黄河调水调沙(1)程力学毕业论文网(2)
2014-01-08 01:05
导读：三、黄河下游河道冲淤规律 据测验分析，黄河下游河道在长时间内总体上呈淤积状态，但并非单项淤积，而是有些年份冲刷，有些年份淤积。究其原因，
三、黄河下游河道冲淤规律
据测验分析，黄河下游河道在长时间内总体上呈淤积状态，但并非单项淤积，而是有些年份冲刷，有些年份淤积。究其原因，黄河下游河道的冲淤变化与来水来沙条件密切相关。
凡是水多沙少的年份，黄河下游河道淤积不大或发生冲刷，如１９５２年，进入下游河道的水量为３９６亿ｍ３，沙量为８．２亿ｔ，平均含沙量为２０．６ｋｇ／ｍ３，下游河道仅淤积０．３５亿ｔ。１９５５年，水量为５８１亿ｍ３，沙量为１４．１亿ｔ，平均含沙量为２４．１ｋｇ／ｍ３，下游河道冲刷１．０亿ｔ。１９６１年，水量为５５４亿ｍ３，沙量仅有１．９亿ｔ，平均含沙量为３．４ｋｇ／ｍ３，下游河道冲刷８．１亿ｔ。相反，凡是水少沙多的年份，黄河下游河道则发生严重淤积。如１９６９年，水量为３１０亿ｍ３，沙量为１４．０亿ｔ，平均含沙量为４５．１ｋｇ／ｍ３，下游河道淤积７．０亿ｔ。１９７０年，水量为３５５亿ｍ３，沙量为２０．９亿ｔ，平均含沙量为５８．９ｋｇ／ｍ３，下游河道淤积８．２亿ｔ。１９７７年，水量仅为３０１亿ｍ３，而沙量却高达２０．７亿ｔ，平均含沙量为６８．８ｋｇ／ｍ３，下游河道淤积９．６亿ｔ。
由于降雨雨区的地域分布不同，自然情况下进入黄河下游河道的水沙条件中可以有不同的组合。当以河口镇以上来水为主，或以三门峡以下伊洛河、沁河来水为主，及其两者组合来水为主的年份，下游河道很少淤积，甚至主槽还发生冲刷。统计１９６０～１９９０年的洪水资料，此间发生在上述两个区域的洪水共７６场（占全部洪水的３８．３％），平均流量超过２０００ｍ３／ｓ，平均含沙量为２１．８ｋｇ／ｍ３，下游河道冲刷了１５．９０亿ｔ。若以河口镇至龙门区间来水为主，或以龙门至潼关区间来水为主，及其两者的组合来水为主的年份，下游河道要发生较为严重甚至极为严重的淤积。在１９６０～１９９０年间，发生在河口镇至龙门区间的洪水有１４场（占全部洪水的７．１％），平均流量为１７７５ｍ３／ｓ，平均含沙量为１７４ｋｇ／ｍ３，下游河道淤积２７．９５亿ｔ。此间，发生在龙门至潼关区间的洪水有１０８场（占全部洪水的５４．５％），平均流量为２２００ｍ３／ｓ，平均含沙量为６３．５ｋｇ／ｍ３，下游河道淤积４７．８３亿ｔ。
（科教论文网 lw.nSeAc.com编辑发布） 根据１９５０～１９６０年和１９６９～１９８５年自然状态下的１４５场洪水资料分析，发现，当其他因素不变时，减少河口镇至龙门区间１亿ｔ泥沙，下游河道可减少淤积０．５１亿ｔ；减少龙门至潼关区间１亿ｔ泥沙，下游河道可减少淤积０．３９亿ｔ。河口镇以上每增加１００亿ｍ３水量，下游河道可减少淤积０．８２亿ｔ；三门峡以下伊洛河、沁河每增加１００亿ｍ３水量，下游河道可减少淤积１．６０亿ｔ。
