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黃河泥沙工程控制論 版權(quán)信息
- ISBN:9787030735270
- 條形碼:9787030735270 ; 978-7-03-073527-0
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù):暫無(wú)
- 重量:暫無(wú)
- 所屬分類(lèi):>
黃河泥沙工程控制論 本書(shū)特色
本書(shū)主要面向水利設(shè)計(jì)工作者以及長(zhǎng)期關(guān)注黃河水利事業(yè)發(fā)展的政府領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)者專(zhuān)家、相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生參考使用。
黃河泥沙工程控制論 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書(shū)在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展上升為重大國(guó)家戰(zhàn)略的大背景下,圍繞一定時(shí)期的建設(shè)實(shí)現(xiàn)"讓黃河成為造福人民的幸福河"這一總體目標(biāo),從系統(tǒng)學(xué)、控制論的角度出發(fā),結(jié)合當(dāng)前黃河水沙情勢(shì)及黃河治理現(xiàn)狀,提出黃河泥沙生態(tài)控制論。黃河生態(tài)泥沙生態(tài)控制是從"入黃泥沙-干支流水庫(kù)泥沙控制-河道泥沙調(diào)節(jié)-河口泥沙侵蝕基準(zhǔn)控制"整個(gè)流域系統(tǒng)入手,分環(huán)節(jié)、分工程、分方式對(duì)泥沙進(jìn)行調(diào)控,*終實(shí)現(xiàn)黃河水沙關(guān)系協(xié)調(diào)的目標(biāo)。其中入黃泥沙控制通過(guò)水土保持措施從源頭"攔"減入黃泥沙,具體的技術(shù)手段包括黃土高原水土流失綜合調(diào)控、小流域綜合治理以及高標(biāo)準(zhǔn)新型淤地壩建設(shè)等。水庫(kù)泥沙控制通過(guò)水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用實(shí)現(xiàn)對(duì)泥沙的調(diào)控,具體的技術(shù)手段包括水庫(kù)攔沙、調(diào)水調(diào)沙以及徑流泥沙調(diào)控。河道泥沙控制主要通過(guò)干支流河道整治措施和生態(tài)廊道構(gòu)建技術(shù)塑造適宜的河槽形態(tài),以提高河槽的行洪輸沙能力。河口泥沙控制主要通過(guò)河口治理、河口邊界條件改善、生態(tài)保護(hù)等措施控制河口侵蝕基準(zhǔn)面,減少河口淤積延伸對(duì)下游河道產(chǎn)生溯源淤積的反饋影響等。*終通過(guò)黃河貫穿泥沙從源頭到末端的全過(guò)程四級(jí)控制,以達(dá)到黃河泥沙與流域人類(lèi)社會(huì)生存安全與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適宜的一種狀態(tài)。
黃河泥沙工程控制論 目錄
第1篇 理論篇
第1章 緒論 3
1.1 黃河泥沙的特點(diǎn) 3
1.2 黃河泥沙問(wèn)題的產(chǎn)生過(guò)程及特點(diǎn) 7
1.3 黃河泥沙問(wèn)題的影響 9
1.4 黃河泥沙的研究進(jìn)展 12
1.5 本章小結(jié) 21
參考文獻(xiàn) 21
第2章 黃河泥沙工程控制論的提出 24
