文档介绍：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。发生“揭河底”冲刷应具备二个条件:一是边界条件,即河床调整达到临界状态。二是水沙条件,即高含沙洪水持续时间长,且洪峰与沙峰过程基本相应。初步认为:在高含沙水流中,低频大中尺度紊动能量增加,由湍流猝发现象而引起的扫荡冲蚀、切削破坏作用都不断增强,同时伴随着空化空蚀现象,从而引发“揭河底”冲刷。“揭河底”时的泥沙群体组合(片体、块体)起动方式为脉动压力起动。防治“揭河底”冲刷关键在于改善河床边界条件和水沙条件。据此提出了加强水土保持和工程维修加固,加大河道治理力度,适时调水调沙,开展引洪放淤,完善落实防汛责任体系,建立完善预警报警系统,切实做好监测预报和抢险救护工作等治理对策。
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(禹门口至潼关) km, 河宽为3—18公里,平面形态呈哑铃状,河床纵比降上陡下缓,为3—6%00,,—,宽深比达40以上,—。 km2,河床宽浅,水流散乱,沙洲密布,叉流丛生,冲淤变化剧烈,主槽摆动不定,为典型的堆积游荡型河道。
1、“揭河底”冲刷情况
“揭河底”冲刷是黄河小北干流河段独特之奇观,它是在一定的河床边界条件下,遇到高含沙量的大洪水时,对河床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,龙门河段洪水中一般会漂浮大量的树枝、杂草等物,并发出很浓的臭泥腥味,水流浑浊,水面平静,很快就出现滚滚恶浪,河床大泥块被水流掀起露出水面,面积几平方米甚至十几平方米,有的泥块像墙一样直立起来与水流方向垂直,而后“扑通”一下倒进水中,很快被洪水吞没。河面上大量泥块此起彼伏,顺水流翻腾而下,满河开花,汹涌澎湃,水声震耳欲聋。“揭河底”冲刷持续一段时间,会冲出一条数米深数百米宽的河槽,一般沿水流方向成带状分布。
据统计,1950年以来,黄河小北干流河段共发生了9次“揭河底”
冲刷(见下表),黄河龙门站的冲刷时间一般为17—22 h,最短仅6 h,最长达68 h。冲刷深度沿程递减,一般为2—4m,最深达9m(1970年8月)。冲刷距离最近至安昌(黄淤59断面),,最远达潼关(黄淤41断面),距龙门132km。发生“揭河底”冲刷时,河道在平面上大幅度摆动,主槽强烈冲刷,滩地大量淤积,河势趋于归顺,形成相对窄深河槽。尔后,在一般水沙条件下,河床又回淤抬高,短则当年就回淤,长则需2—3年,当河床调整达到临界状态时,在适宜的来水来沙情况下,再次发生揭河底冲刷现象。河道这一往复性演变过程,孕育了该河段由淤积—强烈冲刷—淤积的周期性变化,但河床总的趋势是淤积抬高的。
黄河小北干流河段1950年以来“揭河底”情况统计表
时间
最大流量
(m3/s)
最大含沙量
(kg/m3)
冲刷深度(m)
冲刷长度(km)
间隔时间(年)
河槽摆
动情况
13700
542
132
~
17500
605
132
2
有大摆动
~