论文部分内容阅读
现有对黄河河流地貌和河型演变的研究主要侧重于黄河中、下游地区,而对黄河上游的类似研究则显得缺乏。上游地区经济、社会的迅速发展,客观上要求加大对黄河上游干流河道的研究进度,以适应该地区社会发展的大局。本论文对前人的研究工作进行了分析,归纳了目前研究工作中存在的不足,明确了本论文的主攻方向。通过选取黄河上游典型河道断面,利用实测水文、泥沙资料和野外考察测量数据,分析了黄河上游河道断面水力几何形态关系的年际变化特征及其沿程变化情况;研究了黄河上游典型河段的河道演变过程及其趋势;探讨了水利工程投入运用后,水库下游典型河道断面水沙输送对其的响应情况。取得的主要进展及结论如下:
(1)黄河上游河道的山区峡谷型断面和冲积平原区断面的断面水力几何形态关系各参数存在一定的差异,这也反映了不同河道断面形态对上游来水响应过程的差异。另外,断面上游来沙过程对水力几何形态关系的指数调整具有重要的影响,随着断面悬移质含沙量的增大,水深指数f和流速指数m跟断面悬移质含沙量遵循抛物线关系变化,其趋势发生转折的临界值是7 kg/m3。
(2)黄河内蒙古河段自上而下依次发育的三类河型(辫状河流、弯曲河流、顺直河流)是河流自动调整的产物,反映了河流水动力由大到小的变化趋势。同时,该河段的河道演变现象表明,河岸组成物质的极大不同决定了各个断面的演变特性及其所在河段的河型差别。河道的演变也将引起其水力几何形态关系的调整。根据河道演变及水力几何形态关系的研究结果,认为黄河内蒙古河段的河道治理与管理工作,重点应该针对巴彦高勒断面所在的辫状河段和三湖河口断面所在的弯曲河段。对辫状河段要加强整个河段的河岸防护,对弯曲河段应以工程防护为手段侧重遏制其凹岸的坍塌后退。
(3)黄河上游干流河道的控制断面(头道拐断面)的形态对其上游来水来沙的调整过程,强烈地受到上游水库运行的影响。在上游水库相继投入运行后,水沙搭配情况发生改变,导致水库下游河道发生粗化现象,头道拐断面悬移质泥沙的中值粒径表现出先增大,然后减小,最后再增大的三阶段变化特征。从时段上看,悬移质泥沙的中值粒径呈减小趋势,其平均值由0.018 mm(1969-1986年)减小为0.012 mm(自1987年以来)。
(4)上游在不同时间投入运行的水库对头道拐断面的影响强度各不相同,在多重水库的河段下游,河床粗化主要决定于位于最下游的水库。在一系列水库投入运用后,特别是自1986年龙羊峡水库与刘家峡水库联合运用以来,头道拐断面河道的横向摆动幅度呈大幅减小趋势,有利于当地百姓正常的生活和生产。