从以上统计资料中可以看出，进入黄河下游河道水流的年平均含沙量与每亿立方米水量的河道淤积量有着十分密切的关系。平均含沙量小，则每亿立方米水量的河道淤积量小，甚至发生冲刷；平均含沙量愈大，则每亿立方米水量的河道淤积量也愈大。通过对长系列年平均含沙量与每亿立方米水量的河道淤积量之间的相关关系分析，发现，当年平均含沙量高于２０～２５ｋｇ／ｍ３时，河道呈淤积状态；而当年平均含沙量小于２０～２５ｋｇ／ｍ３时，河道呈冲刷状态。据此，可以得出下游河道冲淤变化的年平均含沙量临界阈值为２０～２５ｋｇ／ｍ３。它可以作为判别下游河道冲淤的简单标准。比如，进入黄河下游水流的年平均含沙量为３５ｋｇ／ｍ３，大于２０～２５ｋｇ／ｍ３的临界阈值，那么，黄河下游河道肯定是淤积的。
年平均含沙量的临界阈值，适应于大尺度冲淤变化的粗略判断。对于具体的场次洪水，除了含沙量外，还应涉及到流量及其持续时间。通过对１９６０年以来实际发生的３９７场进入黄河下游河道的洪水因子与河道冲淤变化的效果分析，得出以下规律：
（１）当含沙量小于２０ｋｇ／ｍ３，流量２６００ｍ３／ｓ，历时６ｄ（用水量１３．５亿ｍ３）时，下游河道不淤积。
本文来自中国科教评价网 （２）当含沙量为２０～４０ｋｇ／ｍ３，流量２９００ｋｇ／ｍ３，历时１０ｄ（用水量２５亿ｍ３）时，下游河道不淤积。
（３）当含沙量为４０～６０ｋｇ／ｍ３，流量４０００ｍ３／ｓ，历时１１ｄ（用水量３８亿ｍ３）时，下游河道不淤积。
（４）当含沙量为６０～８０ｋｇ／ｍ３，且高村以上河段不漫滩，流量４４００ｍ３／ｓ，历时１２ｄ（用水量４６亿ｍ３）时，下游河道不淤积。
（５）当含沙量为８０～１５０ｋｇ／ｍ３，若高村以上不漫滩，流量５６００ｍ３／ｓ，历时１２ｄ（用水量５８亿ｍ３），下游河道不淤积；若高村以上河段漫滩，流量７０００ｍ３／ｓ，历时１１ｄ（用水量６７亿ｍ３），下游河道不淤积。
（６）当含沙量大于１５０ｋｇ／ｍ３或高含沙洪水，一般情况下下游河道均发生严重淤积，下游河道呈现“多来、多排、多淤”特点，来水流量越大、沙量越多，下游河道淤积就越多，找不出河道不淤积的临界流量和水量。
黄河下游河道的淤积物主要由三部分组成，第一部分为颗粒直径大于０．０５ｍｍ的粗沙（由于大于０．０５ｍｍ的泥沙是黄河下游淤积的主要成分，为了强调它的意义，人们已经习惯地称之为粗沙，这和岩土颗粒分类中所说的０．５ｍｍ的粗沙概念完全不一样），第二部分为颗粒直径大于０．０２５ｍｍ、小于０．０５ｍｍ的中沙，第三部分为颗粒直径小于０．０２５ｍｍ的细沙。据统计，１９６０年９月～１９９６年６月，进入黄河下游河道的泥沙为３８５．５６亿ｔ，其中粗沙８９．０７亿ｔ，中沙９５．３６亿ｔ，细沙２０１．１３亿ｔ。黄河下游河道共淤积３６．２２亿ｔ，其中粗沙２９．３５亿ｔ，中沙９．３１亿ｔ，细沙冲刷２．３４亿ｔ。粗沙淤积量占全部淤积量的８１％，由此可见，粗沙是下游河道淤积的主体。因此，从更有效地减少下游河道淤积角度出发，既要考虑减少进入下游河道的泥沙数量，同时也要考虑尽量减少进入下游河道颗粒直径大于０．０５ｍｍ粗泥沙的数量。
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