2.1 控制論的誕生、發(fā)展與應(yīng)用 24
2.2 工程控制論的理論方法 25
2.3 黃河泥沙工程控制論概述 29
2.4 本章小結(jié) 32
參考文獻(xiàn) 32
第3章 黃河泥沙工程控制論的理論技術(shù)體系 33
3.1 黃河泥沙工程控制的總體目標(biāo) 33
3.2 黃河泥沙工程控制的基本原則 35
3.3 黃河泥沙工程控制的基本理論 36
3.4 黃河泥沙工程控制的主要模式 40
3.5 本章小結(jié) 46
參考文獻(xiàn) 46
第4章 黃河泥沙工程控制定量模擬系統(tǒng) 47
4.1 流域暴雨產(chǎn)洪產(chǎn)沙模型 47
4.2 流域泥沙配置模型 54
4.3 入黃泥沙預(yù)測(cè)模型 62
4.4 水庫(kù)河道沖淤模型 68
4.5 本章小結(jié) 90
參考文獻(xiàn) 91
第2篇 入黃泥沙控制
第5章 黃土高原水土流失治理現(xiàn)狀 97
5.1 水土流失狀況 97
5.2 水土流失對(duì)入黃泥沙的影響 97
5.3 水土流失治理歷程 98
5.4 水土流失治理措施 100
5.5 水土流失治理成就及經(jīng)驗(yàn) 104
5.6 本章小結(jié) 109
參考文獻(xiàn) 109
第6章 黃土高原水土流失綜合控制方法 111
6.1 主要原則 111
6.2 控制體系 111
6.3 控制分區(qū)方法 112
6.4 綜合控制措施 115
6.5 本章小結(jié) 116
參考文獻(xiàn) 116
第7章 高標(biāo)準(zhǔn)新型淤地壩建設(shè)關(guān)鍵技術(shù) 117
7.1 基本定義 117
7.2 淤地壩邊界上限洪水計(jì)算方法 124
7.3 高標(biāo)準(zhǔn)新型淤地壩壩工結(jié)構(gòu) 144
7.4 固化黃土新型材料 161
7.5 新型淤地壩施工工藝 170
7.6 新型淤地壩建設(shè)實(shí)踐 183
參考文獻(xiàn) 203
第8章 黃土高原小流域綜合治理關(guān)鍵技術(shù) 205
8.1 水土資源與生態(tài)系統(tǒng)格局優(yōu)化配置技術(shù) 205
8.2 “坡-溝-塬”聯(lián)合治理技術(shù) 208
8.3 林草植被結(jié)構(gòu)定向調(diào)控技術(shù) 210
8.4 黃土高原現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù) 213
8.5 農(nóng)村人居環(huán)境整治技術(shù) 217
參考文獻(xiàn) 222
第9章 變化背景下黃河水沙變化趨勢(shì)與調(diào)控 225
9.1 黃河水沙特性及變化 225
9.2 入黃泥沙調(diào)控 237
9.3 本章小結(jié) 239
參考文獻(xiàn) 240
第3篇 黃河水庫(kù)泥沙控制
第10章 水庫(kù)工程泥沙研究現(xiàn)狀 243
10.1 水庫(kù)“蓄水?dāng)r沙”設(shè)計(jì)運(yùn)用 243
10.2 水庫(kù)“滯洪排沙”設(shè)計(jì)運(yùn)用 244
10.3 水庫(kù)“蓄清排渾”設(shè)計(jì)運(yùn)用 245
10.4 水庫(kù)“蓄清調(diào)渾”設(shè)計(jì)運(yùn)用 247
10.5 本章小結(jié) 249
參考文獻(xiàn) 250
第11章 水庫(kù)“蓄清調(diào)渾”關(guān)鍵技術(shù) 252
11.1 水庫(kù)“蓄清調(diào)渾”理論 252
11.2 水庫(kù)淤積形態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù) 269
