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水利工程论文-“预防、调节、控制”治黄刍议.doc

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水利工程论文-“预防、调节、控制”治黄刍议.doc

水利工程论文预防、调节、控制治黄刍议摘要不同时代,有不同的黄河问题,有不同的科技水平,对应有不同的治黄方法,本文针对目前黄河情况和科技发展,尤其是结合黄委建设三条黄河工程新治黄思想,提出预防、调节、控制为主的治黄想法。关键词治黄预防调节控制不同时代,有不同的黄河问题,有不同的科技水平,对应有不同的治黄方法。如,在远古时代,科技水平有限,若遇一般洪水,以水来土挡来防洪,若遇较大洪水,则以疏川导滞治水,在古代,随着金属器械等治黄工具的出现,修堤御洪、疏导分洪、堵塞截洪、疏浚排洪等措施的组合,进行治水治沙,现代人民治黄,黄河表现多种严峻问题,治理对象涵盖了防洪、水资源、水质、水土保持等重大问题,形成上拦下排,两岸分滞等治黄体系。目前,黄河面临洪水、水资源、水质和水土流失等重大问题,同时高科技的发展迅速,为利用新科技高效解决黄河严峻问题,黄委提出建设三条黄河的治黄思想,这势必加速高新科技在治黄中的转化和应用,并将促进治黄方法由传统的修堤御洪、疏导分洪、疏浚排洪、工程拦沙等若干措施的有限组合,向综合利用多种技术进行科学预报洪水、合理调节水沙、平衡控制河道等治黄方法发展,并且三条黄河工程将为以预防、调节、控制为主的治黄提供坚实的基础支撑。1.预防、预报水沙(一)预防、预报水沙的必要性根据以往的历史经验和教训,在大河的防洪工作中防重于抢,并且防洪预案的是否科学合理对整个防洪工作起最为关键的作用。同样,科学的预防、预报黄河水沙对堤防防洪、水资源利用与配置、河道不断流、河床减淤等起关键作用,为减少泥沙入黄、减轻洪水威胁、确保两岸人民安全、造福沿黄引水、改善周边环境等服务。(二)预防、预报水沙的条件和内容随着三条黄河工程的建设完善,黄土高原水土流失治理与监测模型、小花间降雨洪水预警预报系统、干流及河口枯水径流预报系统等将陆续建成,进行黄河水沙预防、预报所需的各项条件得以具备,可建立并运行黄河水沙预防、预报统一管理系统,为制定黄河治理开发的科学决策预案提供依据。鉴于黄河特性和现有或规划的工程布局,预防水沙的主要内容有黄土高原进入黄河的水沙过程,干流各大中型水库入库、出库水沙过程,小花间暴雨洪水过程,各支流进入黄河的水沙过程,干流河道及滩区的水沙演进过程,河口入海的水沙过程。2.调节水沙预防、预报水沙的直接目的是制定调节水沙的科学决策预案。在世界上,含沙量处于第二位的是美洲科罗拉多河,但其年均输沙量不大,仅约1.35亿t,年输沙量处于第二位的是亚洲恒河,但平均含沙量不大,仅约4kg/m3,这些河流的泥沙问题不很突出,调水调沙的需求也不大。但黄河的输沙量和含沙量均是世界最大的,调水调沙的任务和难度也是最大的。调水调沙主要包括控制黄土高原入黄泥沙和调节进入下游河道及入海的水沙。本文重点介绍调节进入下游及河口的水沙。(一)微观调节流量、含沙量、级配组合调节进入下游河道水沙的目的减缓下游河道的持续淤积,避免不利于下游河道减淤的水沙组合出现。不同水沙组合下游河道各个河段的临界冲淤流量。由表1,根据1960年-1995年不同水沙组合下游冲淤情况统计(黄委设计院,黄河下游冲淤特性研究,1999.9),总体上讲,高村以上河段的临界冲淤流量随小浪底出库含沙量的增大而增大,高村以下河段的冲淤临界流量的影响因素较为复杂,除与小浪底含沙量相关外,还与上河段的河道冲淤调整、含沙组成变化等有关,除高含沙洪水,山东河道的临界冲淤流量在2000至3000m3/s之间,欲减轻山东河道淤积,水沙调节需要求流量不低于2000至3000m3/s。高含沙洪水具有多来、多排、多淤特性,要实现高含沙洪水在下游河道不淤积,在目前治黄水平是很难做到的。表1黄河下游各含沙量级洪水各河段临界冲淤流量注流量单位m3/s,含沙量以小浪底出库计,艾山至利津流量以艾山站计,其他流量以花园口站计。(二)宏观调节河道输沙的用水量输沙水量指输送单位重量的泥沙所需的水量,据黄河实测资料分析,洪水期、汛期、非汛期的输沙水量有一定差别。洪水期输沙水量。根据19731990年三门峡蓄清排浑运用期间洪水实测资料1,分析出库洪峰不同含沙量的输沙水量与下游河道的冲淤关系,如平均含沙量为100~300kg/m3时,输沙水量小于10m3/t,下游河道淤积平均含沙量为50~100kg/m3时,输沙水量1628m3/t,下游河道淤积量减少或冲刷平均含沙量为30~50kg/m3时,输沙水量24~28m3/t,下游河道冲淤基本平衡平均含沙量小于30kg/m3时,输沙水量大于30m3/t,下游河道冲刷。分析1974~1985年洪峰资料(黄河下游输沙用水量的初步研究,黄委水科院,1990),分析输沙水量分别与含沙量和流量关系。对于与含沙量关系,含沙量小于20kg/m3时,下游各河段均冲刷,输沙水量50m3/t含沙量21~50kg/m3时,高村以上淤积比10.7,输沙水量36.4m3/t,高村以下冲刷,高村至艾山和艾山至利津分别为36.3和33.6m3/t含沙量51~100kg/m3时,高村以上淤积比34.5,输沙水量23.2m3/t,高村以下冲刷,高村至艾山和艾山至利津分别为23.2和20.4m3/t含沙量大于100kg/m3时,高村以上淤积比50.7,输沙水量10.2m3/t,高村以下淤积,输沙水量约为12m3/t。对于输沙水量与流量关系,流量小于3000m3/s,淤积比20%,高村以上淤积,以下冲刷,输沙水量45m3/t流量3000~6000m3/s,淤积比17.8%,高村以上淤积,以下冲刷,输沙水量31~33m3/t流量6000~10000m3/s,淤积比15%,输沙水量2730m3/t。汛期、非汛期和年输沙水量。汛期输沙水量多年平均30~40m3/t,统计1960~1989年2,花园口最大和最小输沙水量分别为91和9.8m3/t,利津的最大和最小为62和16m3/t。非汛期输沙水量多年平均100m3/t,高村最大和最小分别为154.2m3/t和43.5m3/t,利津最大和最小分别为218.5m3/t和49.1m3/t。年输沙用水总量,原定的小浪底运用以前年输沙用水总量为200亿~240亿m3,汛期为120亿~150亿m3,维持下游河道淤积3亿~4亿t,小浪底运用以后的输沙用水总量与小浪底等水库运用方式、控制下游河道淤积规模等有关。3.控制河道根据来沙来沙,制定科学合理的控制河道方案,主要是河南游荡性河道河势整治控制和山东窄河道河床减淤控制,为下游河道的防洪减淤服务。

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