黄河小北干流“揭河底”冲刷机理及对策探讨.docx

黄河小北干流“揭河底”冲刷机理及对策探讨.doc黄河小北干流“揭河底”冲刷机理及对策探讨
摘要:“揭河底”冲刷是高含沙洪水与河床边界矛盾对立急剧转化的必然结果辁。发生“揭河底”冲刷应具盏备二个条件:一是边界条件箦,即河床调整达到临界状态洚。二是水沙条件,即高含沙曷洪水持续时间长,且洪峰与誊沙峰过程基本相应。初步认狺为:在高含沙水流中,低频鞘大中尺度紊动能量增加,由童湍流猝发现象而引起的扫荡扪冲蚀、切削破坏作用都不断增强,同时伴随着空化空蚀遣现象,从而引发“揭河底”值冲刷。“揭河底”时的泥沙ㄢ群体组合起动方式为脉动压悟力起动。防治“揭河底”冲蛆刷关键在于改善河床边界条糌件和水沙条件。据此提出了陶加强水土保持和工程维修加怖固,加大河道治理力度,适ょ时调水调沙,开展引洪放淤,完善落实防汛责任体系,翩建立完善预警报警系统,切崖实做好监测预报和抢险救护藤工作等治理对策。
关键词:黄河小北干流揭河底冲刷机理对策探讨
黄河小北干流河段全长km,河宽为3檐—18公里,平面形态呈哑辏铃状,河床纵比降上陡下缓愈,为3—6%00,弯曲系数为,滩槽高差—,宽深比浈达40以上,稳定系数—。虐河道总面积为km2,河床闷宽浅,水流散乱,沙洲密布α,叉流丛生,冲淤变化剧烈╂,主槽摆动不定,为典型的焚堆积游荡型河道。
1、“哭揭河底”冲刷情况
“揭河纨底”冲刷是黄河小北干流河倘段独特之奇观,它是在一定耶的河床边界条件下,遇到高阈含沙量的大洪水时,对河床铘产生剧烈的集中冲刷,一般发生在洪峰之后的落水期。
“揭河底”发生前数小时,爹龙门河段洪水中一般会漂浮警大量的树枝、杂草等物,并衣发出很浓的臭泥腥味,水流跹浑浊,水面平静,很快就出现滚滚恶浪,河床大泥块被榘水流掀起露出水面,面积几问平方米甚至十几平方米,有烂的泥块像墙一样直立起来与效水流方向垂直,而后“扑通钱”一下倒进水中,很快被洪斗水吞没。河面上大量泥块此蓖起彼伏,顺水流翻腾而下,ュ满河开花,汹涌澎湃,水声震耳欲聋。“揭河底”冲刷Ю持续一段时间,会冲出一条峡数米深数百米宽的河槽,一Ν般沿水流方向成带状分布。
据统计,1950年以来仫,黄河小北干流河段共发生瞄了9次“揭河底”冲刷(见搡下表),黄河龙门站的冲刷斡时间一般为17—22h尘,最短仅6h,最长达68铢h。冲刷深度沿程递减,一肀般为2—4m,最深达9m涓。冲刷距离最近至安昌,距馏龙门,最远达潼关,距龙门仰132km。发生“揭河底偬”冲刷时,河道在平面上大幅度摆动,主槽强烈冲刷,沐滩地大量淤积,河势趋于归
杓顺,形成相对窄深河槽。尔后,在一般水沙条件下,河防床又回淤抬高,短则当年就艘回淤,长则需2—3年,当河床调整达到临界状态时,泺在适宜的来水来沙情况下,鼷再次发生揭河底冲刷现象。腮河道这一往复性演变过程,祟孕育了该河段由淤积—强烈阵冲刷—淤积的周期性变化,酯但河床总的趋势是淤积抬高洚的。
黄河小北干流河段1吣950年以来“揭河底”情况统计表
时间

最大流量
最大含沙量
冲刷深度
冲刷长度
间隔时间
河槽摆
动情况
1潢3700
542
132而
~
17500
605
132
2
有大摆动
~
10200
695
90
9
有大摆动
~
746汹0
933
73
1
无大摆动
~
8860
7徙40
49
2
有大摆动肴
~
13800
826
90
0
有大摆动
14冖500
690
71
6
有大摆动
12700
821
71
0
有大摆动Φ
4600
790
24虹
2、“揭河底”冲刷条件及机理分析
“揭河底”冲钥刷条件分析
“揭河底”冲现刷是高含沙洪水与河床边界镁矛盾对立急剧转化的必然结勉果,是该河段河床演变的特棘有规律所决定的,是河床自逸然调整演变的过程,也与该湫河段的河道特性密切相关。
黄河禹门口以上河道纵比降侈为%00,而禹门口以下纵掉比降为3—6%00,黄河出禹门口后,由92米的峡悫谷河槽骤然展宽为4公里以
ⅹ上的河漫滩,纵比降变缓,磊河道展宽,使流速减小,泥沙不断淤积,当河床淤积到一定程度时,将不适应高含躯沙洪水的排泄,通过“揭河损底”冲刷使来水来沙与河床炻边界相协调。
根据对19趱50年以来“揭河底”冲刷危现象的实测资料分析,产生鞘“揭河底”冲刷一般应具备é以下四个条件:
洪峰流量萋大,流速大,大流量持续时碓间长。黄河龙门站最大瞬时伞流量大于7400m3/s,流量大于5000m3/掼s的洪峰持续历时在8h以ī上,或最大日平均流量大于烀3100m3/s,流速达隧5m/s以上时,即可产生陡大范围的“揭河底”冲刷。丈当黄河龙门站发生中小流量∽的高含沙洪水时,也可引发局部“揭河底”冲刷。