11.3 庫(kù)容分布設(shè)計(jì)技術(shù) 282
11.4 攔沙庫(kù)容再生利用技術(shù) 286
11.5 水沙分置開(kāi)發(fā)技術(shù) 289
11.6 灘槽同步塑造技術(shù) 290
11.7 本章小結(jié) 291
參考文獻(xiàn) 292
第12章 多沙河流水庫(kù)的“蓄清調(diào)渾”設(shè)計(jì)運(yùn)用實(shí)踐 294
12.1 高含沙河流水庫(kù)“蓄清調(diào)渾”設(shè)計(jì)運(yùn)用實(shí)踐 294
12.2 超高含沙河流水庫(kù)“蓄清調(diào)渾”設(shè)計(jì)運(yùn)用實(shí)踐 313
12.3 特高含沙河流水庫(kù)“蓄清調(diào)渾”設(shè)計(jì)運(yùn)用實(shí)踐 326
12.4 本章小結(jié) 338
參考文獻(xiàn) 339
第4篇 黃河河道泥沙控制
第13章 黃河下游河道治理現(xiàn)狀與調(diào)控需求 345
13.1 黃河下游河道基本特性 345
13.2 黃河下游河道治理現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 350
13.3 黃河下游河道泥沙調(diào)控需求 354
13.4 本章小結(jié) 360
第14章 黃河下游河道生態(tài)治理新策略 361
14.1 黃河下游河道治理方案回顧 361
14.2 黃河下游“三灘分治”生態(tài)治理新策略 363
14.3 “三灘分治”的創(chuàng)新性及優(yōu)越性 365
14.4 本章小結(jié) 367
第15章 黃河下游復(fù)合生態(tài)廊道構(gòu)建技術(shù) 369
15.1 高灘生態(tài)建鎮(zhèn)技術(shù) 369
15.2 二灘生態(tài)構(gòu)建與格局重塑技術(shù) 375
15.3 嫩灘生態(tài)修復(fù)與生境營(yíng)造技術(shù) 384
15.4 主槽穩(wěn)定及生態(tài)航道構(gòu)建技術(shù) 390
15.5 試點(diǎn)應(yīng)用 398
15.6 本章小結(jié) 401
第5篇 黃河口泥沙控制
第16章 黃河口治理保護(hù)現(xiàn)狀與調(diào)控需求 405
16.1 黃河口基本特點(diǎn) 405
16.2 黃河口治理保護(hù)現(xiàn)狀及存在的主要問(wèn)題 419
16.3 黃河口泥沙調(diào)控需求 422
16.4 本章小結(jié) 427
第17章 黃河口生態(tài)保護(hù)與泥沙調(diào)控總體思路 428
17.1 黃河口生態(tài)與水沙的響應(yīng)關(guān)系 428
17.2 黃河口泥沙調(diào)控總體思路 433
17.3 黃河口泥沙調(diào)控措施 434
17.4 本章小結(jié) 435
第18章 黃河口流路及岸線(xiàn)空間均衡調(diào)控技術(shù) 436
18.1 黃河口流路及岸線(xiàn)平衡與水沙響應(yīng)的關(guān)系 436
18.2 黃河口泥沙空間調(diào)控技術(shù) 437
18.3 多目標(biāo)協(xié)同的黃河入海流路調(diào)控方案 449
18.4 本章小結(jié) 458
參考文獻(xiàn) 459
第6篇 系統(tǒng)調(diào)控
第19章 黃河流域河流健康診斷評(píng)價(jià)方法 463
19.1 泥沙工程控制評(píng)價(jià)體系 464
19.2 SRI評(píng)價(jià)分析 468
19.3 本章小結(jié) 476
參考文獻(xiàn) 477
第7篇 主要認(rèn)識(shí)與展望
