的影響分析5.5 汛期平水期不同水沙過程對河槽沖淤調(diào)整的影響5.6 小結(jié)第6章 河道主槽斷面對長系列徑流泥沙過程的響應(yīng)6.1 沖積河流的滯后響應(yīng)模型6.2 實用的平灘流量計算方法6.3 平灘流量對長系列徑流泥沙的響應(yīng)6.4 平灘流量的響應(yīng)模式分析6.5 平灘面積對長系列徑流泥沙過程的響應(yīng)6.6 小結(jié)第7章 維持黃河下游河道主槽不萎縮的輸沙需水量7.1 研究思路7.2 小浪底水庫不調(diào)節(jié)的輸沙需水量計算7.3 小浪底水庫不同水沙調(diào)節(jié)能力的輸沙需水量計算7.4 維持黃河下游主槽不萎縮的輸沙需水量及其變化范圍7.5 小結(jié)第8章 維持黃河內(nèi)蒙古河道主槽不萎縮的水沙條件8.1 概述8.2 水沙條件8.3 主槽萎縮及成因8.4 泥沙輸移規(guī)律8.5 主槽斷面對徑流和洪水過程的響應(yīng)8.6 合理主槽過流能力及維持的水沙條件8.7 小結(jié)第9章 總結(jié)與展望9.1 理論研究成果9.2 維持黃河主槽不萎縮的水沙條件9.3 河床演變方面的一些重要認識9.4 研究展望參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：黃河泥沙主要由洪水輸送，洪水期下游河道沖淤變化劇烈，特別是漫灘洪水發(fā)生時，主槽形態(tài)往往發(fā)生大的調(diào)整，漫灘洪水是塑造主槽的主要動力之一。不同漫灘程度、不同含沙量洪水黃河下游主槽塑造特點也各不相同。黃河下游漫灘洪水往往會出現(xiàn)“淤灘刷槽”現(xiàn)象，主槽平灘流量大幅度增加，灘槽高差增大，河勢趨于穩(wěn)定，常有“大水出好河”之說。因此，漫灘洪水雖然會給下游沿岸灘區(qū)造成一定的災(zāi)害，但是在處理黃河下游泥沙、改善泥沙淤積分布，特別是維持主槽不萎縮等方面卻具有不可替代的作用。長期以來，人們十分關(guān)注對黃河下游漫灘洪水的研究，得出了一些有關(guān)漫灘洪水的沖淤特性及計算等方面的成果。劉月蘭等系統(tǒng)分析了黃河下游漫灘洪水的灘槽水沙交換特點，認為黃河下游河道平面形態(tài)呈寬窄相間的藕節(jié)型，水流自窄段進入寬段，泥沙自主槽進入灘地，灘地發(fā)生淤積；水流自寬段進入窄段，灘地較清的水流回歸主槽，對主槽水流起稀釋作用，有助于主槽泥沙的輸送或沖刷。同時，利用黃河下游“多來多排”的輸沙模式及武漢大學水利水電學院挾沙能力公式，結(jié)合馬氏京干洪水演進方法，提出了黃河下游漫灘洪水灘槽沖淤計算方法（劉月蘭等，1987）。

編輯推薦

《維持黃河主槽不萎縮的水沙條件研究》：“十一五”國家科技支撐計劃“黃河健康修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研究”重點項目專著。河南省重點圖書選題。

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