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黄河下游河段为严重的堆积性河道,洪水对河床演变有着很大作用,尤其是自20世纪80年代中期以来,由于上游众多水库的建立,社会经济的发展,工农业引水灌溉的水量增加,促使下游来水来沙条件的非协调性变化,中常以上洪水出现频次大大减小,洪峰流量降低,“二级悬河”形式日益严重,对防洪造成极大压力。因而对黄河下游漫滩洪水“淤滩刷槽”机理的研究是非常必要的。
本文针对漫滩洪水的水力学特性研究,从原型资料分析和物理模型试验出发探讨漫滩洪水的“淤滩刷槽”作用。本文的研究内容主要包括:
(1)分析评价了复式河槽流量的计算方法,以及滩地、主槽糙率的计算。
(2)河流的断面形态都是冲积河流自动调整作用的结果,依据河床演变基本原理,从水动力学方程、连续方程及河床变形方程等推导出水位涨率的偏导方程。可知,河槽宽度缩窄、床面抬高和过流断面面积的减小,均可使水位涨率增大,对河道萎缩致灾起着重要作用。
(3)通过理论推导,推导出洪水沿程水位变化方程,以及含沙量横向分布方程。
(4)通过原型资料分析得知:漫滩洪水的淤滩刷槽作用与来水来沙量、河床断面形态以及物质组成有关。
(5)模型试验及原型实测资料分析表明,洪水漫滩后,由于流速降低,泥沙逐渐淤积,并且离主槽越远,淤积的泥沙越细。用洪峰流量与平滩流量之差与平滩流量的比值1来表征刷槽效率,刷槽效率较高的在0.4左右。
(6)一般滩区水位要低于主槽水位,当滩区水面与主槽连续时,水位略低于主槽,不连续时水位降低较多。漫滩挟沙水流在滩区行进过程中,其含沙量沿程衰减,生产堤内及滩面衰减幅度较大,堤河衰减幅度较小。