第20章 主要認(rèn)識(shí) 481
第21章 展望 483
黃河泥沙工程控制論 節(jié)選
第1篇理論篇 第1章緒論 1.1黃河泥沙的特點(diǎn) 黃河是世界上輸沙量*大、含沙量*高的河流,水少沙多、水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)是黃河區(qū)別于其他河流的基本特征,也是黃河復(fù)雜難治的癥結(jié)所在。黃河泥沙在產(chǎn)生、輸移和淤積等各個(gè)過(guò)程中均具有一定的特點(diǎn),涉及流域土壤侵蝕產(chǎn)沙、泥沙輸移、河道淤積與沖刷、水庫(kù)和河口泥沙淤積等多個(gè)方面。 1.1.1流域土壤侵蝕產(chǎn)沙 河流輸移泥沙的來(lái)源包括作為河床組成的床沙和源自流域、河岸的細(xì)沙,從地質(zhì)角度來(lái)講,這兩種泥沙均源自流域。流域土壤侵蝕可分為陸域侵蝕和河道侵蝕:陸域侵蝕包括面蝕、細(xì)溝蝕和溝蝕,侵蝕強(qiáng)度決定流域產(chǎn)沙量;河道侵蝕包括河床沖刷與河岸沖刷。 黃河流域以水流泥沙含量高聞名于世。由于黃河流經(jīng)不同的地理單元,流域地貌、地質(zhì)等自然條件差別很大,因此泥沙來(lái)源存在不均勻性。黃河上游、中游和下游的年來(lái)沙量分別約占全河年來(lái)沙總量的9%、89%和2%。其中,中游流經(jīng)黃土高原地區(qū),該區(qū)新黃土分布十分廣泛,河口鎮(zhèn)至龍門(mén)區(qū)間的面積僅占流域總面積的約14.8%,年來(lái)沙量卻占全河年來(lái)沙總量的一半以上(56%)。黃河年來(lái)沙量在1億t以上的主要一級(jí)支流有無(wú)定河(2.12億0、渭河(1.86億0和窟野河(1.36億t)合計(jì)占年來(lái)沙總量的約33.4%。從輸沙模數(shù)來(lái)看,大于10000t/(km2 a)的地區(qū)主要分布于黃土丘陵區(qū),包括河口鎮(zhèn)至清澗河口之間的晉陜間支流地區(qū),紅柳河、蘆河、大理河、清澗河、延河、北洛河及涇河的支流馬蓮河的河源區(qū),以及渭河上游北岸支流葫蘆河的中下游和散渡河地區(qū)(圖1-1)。 泥沙按照顆粒大小可劃分為黏土、粉砂、砂、礫石、卵石、漂石等。黃土高原地區(qū)新黃土分布十分廣泛,其顆粒組成從西北向東南逐漸變細(xì)。每年進(jìn)入黃河的泥沙中,粗沙W>0.05mm)為3.64億t,約占總沙量的23%,是造成下游河道淤積的主要原因。根據(jù)黃河中上游地區(qū)的地貌特征和黃土分布狀況,泥沙的來(lái)源可分為三個(gè)區(qū)域:①河口鎮(zhèn)至龍門(mén)區(qū)間,馬蓮河和北洛河為多沙粗沙來(lái)源區(qū);②除馬蓮河以外的涇河干支流,以及渭河上游、汾河為多沙細(xì)沙來(lái)源區(qū);③河口鎮(zhèn)以上,渭河南山支流、洛河、沁河為少沙來(lái)源區(qū)。黃河泥沙可分為懸移質(zhì)和河床質(zhì),其中懸移質(zhì)占主導(dǎo)地位。懸移質(zhì)顆粒沿程變化的總趨勢(shì)是:蘭州至河口鎮(zhèn)泥沙顆粒沿程變細(xì);河口鎮(zhèn)至吳堡站受粗沙來(lái)源支流匯入影響,泥沙顆粒局部變粗;吳堡站以下泥沙顆粒又恢復(fù)沿程變細(xì)。從年內(nèi)變化來(lái)看,受降水等氣候因素的影響,黃河流域懸移質(zhì)的顆粒組成隨季節(jié)變化,一般表現(xiàn)為汛期泥沙顆粒較細(xì),而非汛期泥沙顆粒較粗。河床質(zhì)顆粒沿程變化的規(guī)律為:龍門(mén)站、三門(mén)峽站和潼關(guān)站的泥沙顆粒一般較包頭站更粗,且潼關(guān)站的泥沙顆粒較龍門(mén)站和三門(mén)峽站更細(xì),三門(mén)峽站以下泥沙顆粒沿程變細(xì)。