黃河下游花園口至夾河灘段含沙量過程預報方法研究.pdf

1、黃河被譽為"中華民族的搖籃".然而進入20世紀90年代以來,黃河以下游河道斷流,生態(tài)環(huán)境惡化,水污染加劇,河槽急劇萎縮為社會所關注.面對這種日益惡化的人河相處的環(huán)境,人們意識到必須采取措施改變這種局面,達到人河和諧相處."水少沙多、水沙不平衡"是黃河淤積的根本原因,據此人們提出了"蓄清排渾、攔粗排細、適時放水調沙、淤灘刷槽"等措施.而所有這些舉措都離不開合適的水沙條件,若能做到對河道含沙量或輸沙率過程進行提前預報,將有利于實施人為調控水

2、沙,協(xié)調黃河水沙關系,從而達到人與黃河和諧相處的目的. 由于種種原因,目前黃河尚未有真正可用于實際作業(yè)的含沙量預報模型或方法.對含沙量預報方法進行研究與探討,給出比較適宜的預報方法,不僅是黃河中下游干流水庫調度和洪水資源化的需要,還能豐富水文泥沙的學科內容,促進學科的發(fā)展.因此,這一工作不僅具有重要的實踐意義和應用前景,也具有重要的科學意義. 作為水利部黃河水利委員會治黃專項項目:《黃河中下游干流主要水文站洪水最大含沙量

3、預報方法研究》的一部分,本文以黃河下游花園口至夾河灘河段為研究對象,在對該河段水沙特性進行分析的基礎上,分別采用泥沙動力學方法、水文學方法和水文動力學結合的方法建立含沙量過程預報模型,并通過實測資料對三種方法加以驗證比較.在分析討論的基礎上,提出相對好的含沙量預報方法.論文的主要內容和研究成果如下: (1)建立了恒定流不平衡輸沙模型,非恒定流不平衡輸沙模型和響應函數模型；給出了參數率定和作業(yè)預報方法；對黃河下游夾河灘站含沙量過程

4、進行模擬預報,借此對模型的預報能力進行檢驗.檢驗結果表明除恒定流不平衡輸沙模型外,后兩種預報模型都具有可操作性和一定的有效性.響應函數模型預報效果令人滿意. (2)分析比較后認為:從模型結構上講,水力學模型法的物理圖形清晰,刻畫精細,但對資料要求高,考慮因素多,且這些因素相互作用、影響.因此,在目前觀測和對水沙運動認知能力的條件下,完全采用水沙動力學途徑進行含沙量過程預報還有精度不高的問題,尚需對方法進行改進. (3)還

5、認為,在對機理認識不清的條件下,響應函數模型對水沙運動機理不過于追求,主要從宏觀上探討水沙演變規(guī)律,所以對資料要求不高,便于實際運用.檢驗表明響應函數模型用于含沙量過程預報具有很好的精度,但在上游來水來沙異常時,往往產生預報失敗.若能兼顧水沙運動機理,響應函數模型將會有更好的精度. (4)鑒于水力學模型法的物理圖形清晰,響應函數模型法對資料要求不高、實際應用方便的特點,將水文學和水動力學方法相結合進行含沙量過程預報是一種值得倡導