黄河下游典型河段现状条件模型试验研究

ＳＨＡＮＸＩＷＡＴＥＲＲＥＳＯＵＲＣＥＳ

黄河下游典型河段现状条件模型试验研究

毋红生－，熊

芳ｚ

（１．泽州县水务局，山西泽州０４８０００；２．兴义市水务局，贵州黔西南５６２４００）

［摘要］为解决黄河下游河段淤积加重，主槽淤积萎缩，过流能力锐减，黄河下游地区的二级悬河形势严峻等

问题，探索恢复下游河段主槽过流能力的治理措施，通过实体模型试验“８２ ８”洪水过程，研究试验河段淤滩

刷槽的特点，为小浪底引黄工程调水、调沙、调度决策提供技术支撑。［关键词】模型试验；主槽萎缩；淤滩刷槽；黄河下游

［中图分类号］’Ⅳ８５［文献标识码］Ｃ［文章编号】１００４—７０４２（２０１２）０７—００２２－０２

１概况

黄河下游漫滩洪水发生机率不大，但对河道的冲淤演变却具有不可忽视的影响。漫滩洪水滩地大量淤积有利于维持下游滩槽同步抬升、遏制二级悬河的过度发展，而主槽显著冲刷对减缓主槽抬升幅度和一级悬河的发展程度具有极其重要的作用。在自然边界条件下，漫滩洪水进出滩区的水沙量大，导致滩地大量淤积，同时洪水漫滩过程中，由于深槽冲刷中水河槽，嫩滩发生较多淤积，从而加速了二级悬河的发展。

由于下游河道尤其是滩区边界条件的复杂性，漫滩洪水的演进过程和冲淤演变规律十分复杂。多数漫滩洪水具有淤滩刷槽的特性，洪水过后主槽排洪输沙能力明显提高、二级悬河程度降低；但部分含沙量较高的漫滩洪水，造成主槽淤积严重、排洪输沙能力降低；部分漫滩程度较小的洪水淤积主要集中在滩唇附近滩区，导致二级悬河程度增大；部分漫滩洪水滩地淤积不多，但塌滩严重，从而导致滩地总体受到冲刷。总之，由于缺乏对漫滩洪水淤滩刷槽总体统一性、规律性以及机理性的认识，造成了明显分歧，如侯志军

影响较大，同时，河床床沙为中沙，随河道水流强弱不同，该类泥沙的运动形式在悬移质与推移质问互相转化。因此根据原型河道边界情况和来水来沙的特点，需开展浑水动床模型试验，在模型设计上应遵循重力、阻力、水坝、挟沙、泥沙悬移、泥沙启动及悬移质引起河床冲沙变形相似条件【３】：根据模型相似性及场地条件，本模型取水平比尺Ａ。＝ｌ２００，垂直比尺Ａ』ｊ『＝７５。３洪水过程

本文以“８２ ８”洪水为依据，以夹河滩至高村河段为研究对象，探讨天然河道情况下河道大洪水条件下淤滩刷槽状况。试验水沙过程见图１。试验水沙条件选取“８２ ８型漫滩洪水”，历时７月３１日至８月１０日，洪水总量６０．４８亿ｍ，，沙量２．４亿ｔ，最大洪峰流量为

１４５００

ｍ３／ｓ。模型试验以控制总洪量为基础，并以最大

洪峰流量作为试验最大特征流量，按模型设计进行模型试验的各级流量概化。

等【－认为，淤滩与刷槽有密切的直接关系；而齐璞等圜

认为两者之间没有必然联系。因此，需对漫滩洪水淤滩刷槽特性及其相应机理进行深入分析和研究。

本文主要在对黄河原型以往漫滩洪水淤滩刷槽规律统一深入分析的基础上，通过实体模型试验“８２ ８”型洪水，在现状地形条件下（２００６年汛前地形），研究黄河下游的淤滩刷槽特性，为小浪底引黄工程调水、调沙、调度决策提供技术支撑。２模型设计

本试验研究河段悬移质含沙量较高，对河床演变

图１研究河段洪水过程

４模型试验结果

图２、图３分别为河段洪水前后大断面套给情况，

山西水利奄

河道整治．２叭２年第７期

可以看出河道主槽出现展宽、刷深、摆动等变化。大，改善了主河道淤积及行洪状况。

表１“８２ ８”洪水条件下试验河段各断面冲淤量单位：亿ｍ，

断面名称东坝头

全断面ｙ

０．０８３２０３０．０５０２６９Ｏ．３４８７０２Ｏ．１８８５３３Ｏ．１０７５９８０．２４９４３９Ｏ．２５５６６３一０．０５２５４Ｏ．２１２７０２０．１３０８６８０．０６６８９７Ｏ．０８０００８一０．００７６４

