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图 6 基于新河相关系确定的黄河花园口断面
实测平滩流量与适配的河道宽度
不仅如此,2002—2007 年小浪底水库“调水调沙”试验前,花园口的平滩流量为 Q = 1800 m /s;
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试验后,花园口四个水文站的均值 Q = 4000 m /s。据河相关系式(3)计算,河宽 B 相应由 506 m 增加到
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790 m,与 Q = 1800 m /s 增加至 Q = 4000 m /s 是一致的。
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有较多研究 [4] 认为“平滩流量”与水沙过程是“多因素响应关系” [24] ,如“滞后响应”理论模
型 [25] ,人工神经网络模拟,逐步回归分析等。这些结果尚存在不确定性。利用断面的河相关系式
(13)得到式(20),可获得物理意义明确的平滩流量,由式(20)可知,河宽 B 是确定平滩流量的重要
因子,含沙量 S 的影响较小(见图 3),不存在“多因素响应关系”。
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前黄河水利委员会主任王化云在长期治理黄河的实践中,提出“宽河固堤、蓄水拦沙”改善河道
生态环境的治河主张 [23] ,如今利用河相关系式(13),相同水沙条件 Q = 2400 m /s 及 S = 0.07 计算结果
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河宽为 B = 613 m;花园口千年一遇洪水流量为 Q = 21 400 m /s及 S = 0.03,相应下游河宽 B = 2074 m。
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主槽萎缩以平滩流量减小、河道过洪能力下降为特征。据历史记载,1958 年花园口过洪流量 Q =
22 000 m /s,1998 年下降至 Q = 4700 m /s,2002 年下降到 Q = 1800 m /s,说明河道泥沙淤积严重,主
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槽逐年萎缩,过洪流量动态下降。
利用黄河下游断面的河相关系式(13),可得上述平滩流量 Q = 22 000、4700、1800 m /s 的相应
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河宽依次为 B = 2078、880、505 m。可见,主槽萎缩的防治,要维持平滩流量及相应的河宽,应按
“人与自然和谐共生”理念,人类活动不应过渡侵占河滩地 [23] 。例如,为维持动态平衡的现状,最
小的平滩流量不能小于 1800 m /s ,历时不小于 7 ~ 10 d,相应河宽 B 不小于 505 m,这便是维持黄河
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下游主槽不萎缩的水沙条件 [26] 。但当前不少观点却强调黄河下游要“改造河道,缩窄河宽”以提高
河道输沙能力,这与维持主槽稳定不萎缩,河宽 B = 505 m 不再减小的要求相悖,值得深入讨论与
思考。
4 新河相关系的应用与讨论
总结新建立断面的河相关系及沿程河相关系式(11)—(13),结合实测及试验测量,我们可进一步
得到适用于黄河下游的新河相关系的另一形式:
ìL = 1.93Q 0.648 S v -1.39
ï ï
ï ï
í M = 146Q 0.193 S v -0.309 (21)
ï ï 0.081 S v 0.269
ï ïU = 2.037Q
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该式简明直观,有良好的实用价值。三门峡水库兴建及两次改建,造成了巨大损失及不良影响,
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