水利工程論文-清水下泄下游河道沖淤特性與演變特性.doc

水利工程論文-清水下泄下游河道沖淤特性與演變特性摘要：小浪底水庫的主要任務(wù)是防洪和減淤，同時也應(yīng)盡量滿足其它方面的興利要求。三門峽水庫1960年9月1964年10月初期蓄水攔沙階段，庫區(qū)潼關(guān)以下淤積36.5億t泥沙，下游河道沖刷23億t，其中高村以上沖刷16.9億t，占73%。關(guān)鍵詞：清水下泄下游河道沖淤清水下泄下游河道沖淤特性與輸沙特性小浪底水庫的主要任務(wù)是防洪和減淤，同時也應(yīng)盡量滿足其它方面的興利要求。三門峽水庫1960年9月1964年10月初期蓄水攔沙階段，庫區(qū)潼關(guān)以下淤積36.5億t泥沙，下游河道沖刷23億t，其中高村以上沖刷16.9億t，占73%。圖5-1是根據(jù)三門峽水庫下泄清水期洪峰時段資料，點繪的下游不同河段日平均沖刷量和花園口站流量間的關(guān)系，由于用洪峰時段日平均沖淤量點繪該圖，使得圖中的橫坐標建立在同一個時間基礎(chǔ)上，更能客觀地反映不同河段的沖淤特性。在資料分析中，考慮了位山樞紐運用和破壩的影響。實測資料表明，影響沖刷距離的主要因素是流量，從圖5-1可以看出，在花園口流量Q花1500m3/s時，點群逐漸分離，說明沖刷可以發(fā)展到高村至艾山間。從圖中給出的艾山利津河段的日均沖淤量與流量間的關(guān)系表明，流量小于500m3/s時基本不淤，在流量小于1500m3/s時隨著流量的增大，該河段的的淤積量增大，1500m3/s時淤積最強烈，但淤積量絕對值很小。而后隨著流量的增大淤積強度減弱，在流量大于2500m3/s后河道發(fā)生沖刷,在4000m3/s時，沖刷最強烈，沖刷1t泥沙用水量仍達345m3，而艾山以上河段沖刷1t泥沙用水量僅86m3，即80%沖刷量發(fā)生在艾山以上河段。由此可見，對艾山利津河段沖刷1億t泥沙的要需水量相當可觀。根據(jù)以上分析，在制定水庫運用原則時，可將興利流量上限放大到1200m3/s，既照顧了發(fā)電和下游用水要求，又不至造成艾山以下河段的嚴重游積。清水沖刷、灘地坍塌，河槽在擺動中下切三門峽水庫1960年9月1964年10月蓄水攔沙運用，在年均來水量559億m3、來沙量5.82億t、年均含沙量10kg/m3情況下，全下游共沖刷23億t，年均沖刷5.78億t。其年均沖刷量分布列入表5-1。1980年10月至1985年10月，下游年均來水482億m3，年均來沙量9.7億t，年平均含沙量20kg/m3，屬于天然情況下來水豐、來沙少的典型系列，全下游累計沖刷4.85億t，全河年均沖刷量0.97億T，高村以上河段年均沖刷1.19億t,高村艾山年均淤積0.45億t,艾山利津年均沖刷0.11億t,詳見表5-1。三門峽水庫1960年9月至1964年10月下泄清水時，根據(jù)以往資料分析，在高村以上河段塌灘280km2，平均塌灘寬度1000m，各河段的分布情況見表5-3。其中，花園口至夾河灘河段塌灘最嚴重，平均塌灘寬度1181m，其中柳園口至古城河段平均塌灘寬度長達2300m。斷面資料套繪表明，河床在沖刷過程中，不斷的擺動，塌掉二灘、高灘，新淤出是低灘，詳見花園口斷面變化套繪圖5-2。根據(jù)河勢的變化與斷面套繪分析主流擺動范圍最大達10km，發(fā)生在伊洛河口，平均擺動范圍3.54.2km；1981年至1985年河槽的擺動范圍有所減小，最大擺幅6km，河段平均擺范圍23.5km，主要是控導(dǎo)工程的不斷興建控制了河槽的擺動范圍。各河段的擺動范圍詳見表5-3。三門峽水庫1960年9月1964年10月清水沖刷期幾十個大斷面資料，統(tǒng)計出各河段塌灘情況見圖5-3，高村以上河段塌灘面積279km2，平均塌寬1000m，最大河段塌寬2300m，河槽在擺動中下切，若只在一岸興修整治工程，由于游蕩性河段比降陡，河床組成抗沖能力弱，床沙最易起動。水沙條件變化后，河床形態(tài)調(diào)整將十分迅速。今后小浪底水庫運用后下泄清水，塌灘將不可避免。河床縱剖面和平灘流量變化表5-4給出1960年9月1964年10月和1980年1985年10月汛末Q=3000m3/s水位變化情況。1960年9月1964年10月，在高村以上河段沖刷量分別為16.9億t時，流量3000m3/s時，水位下降變化范圍在2.71.65m，呈沿程減少趨勢。平灘流量的變化，由1960年10月的3000m3/s水位：花園口站92.25m，到1964年10月，水位92.32m時實則過流量9430m3/s，相同水位過流能力增加了6430m3/s；夾河灘站1960年10月3000m3/s時，水位73.56m，到1964年10月，水位73.11m時實則過流量9360m3/s，水位基本相同過流能力增加了7000m3/s；高村站1960年10月3000m3/s時，水位60.77m到1964年10月，水位61.41m時實則過流量9050m3/s，相同水位過流能力增加了3500m3/s。綜上所述，如果19