此外,山谷地區(qū)河段比降大、斷面窄深,河床質(zhì)顆粒較粗;平原地區(qū)河段比降小、斷面寬淺,河床質(zhì)顆粒較細(xì)。 黃河流域產(chǎn)沙主要集中在汛期,中下游干流7~10月輸沙量可占全年輸沙總量的80%以上。黃河流域產(chǎn)沙主要集中在來(lái)水偏豐的年份,在年內(nèi)又往往集中于一次或幾次暴雨洪水期間。因此,黃河流域產(chǎn)沙量存在年內(nèi)分布集中、年際變化大等特點(diǎn),這種情況在面積較小的流域表現(xiàn)尤為突出,并且容易形成高含沙洪水。 泥沙的重要參數(shù)主要包括粒徑、沉速、容重、阻力系數(shù)、黏結(jié)力、形狀、休止角、孔隙率、粒徑頻率等。其中,沉速是表征水流與泥沙相互作用的*重要指標(biāo);阻力系數(shù)是泥沙顆粒雷諾數(shù)和泥沙形狀系數(shù)的函數(shù);休止角是泥沙顆粒內(nèi)摩擦的一種度量,定義為非黏性泥沙顆粒保持穩(wěn)定不動(dòng)時(shí)的*大傾斜角。泥沙顆粒的上述特性均對(duì)泥沙輸移和沉降有一定影響。 1.1.2泥沙輸移 泥沙顆粒的啟動(dòng)與作用在其上的剪切力和水流流速密切相關(guān)。當(dāng)水流流速較小時(shí),泥沙靜止不動(dòng),隨著流速的增大,顆粒會(huì)逐漸發(fā)生顫動(dòng),但尚未離開(kāi)原來(lái)位置,流速繼續(xù)增大時(shí),泥沙顆粒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。泥沙運(yùn)動(dòng)的形式與其在河床表面所處的相對(duì)位置有很大關(guān)系。按照運(yùn)動(dòng)形式的不同,泥沙顆粒可分為接觸質(zhì)、躍移質(zhì)、懸移質(zhì)和層移質(zhì),其中接觸質(zhì)、躍移質(zhì)和層移質(zhì)又統(tǒng)稱(chēng)為推移質(zhì)。推移質(zhì)和懸移質(zhì)維持運(yùn)動(dòng)的能量來(lái)源不同,其輸移過(guò)程亦遵循不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。推移質(zhì)中的接觸質(zhì)和躍移質(zhì)維持運(yùn)動(dòng)的能量來(lái)源于水流的能量,當(dāng)水流有較大的坡降時(shí)才能維持層移運(yùn)動(dòng),而懸移質(zhì)維持運(yùn)動(dòng)的能量來(lái)源于水流內(nèi)部紊動(dòng)的動(dòng)能。懸移質(zhì)影響河床顆粒間的水體,推移質(zhì)則直接影響河床顆粒本身。但從河床到水面,泥沙的運(yùn)動(dòng)是連續(xù)的,因此在一般情況下,接觸質(zhì)、躍移質(zhì)、懸移質(zhì)和層移質(zhì)之間,以及它們與河床泥沙之間不斷發(fā)生交換。 流域內(nèi)泥沙的輸移狀況可用泥沙輸移比來(lái)反映,該指標(biāo)是表征流域水流輸移泥沙能力的重要指標(biāo),也是連接流域地面侵蝕與河道輸沙的紐帶。泥沙輸移比是指一定時(shí)間和空間范圍內(nèi),流域某一斷面輸出小于某一粒級(jí)的泥沙量與該斷面以上侵蝕物同粒級(jí)的泥沙量之比。泥沙輸移比是流域氣候條件(如流域降水量、產(chǎn)流等),流域地形、地貌、地質(zhì)條件(如流域面積、溝道比降、溝道密度、主溝道長(zhǎng)度等),下墊面條件,人類(lèi)活動(dòng)(如治理度等)等多種因素綜合作用的結(jié)果。泥沙輸移比存在明顯的尺度效應(yīng),一般來(lái)說(shuō),隨著流域尺度增大,被侵蝕的泥沙在輸移過(guò)程中沉積下來(lái)的概率增大,因而可能出現(xiàn)泥沙輸移比隨流域尺度增大而減小的現(xiàn)象。