量典型关系是线性关系，但年坐标点明显要低于其他点。随着来流增加，河道冲刷速率也在增加，但是增加速率如图所示逐渐减小。此外，年年年和年线性关系斜率也在逐渐减小。因此，我们能断定这些年汛期期间沿着黄河下游河道冲刷速率正在逐渐减小，尤其是在年之后。图河道冲刷与来流关系图河道冲刷速率与来流关系.人造洪水诱发冲刷侵蚀如图所示，根据年到年场人造洪水现场数据，河道冲刷随着来流增加也在增加，但是在年之后，河道冲刷量突然减小。如图所示，与年之前冲刷速率相比，年之后明显要小。举个例子，尽管来流量几乎相同，但年冲刷速率是年。图河道冲刷与来流关系人造洪水图河道冲刷效率与来流关系人造洪水.床沙。表小浪底中异重流在蓄水后前期运行时期，对于人造异重流，由于水库几乎是空，其输沙率很小。然后，随着泥沙淤积增加，输沙率逐渐增加。根据在年到年期间六次异重流数据，输沙率范围在，其平均值为。影响输沙率主要因素有水库水位上游水库泄流量卷波点位置上游卷波点床沙粒径大小下游卷波点河道边坡斜率。作为借鉴，中国官厅水库在年到年输沙率范围，其平均值为.美国胡佛水库在年到年输沙率范围，其平均值为.。因此，小浪底水库中异重流输沙率接近于那些国内外大型水库。.黄河下游.河道淤积和洪水灾害黄河下游历史能追溯到年前。从公元前年到公元年期间，其巨大洪水已经造成次堤岸决口，次大规模河道迁移。目前河道定型于年夹河滩水文站下游铜瓦厢重大决口，如图所示。尽管从年堤岸已经被加固了四次，抵御洪水长达年，但是洪水灾害威胁直是个挑战。洪水灾害只要由大量河道淤积造成。据估计，高村水文站河道从年到年淤积高度达.米。在世纪年代，该河道年淤积量能达到.立方米。这条河已经成为所谓“悬河”。此外，在世纪年代沿着河漫滩低处建了些子堤防，水流和泥沙活动大大得到限制，所有泥沙被挡在子堤防里，导致了河床抬升，因此“二级悬河”是形成于初级“悬河”之上。目前，河床已经高出提防外侧平地米，最大可达米如图所示。我们能想象到在中国北方，旦当地子堤防决口，洪水将会迅速冲出子堤防，破坏堤防，造成严重洪水灾害。图黄河下游典型断面示意图.河道收缩和洪水灾害威胁增加在年期间，黄河流域被罕见水文干旱魔咒所笼罩。年到年期间年平均径流量仅占。并且高含沙中小型洪水经常发生。主河道中总淤积量都是由此产生，高出子堤防里河漫滩.倍。因此，绝大多数河槽横断面深度减少了，过水断面面积减少了。这种情况在更宽断面上更加严重。比如，在马寨河段，其河槽深度从年月米变窄到年月米。在经过严重.米到米淤积后，平槽水位情况下过水断面面积从平方米减小到平方米如图所示。因此，洪水沿河输送能力减小到。黄河下游严重萎缩。在这样严峻情况下，努力寻找有效措施来控制洪水，小浪底工程建设被认为是个控制洪水和减缓黄河下游泥沙淤积明智选择。图马寨河道断面收缩.水库初始运行中黄河下游河道侵蚀.来流来沙改变小浪底水库蓄水后，黄河遭遇了场水文干旱魔咒。在到年期间，潼关水文站年平均来流来沙量分别为.和.。由于小浪底水库调控，黄河下游来流来沙呈现出些新特征来流主要在非汛期。比如说，在年之前，非汛期来流占年总来流，但在到年黄河上游大型水库建成之后，其占年总来流，年到年，其占年总来流量。来流含沙明显减少。平均年输沙量.吨，仅占年到年输沙量。来沙粒径非常细。被输送出水库泥沙平均粒径为米到米。没有大洪水发生。汛期下泄量比还要小。来流和来沙改变不可避免地改变了水流泥沙输移能力，因此导致了新河道演变,。.河槽冲刷总量在年月到年月这段时间，由于新来水来沙状况，黄河下游河道遭遇到了值得关注冲刷。总冲刷量达到.吨，相当于.立方米。相应地，总来流量达到.立方米。这表明来自于河道冲刷侵蚀泥沙中，每冲刷方沙就需要来自于水库.方水。