河道過流能力與主槽形態(tài)有關(guān),而主槽形態(tài)又取決于上游水沙條件,分析過流能力與這兩者之間的關(guān)系對研究黃河下游游蕩段河床演變規(guī)律有重要意義。從典型斷面和河段平均兩個尺度,定量分析了黃河下游游蕩段1986—2015年平灘流量與水沙條件（來沙系數(shù)和水流沖刷強(qiáng)度）及汛前主槽形態(tài)（河相系數(shù)）之間的響應(yīng)關(guān)系。結(jié)果表明:①1986年至小浪底水庫運行前,游蕩段淤積嚴(yán)重,主槽萎縮,河道過流能力急劇下降,自小浪底水庫運行后,游蕩段發(fā)生強(qiáng)烈沖刷,其斷面持續(xù)趨向窄深,過流能力逐年恢復(fù);②建立了斷面和河段平灘流量與水沙條件及河相系數(shù)的冪函數(shù)關(guān)系,二者相關(guān)系數(shù)均在0.5以上,但河段尺度相比于斷面尺度的相關(guān)系數(shù)至少可提高17%;③河段平灘流量與前5年汛期平均水流沖刷強(qiáng)度及河相系數(shù)的相關(guān)系數(shù)接近0.94,相應(yīng)計算公式能較好地反映平灘流量的變化過程,為分析其他河段平灘流量的變化提供了參考方法。 

【文章來源】：水科學(xué)進(jìn)展. 2020,31(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

黃河下游河道平面

沖積河流的沖淤特點一般受進(jìn)口水沙條件、河床邊界條件和支流匯流等多方面因素的影響[17]。對于黃河下游而言,水沙條件的改變是影響河床演變最關(guān)鍵的因素之一。進(jìn)入黃河下游河段的水量及沙量,通�？梢杂眯±说�+黑石關(guān)+武陟(簡稱三站)之和來表示。圖2(a)與圖2(b)給出了1986—2015年黃河下游汛期(7—10月)與水文年(前一年11月到次年10月)的水量及沙量的變化過程。小浪底水庫運行前后下游年均來水量微減,1986—1999年為276億m3/a,2000—2015年為259億m3/a,但非汛期水量占比由54%增加至64%。小浪底水庫運行之后,無論是水文年還是汛期,下游水沙受人為控制程度加強(qiáng),來沙量減少近90%。1986—1999年來沙量為7.40億t/a,汛期來沙量為7.00億t/a;2000—2015年來沙量為0.700億t/a,汛期來沙量為0.600億t/a。

式中: G bf i 、 G bf i+1 分別表示第i、i+1個斷面的平灘特征參數(shù),如平灘河寬Bbf、平灘流量Qbf; Δxi表示這兩個斷面之間的距離;N為河段內(nèi)實測淤積斷面數(shù)量;L為河段總長度; G ˉ bf 為河段平灘特征參數(shù)�；谶@種方法計算得到的平灘流量作為游蕩段平均的平灘流量 Q ˉ bf 。應(yīng)當(dāng)指出,河段平均法的計算精度與河段內(nèi)布設(shè)的統(tǒng)測斷面的數(shù)量有關(guān)。夏軍強(qiáng)等[19]以2006年汛后為例,對黃河下游統(tǒng)測斷面數(shù)量分別為91個和333個(對應(yīng)的游蕩段統(tǒng)測斷面數(shù)量為28個和156個)時分析了下游各河段平均平灘流量的大小,計算結(jié)果發(fā)現(xiàn),各河段數(shù)值相差均在3%以內(nèi)。故此處游蕩段平灘特征參數(shù)采用基于28個統(tǒng)測斷面的計算結(jié)果。由此計算河段平灘特征參數(shù)如圖4所示,其中河相系數(shù)指前一年汛后河相系數(shù)值。圖4 河段平灘特征參數(shù)的逐年變化


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