内蒙古河道边界条件改变对洪水横向冲淤作用的影响

摘要

由于自然条件的改变及人类活动的影响,黄河上游内蒙古河段淤积严重,河槽萎缩,河底抬高。近期该河段凌汛期洪灾风险不断加大,给人民生命财产安全带来了巨大威胁。鉴于小浪底水库冲刷黄河下游河道获得的成功经验,有学者提出洪水冲刷是治理内蒙古河道、防御灾害、缓解淤积、恢复河道的一种重要措施,并且,黄河上游水资源量匮乏,所以分析洪水冲刷效果就显得尤为重要。探讨河槽边界条件改变对洪水横向冲淤影响的规律,为分析洪水冲刷能否恢复河道提供理论支持。本论文在分析了河槽边界条件变化特点基础上,建立了次洪作用下断面面积冲淤变化模型,分析了河槽边界条件对洪水横向冲淤的影响,并评价可控洪水冲刷内蒙古河道的效果,为河道治理工作提供决策依据。本论文研究得出以下结论：1)提出了洪水冲淤面积跟踪计算方法,根据该方法分析得知内蒙古河道经历了1976-1985年平衡期,接着经历了河床剧烈演变期,然后进入了2000-2006年平衡期。并且,后者与前者相比,河相系数变大,断面变宽浅,不利于输沙。2)通过建立次洪横断面面积变化与影响因子的关系。可知次洪作用下的横断面面积变化与洪水动能成正比,与河相系数、初始断面面积成反比。目前河槽形态下,洪水冲刷,可使断面面积扩大,但与历史相比,容纳淤积能力降低,易再次淤积。3)考虑6种可控洪水工况,分别对内蒙古河道纵、横向冲刷进行预估。横向采用模型结合蒙特卡洛方法进行概率预估,纵向采用输沙平衡法进行预估。结果表明,内蒙古河道可控洪水冲刷效果不明显,耗水量较大。提出缓解内蒙古河道淤积问题的建议：治理十大孔兑、沙漠沙；节约用水；减少青铜峡水库排沙。

目录

摘要

Abstract

1、绪论

1.1 研究背景

1.2 研究内容、目的及意义

1.3 研究进展

1.3.1 河道演变研究进展

1.3.2 洪水冲淤作用研究进展

1.3.3 内蒙古河段研究进展

1.4 主要内容

1.5 技术路线

2、自然地理概况

2.1 地理位置

2.2 水文气象

2.3 河流周边环境

2.4 地质地貌

2.5 水工建筑物

3、边界条件演变

3.1 水沙变化

3.1.1 径流量变化

3.1.2 沙量变化

3.1.3 来沙系数变化

3.2 横向冲淤演变

3.2.1 横向冲淤量化

3.2.2 演变过程

3.3 断面形态演变

3.4 河相系数

3.5 流速变化

3.6 小结

4、洪水横向冲淤作用规律

4.1 洪水与横向冲淤关系分析

4.1.1 因子选取

4.1.2 统计关系建立方法

4.1.3 内蒙古河道次洪横向冲淤面积模型

4.2 河槽边界条件对洪水横向冲淤的影响

4.2.1 概化洪水

4.2.2 不同河槽边界条件下的洪水冲淤

4.3 小结

5、虚拟可控洪水冲淤预估

5.1 虚拟可控洪水简介

5.2 横向冲淤的概率预估

5.2.1 影响因子的确定

5.2.2 横向冲淤预估

5.2.3 结果分析

5.3 纵向预估

5.4 效果分析

5.5 小结

6、结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

6.3 展望

致谢

参考文献

附录