主槽ｙ

０．０４１１９１—０．０６３６４—０．０２１２５—０．００８６４０．００３８３５０．０１５８３４Ｏ．０１２１６８—０．１１４５５一Ｏ．０１４６６０．０１７１４８—０．００４３３一Ｏ．０２５９一Ｏ．０８６２７

嫩滩ｙ

０．０４２０１２Ｏ．０５０１７９Ｏ．１８０１７２０．０７５０４８０．０００９０９Ｏ．１２９１８９Ｏ．０９０１８５—０．００９９７一Ｏ．００１７３Ｏ．０７４８７８

Ｏ０．００２３２８

Ｏ

二滩ｙ

０Ｏ．０６３７３３Ｏ．１８９７８０．１２２１２１Ｏ．１０２８５４０．１０４４１６Ｏ．１５３３０９Ｏ．０７１９７Ｏ．２２９０８４Ｏ．０３８８４２Ｏ．０７ｌ２３ｌＯ．１０３５７６Ｏ．０７８６３ｌ

禅房左寨闸油坊寨

大王寨

原型起点距瓜ｍ

图３

六合集断面高程一起点关系曲线

六合集马寨

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原型起点距Ａｍ

图４马寨断面高程一起点关系曲线

［参考文献］

［１】侯志军，王卫红，张敏，等．黄河下游漫滩洪水淤滩刷槽试

通过断面法求得的试验河段主槽、滩地冲淤变化见表１（正值代表河床淤积，负值代表河床冲刷）。通过对“８２ ８”洪水条件下试验河段冲淤情况分析，可知漫滩洪水都有淤滩刷槽效果，造成主槽冲刷、滩地淤积严重。通过对断面冲淤量的分析，试验河段整体呈淤积状态，这主要是由于滩区的淤积，达到了淤滩效果。

试验洪水条件下一些大断面如六合集、马寨断面深弘点下切明显，说明这些断面河道的深度增加较（上接第２１页）

２．３河道过水断面设计

验研究ｍ人民黄河，２００９，（１０）：８１—８３．

［２］齐璞，高航，孙赞盈，等．淤滩与刷槽之间没有必然的联系

叨．人民黄河，２００５，（１０）：１６—１８，７３—７８．

［３】黄伦超，许光祥．水工与河工模型试验【Ｍ］．黄河水利出版

社，２００８．

［作者简介］毋红生（１９７０一），男，１９９５年毕业于太原理工大学水工专业，工程师。

［收稿日期］２０１２—０５—２０；［修回日期］２０１２一０６—２７

∞——河道过水断面积，ｍｚ；

河道设计从天古崖水库至入黄口，全长２９．４５５ｋｍ，区间流域面积２６２ｋｍ２，加上天古崖水库控制面积

１８９７

卜谢才系数，Ｃ：上Ｒ

１

上６；

ｎ

ｎ——过水断面糙率；Ｒ——水力半径，ｍ；，—一河道纵坡。

根据上式可以试算确定河道设计水深和河道宽度，利用水能方程复核河道水深，然后对计算结果进行分析，最终确定采用的设计水深和相应河宽。

３结语

ｋｍｚ，岚漪河流域面积为２

３５ｌ

１５９

ｋｍｚ。该段设计洪

ｍ３／ｓ（８＋９５０—

６５５ｍ３／ｓ

水流量从上到下分别为２

８００），２６１９１５＋９０９），３００２

ｍ３／ｓ（水库坝址到１＋

８１８

ｍ３／ｓ（１＋８００一８＋９５０），２

ｍ３／ｓ（１５＋９０９—２１＋８４５），１

（２ｌ＋８４５—２９＋４９８）。河道纵坡有１１个，其变化范围不大，为５．５８％～７．６％。

在河道中心线、纵坡和设计洪水流量确定后，河道过水断面设计主要是水深和相应河道宽度的计算。

采用明渠槽恒定均匀流公式计算河道水深和河

道宽度：

本次河道治理主要是针对河道清淤和河坝砌筑，施工范围基本在河道内和河坝两侧２０ｍ内。通过河道整治规划设计，并利用过水断面的计算数据确定河

道水深和宽度，对岚漪河河道实行科学整治。

［作者简介］李永红（１９８５一），男，２００８年毕业于太原理工大学水利系，助理工程师。

［收稿日期］２０１２—０５—１４；［修回日期］２叭２—０６—２５

式中：卜河道设计洪水流量，ｍ３／ｓ；

Ｑ＝∞Ｃ、／Ｒ，．

婴！生！旦圆

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/j004.html