但這種可能性還受多種自然和人為因素的綜合影響,有可能出現(xiàn)反向的特征。例如,在杏子河、延河、黃河三級(jí)流域中,就存在流域泥沙輸移比隨流域尺度增大而明顯增大的趨勢(shì)。 1.1.3河道淤積與沖刷 開(kāi)展河流形態(tài)和河床形態(tài)特征研究對(duì)掌握泥沙輸移、河流水沙量變化規(guī)律非常重要。動(dòng)態(tài)河流的形態(tài)、位置和特性隨水量、沙量、氣候、地質(zhì)構(gòu)造和人類(lèi)活動(dòng)等多種因子長(zhǎng)期和短期的變化而變化,如河流水量、沙量變化引起的河道淤積和沖刷。河流的平面形態(tài)大致可分為蜿蜒型、順直型、分汊型和游蕩型。河床形態(tài)是河床的泥沙顆粒與水流之間相互作用的結(jié)果。根據(jù)床面形態(tài)的幾何相似性、泥沙輸移方式與強(qiáng)度、水流阻力、能耗過(guò)程,以及河床形態(tài)與水面波動(dòng)之間的相位關(guān)系等因素,可將河床形態(tài)劃分為高流態(tài)區(qū)、低流態(tài)區(qū)及兩者之間的過(guò)渡區(qū),低流態(tài)區(qū)水流阻力大、輸沙強(qiáng)度小,高流態(tài)區(qū)水流阻力小、輸沙強(qiáng)度大。水深(流量)、能坡與黏性(水溫與黏質(zhì)粉砂濃度)變化可能導(dǎo)致低流態(tài)區(qū)典型形態(tài)向高流態(tài)區(qū)典型形態(tài)轉(zhuǎn)換。 一般而言,天然河道上游比降大、下游比降小,因此自然狀態(tài)下,中下游河道以河床淤積為主。但在一場(chǎng)大洪水的行洪過(guò)程中,隨著漲水段流速不斷加大和退水段流速逐漸減小,河床必然存在淤積一沖刷一淤積的變化過(guò)程。除了主槽的淤積和沖刷,還會(huì)產(chǎn)生凸岸河床不斷淤積、凹岸河床不斷沖刷的作用,從而塑造河道形狀。河道沖刷與水流含沙量、流速等關(guān)系密切。在水位上升、下降的過(guò)程中,河道沖刷距離、累計(jì)沖刷量也隨之發(fā)生變化。河道沖刷也會(huì)導(dǎo)致岸坡坡角發(fā)生改變,對(duì)岸坡穩(wěn)定性具有較大影響。 黃河流域產(chǎn)水產(chǎn)沙的時(shí)空不均勻性,使大量泥沙在黃河下游強(qiáng)烈堆積,河床不斷淤積抬高,形成舉世聞名的“地上懸河”。下游河道沖淤變化非常劇烈,主流游蕩擺動(dòng)頻繁,畸形河灣不斷出現(xiàn)。來(lái)水偏枯年份,進(jìn)入下游的水量減少,洪水造床作用減弱,高含沙中小洪水出現(xiàn)概率增加,導(dǎo)致河槽淤積萎縮。下游河道寬、淺、散、亂,“二級(jí)懸河”的不利狀況可能加劇,出現(xiàn)“橫河”“斜河”“滾河”的潛在威脅不斷增大,水患威脅加劇。艾山以下河段,小水出現(xiàn)概率及其挾帶的沙量增加,大水沖槽的機(jī)會(huì)顯著減少,主槽發(fā)生嚴(yán)重淤積,洪水位抬高,河道排洪輸沙能力降低。 跨河工程(如大型水利樞紐、渠系工程等)的修建,會(huì)在一定程度上改變河流水位、流量、泥沙量等特征,水庫(kù)的調(diào)節(jié)能力和不同運(yùn)用方式亦會(huì)影響出庫(kù)水沙過(guò)程,從而改變進(jìn)入下游河道的水沙條件,這些勢(shì)必會(huì)對(duì)河道沖刷和淤積狀況產(chǎn)生影響。在水庫(kù)運(yùn)用初期,下游河道發(fā)生沖刷后,河道縱比降總體變緩,河槽斷面趨于窄深,相應(yīng)河勢(shì)趨于穩(wěn)定。 自1999年小浪底水庫(kù)蓄水運(yùn)用以來(lái),下泄水流的含沙量顯著降低,進(jìn)入黃河下游的泥沙大幅減少,河道發(fā)生持續(xù)沖刷,河床形態(tài)也隨之調(diào)整。