建设“模型黄河”工程(1)(2)
2016-04-20 01:06
导读：不可否认，目前我们规划的治沟骨干工程和淤地坝系的总体布局以及对未来某一水平年的减沙效益的测算都带有经验性，如果建立起黄土高原水土流失治理
不可否认，目前我们规划的治沟骨干工程和淤地坝系的总体布局以及对未来某一水平年的减沙效益的测算都带有经验性，如果建立起黄土高原水土流失治理的物理模型，就可以通过反复的试验研究将工程布局的规划及其减沙效益进行量化分析，大大提高治理规划的科技含量和对减沙效益预测的可信度。
但是，也应该认识到，此类模型的构建具有相当的难度。截至目前，国际上尚没有建立类似模拟黄土高原水土流失重力侵蚀现象的物理模型，现有的模型均是针对模拟面蚀、浅沟流失等现象的。如比利时地理实验室、希腊雅典农业大学实验室建立的物理模型，主要是研究耕地水土流失与水流、土壤质量、坡降、土地空间变化等关系。美国研究水土流失的部分机构有：密西西比泥沙实验室、中南地区水土管理研究室、印地安纳国家水土流失实验室、东北流域研究实验室、得克萨斯草地水土研究实验室等，这些机构基本上都是利用大型实验室，试验研究坡降、地表水径流量、地下水、泥沙粒径、土壤结构、表层覆盖、表层糙率、降雨等因素对水土流失的影响。我国中科院杨陵水土保持实验室，主要是模拟黄土高原面蚀、浅沟流失现象，对于重力侵蚀则多是分析研究原型观测资料。由此看来，建立试验研究黄土高原重力侵蚀现象并提出治理措施的物理模型是一项开创性的工作。
（二）水库模型
在黄河上修建水库，将会使天然河床的边界条件发生很大变化。对水库上游来说，抬高了侵蚀基准面，对水库下游来说，改变了来水来沙条件。河流环境的改变，将引起上下游河道及库区河型的转化和河床的变化调整。水库模型的建设，就是通过广泛而深入的试验研究，探索其变化和调整的规律。黄河水库模型至少应用于以下方面。
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1.提出三门峡库区治理方案
试验研究在不同进库水沙条件、不同运用水位及不同出库水沙条件下，三门峡库区的冲淤变化规律。从而提出潼关以下库区河道河势变化及其治理的工程布局、潼关高程变化分析及其改善措施、潼关以上库区的治理方案等。
2.确定小浪底水库运用方式
试验研究不同边界条件下的库区纵向与横向发展调整及其影响范围、库区淤积形态，异重流排沙、明流排沙、相机降低水位冲刷水库的条件及其对下游河道的影响，在不对下游河道造成负面影响的情况下，优化塑造库区淤积形态，论证确定不同时期小浪底水库科学的运用方式。
3.拟建水库的淤积形态设计
拟建的古贤、碛口水库，均位于黄河干流上。可通过模型试验研究水库特征水位及其泄流规模、水库运用方式、库区干支流形态变化规律及其影响范围，提出满足水库设计需要的一系列物理参数。
4.优化中游水沙调控体系的联合运用机制
现状条件，中游水沙调控体系包括三门峡、小浪底、陆浑和故县水库，远期还有河口村、古贤和碛口水库加入。对于进入黄河下游的水沙，都将由上述调控体系联合运用来进行控制，如何根据不同的来水来沙条件，科学确定调控体系各个组成部分之间的责任分配，需要通过模型试验进行研究确定。近期可就三门峡水库与小浪底水库的联合调水调沙运用，特别是通过三门峡水库的调水调沙人工塑造小浪底水库库区的异重流进行试验研究。
（三）河道模型
20世纪30～40年代，德国H.Engels利用河道模型试验研究黄河下游游荡性河道的演变，这是世界上首例关于黄河的河道模型试验，H.Engels因此被誉为水利科研界的卓越先驱。在此以后的半个多世纪以来，我国学者开展了大量的黄河河道模型试验，取得了极其宝贵的研究成果。然而，由于黄河问题的复杂性，到目前为止，我们对黄河自身固有的自然规律的认识还很肤浅，再加之新情况、新问题不断出现，迫切需要我们无论是在范围和规模上，还是在试验研究的深度上去建设和运行黄河的河道模型。
（科教作文网http://zw.ΝsΕAc.Com编辑整理） 河道模型主要应用于分析研究河床演变规律、确定河道整治方案、提出适宜黄河下游河道排沙入海的小浪底水库调水调沙方案、河道沿程洪峰流量及洪水位预报、滩区淹没范围预报等。
