黄河调水调沙的实践基础理论根据效益和巨大的.ppt

一、引言 1．1999年小浪底水库蓄水以来2002~2007年黄河开展了6次调水调沙，取得了很大效益。 2．对于调水调沙这个重大措施，在社会上不少人并不理解，有一些议论，在水利工作者中也颇有微词。原因是黄河水少沙多，是一条堆积性河流，几千年以来就是河床与水位不断抬高等这种现象给人形成强烈印象，加之对调水调沙这个新事物不理解。 3．本文是根据作者最近几年的研究，阐述黄河调水调沙的实践基础、理论根据，已取得的效益和巨大的潜力。潜力有多大？伴随着一定的配套工程可能使黄河下游做到基本不淤。 二、调水调沙的实践基础与理论根据 第一造床流量的意义-----塑造纵剖面的代表流量。 人造洪峰的意义： 设来水400亿m3/s，一种过程每天为日平均流量1268 m3/s。 设来水为400亿m3/s， 另一种80天为4000 m3/s，，其余为500 m3/s 。 后者输沙能力较之前者大0.889倍。这是人造洪峰的道理。调水调沙不是简单的人造洪峰。 (二) 堆积性与洪峰时期的巨大输沙能力 黄河的堆积性这是不争的事实。但是另一方面洪峰的输沙能力又很大。按照这种有利条件下的输沙能力，足以输走全部来沙。 1．实际资料表明洪峰时的巨大输沙能力(表2) 由于冲淤使挟沙能力级配发生差别，可使淤积时挟沙能力为冲刷的1.11~1.25倍。 而不平衡输沙的影响，淤积时挟沙能力较之平衡约大1.3%，冲刷时约小9.6%。 综上所述，在一般条件下，除去高含沙量，综合估计三者的为：淤积时较挟沙能力较之平衡约大1.3倍；而冲刷约为平衡的69%。即冲淤挟沙能力变化较之平衡约±30%左右。这个结果基本上可以解释含沙量多值性。如按377次普通洪水利津含沙量363kg/m3为平衡值，则冲刷含沙量约为25kg/m3，淤积约为47.2kg/m3。 3．可见多来多排在理论上是有根据的。也是调水调沙应全面利用的：当必需扩大断面，加大平滩流量，则要冲刷；否则应安排平衡输沙，甚至在一定控制条件下采用超饱和输沙。 这与前述实际资料统计的22.5kg/m3及41.1 kg/m3~67.6kg/m3是符合的。 (五)“冲河南、淤山东”还是“淤河南，冲山东” 1．以往一些资料表明，在一定条件下会出现“冲河南淤山东” 1960-1964年花园口至高村非汛期冲3.23×108t，艾山至利津淤积1.38×108t。 1973年至1996年非汛期花园口至高村冲刷9.22×108t，高村至利津淤积14.46×108t。 1960-1996年非汛期花园口至高村冲10.13×108t，高村至利津淤25.60×108t。 由于山东河道河槽宽度仅及河南段的1/3左右，河长也较短，由此冲河南淤山东，曾经是小浪底工程上马时最担心的问题之一。 三、调水调沙的效果 (一)加大了冲刷入海的沙量 1．五次调水调沙，利津平均流量2425m3/s，平均含沙量19.28kg/m3。每排1吨沙耗水51.9m3。而小浪底水库运用7年，利津平均含沙量11.34kg/m3，每排1吨沙，耗水88.1m3。若除去调水调沙外的输沙量，则不调水调沙的利津含沙量为10.90kg/m3，排1吨沙，耗水91.7m3。 2．排沙入海的效益达到了以往水平 五次调水调沙下游河道排沙比为19.28/5.94=3.25。而按水库排沙比0.167，则按三门峡水库运行的公式(16)，下游河道排沙比为3.30。 3．出利津含沙量与以往同流量的水平一致 Q=2000m3/s~3000m3/s的10场洪水，三黑小含沙量8.93kg/m3，利津21.8kg/m3。 调水调沙，小浪底含沙量5.94kg/m3，利津含沙量19.28kg/m3。 (二) 冲刷降低了下游河道洪水位 1．1999年~2002年未调水调沙，除花园口和利津同流量水位有所降低，其余四站，同流量水位则完全相反，不是降低，而是有所抬高。 即令是清水下泄，却抬高了水位，可见细水长流而不调水调沙(加大流量)是不行的。 2．2002年调水调沙后，六站的水位均有明显降低。 3．至2006年，大流量水位流量关系迅速平缓，即小的水位增加，可获得很大的流量增加。这正是扩大造床流量和平滩流量的好机会。 三、调水调沙的效果 (三) 加大了山东河段冲刷的比例，避免了“冲河南、淤山东” 1．前述1999年至2002年未实施调沙前，尽管下泄清水，夹河滩~艾山同流量水位发生抬高，就是一种“冲河南、淤山东”的现象。幸好，调水调沙后，山东河段不仅发生了冲刷，而且比例为14.03较之三门峡运用期间的9.13%偏大53.7%。而且是全下游河道均衡冲刷，反映出水位降低下全河段基本一致。 2．据表6，若去掉500~2000m3/s以下的流量，