特別是小浪底水庫(kù)自2002年以來(lái)連續(xù)多年開(kāi)展調(diào)水調(diào)沙工作,黃河下游主槽實(shí)現(xiàn)沿程沖刷,2002~2007年調(diào)水調(diào)沙期間,利津站入海總沙量約為4.667億t,下游河道共沖刷2.989億t,下游河道主槽的過(guò)流輸沙能力明顯提高。而在黃河上游寧蒙河段,干流、支流來(lái)水來(lái)沙的變化導(dǎo)致河道發(fā)生淤積,主要發(fā)生在20世紀(jì)80年代中期以后,以汛期主槽淤積為主,淤積導(dǎo)致中水河槽過(guò)流能力下降,平灘流量下降62.5%(4000m3/s減小至1500m3/s)。寧蒙河段上游龍羊峽、劉家峽兩庫(kù)聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用,使徑流年內(nèi)分布發(fā)生明顯變化,汛期水量減小、比例下降,大流量天數(shù)減少,流量趨于均勻化,改變了寧蒙河段的水流條件,不利于河道輸沙,根據(jù)估算,兩庫(kù)聯(lián)合調(diào)度造成的淤積量約占寧蒙河段總淤積量的一半。 1.1.4水庫(kù)泥沙淤積 水庫(kù)泥沙淤積也是泥沙淤積的重要方面,涉及水庫(kù)運(yùn)用、河床演變、庫(kù)容保持、下游河道防洪與減淤等。水庫(kù)運(yùn)用后抬高了原河道泥沙侵蝕基準(zhǔn)面,導(dǎo)致大量泥沙被攔截在庫(kù)區(qū)內(nèi),受入庫(kù)水沙條件和水庫(kù)運(yùn)用方式的影響,淤積泥沙多呈現(xiàn)三角洲、帶狀、錐體等淤積形態(tài)。水庫(kù)運(yùn)用方式對(duì)庫(kù)區(qū)泥沙淤積的數(shù)量、部位與形態(tài)有重要影響。如果水庫(kù)采用每年(或每幾年)放空或大幅降低水位的運(yùn)用方式,可減少水庫(kù)的淤積,并將淤積部位不斷向壩前推進(jìn);如果水庫(kù)大壩設(shè)置泄流排沙底孔且其泄流能力超過(guò)多年平均入流量的90%,則壩前發(fā)生泥沙淤積的可能性較小,水庫(kù)攔沙率也很低(1%~20%);如果大壩沒(méi)有設(shè)置泄流能力超過(guò)多年平均入流量足夠比例的泄流排沙底孔,水庫(kù)一般采用攔蓄每年早期洪水、蓄滿(mǎn)后由溢洪道下泄超額洪水的運(yùn)用方式,或者采用常年攔蓄洪水的運(yùn)用方式,此時(shí)水庫(kù)幾乎攔蓄了全部入庫(kù)泥沙,水庫(kù)攔沙率將會(huì)很大(95%~100%)。由水庫(kù)攔沙導(dǎo)致的庫(kù)容損失率取決于相對(duì)于入庫(kù)流量的水庫(kù)庫(kù)容、入庫(kù)泥沙的數(shù)量與粒徑、水庫(kù)與大壩的特性、泥沙淤積物的容重或密度等。 水庫(kù)泥沙淤積問(wèn)題嚴(yán)重程度可以采用庫(kù)容沙量比這一指標(biāo)來(lái)反映。庫(kù)容沙量比定義為正常蓄水位以下庫(kù)容與入庫(kù)年輸沙量之比。當(dāng)庫(kù)容沙量比大于壅水建筑物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期(一般為50~100年)時(shí),水庫(kù)泥沙淤積嚴(yán)重。 1.1.5河口泥沙淤積 1950~2019年,黃河平均每年約有6.56億t的泥沙進(jìn)入河口地區(qū)。進(jìn)入濱海地區(qū)的泥沙受潮流、余流、波浪等諸多海洋動(dòng)力因素的影響,可通過(guò)潮流輸沙、余流輸沙、波浪掀沙等方式輸移至外海。大量泥沙進(jìn)入河口地區(qū)后,河海交界處水流挾沙能力驟然下降,并且河口海洋動(dòng)力相對(duì)較弱,無(wú)法將進(jìn)入河口地區(qū)的泥沙全部輸送至外海,因此淤
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