同时，总冲刷侵蚀量集中在上游河段，也就是占黄河上游总长公里河段内。尽管汛期来流仅占年总来流，但由于更高泥沙下泄能力，大约总冲刷侵蚀发生在汛期。.来流冲刷速率般而言，黄河下游河道冲刷侵蚀与来流来沙密切相关，但是在小浪底水库运行初期，几乎没有泥沙被释放到下游，因此河道冲刷侵蚀量很可能与来流量有直接关系。如图所示，河道冲刷侵蚀随着来流增加而变大。但是，随着进步冲刷侵蚀，冲刷速率在逐渐变小，特别是在年发生了巨大下跌。河道冲刷来流比年冲刷量年来流量表明了来流冲刷速率在年后也发生了明显下跌如图所示。这些都表明特别是再年后从水库下泄水流冲刷能力在变弱。图年冲刷效率与年来流关系图河道年冲刷量与年来流关系.河道冲刷类型根据来流，黄河下游河道冲刷类型可归纳为以下几种洪水冲刷水沙调节冲刷人造洪水汛期和非汛期中小型水流冲刷。这三种冲刷类型见表所示。被场洪水冲刷总量相当于.吨，占总冲刷量.，相应来流总量为.立方米，占总来流量.。汛期和非汛期中小型洪水总冲刷量和总来流量分别为.吨和.立方米，分别占总量.和.，其中八场人造洪水造成了.吨冲刷量和.立方米来流量，分别占总量.和.。这些现象表明了在运行初期汛期和非汛期，中小型水流对于黄河下游河道冲刷十分关键。因为大洪水很少发生，绝大多数洪水下泄量也很小，因此洪水对河道冲刷影响越来越小。尽管小浪底水库运行后泥沙淤积平均效率是.，仅仅稍微低于天然洪水.，但是，考虑到充分利用水资源和黄河下游河道冲刷，人造洪水运行模式在小浪底水库泥沙控制中仍然是很有效方式。表黄河下游河道冲刷.冲刷洪水据统计，年年期间，在黄河下游共发生了场洪水，其中年和年发生了场。发生在小浪底水库这些洪水都是洪峰流量为和最小流量为中小型洪水。如图所示，随着来流增加，河道冲刷侵蚀也在增加。假设冲刷与来流量典型关系是线性关系，但年坐标点明显要低于其他点。随着来流增加，河道冲刷速率也在增加，但是增加速率如图所示逐渐减小。此外，年年年和年线性关系斜率也在逐渐减小。因此，我们能断定这些年汛期期间沿着黄河下游河道冲刷速率正在逐渐减小，尤其是在年之后。图河道冲刷与来流关系图河道冲刷速率与来流关系.人造洪水诱发冲刷侵蚀如图所示，根据年到年场人造洪水现场数据，河道冲刷随着来流增加也在增加，但是在年之后，河道冲刷量突然减小。如图所示，与年之前冲刷速率相比，年之后明显要小。举个例子，尽管来流量几乎相同，但年冲刷速率是年。图河道冲刷与来流关系人造洪水图河道冲刷效率与来流关系人造洪水.床沙是年间。而在夹河滩高村河段分道口仅仅为。总而言之，河流结构趋向于平顺和稳定。举个例子，花园口河段分道口河道结构在年和年都十分相似，如图所示。但是，在个别分道口，还是会发生河流弯曲。如图所示，年在柳园口河段分道口出现了五条新弯曲河流。河流外观蜿蜒曲折。图河道结构比较这些变化主要受来流和边界条件共同影响。来流较小。在最近年，大概来流是由小于下泄量产生。没有齐岸水位洪水发生，因此也就没有足够水流能量来导致更加剧烈河道改变。边界条件约束。在曲折河段中主要河道和来流受连续不断河道整治建筑物控制，造成水流和泥沙活动也受限制。这些现象不同于世纪年代三门峡水库早期蓄水所发生。那时，在没有任何河道整治建筑物控制下，富足来流和较大洪水下泄量能产生强烈水流变化和河床演变。.结论从年月到年月期间，小浪底水库已经淤积.立方米泥沙，占来流泥沙总量和水库总库容.。水库淤积形态呈三角锥或三角形。小浪底水库创造了种独特有效地水沙管理运行模式。在人造洪水情况下，水库限制水位之上水与上游水库来流来沙被充分利用和管理，从而增加泥沙输运能力和加强水库与黄河下游冲刷。在水库中存在天然和人造两种异重流现象。主要作用之是削弱水库淤积，充分利用异重流来输运更多细沙。小浪底水库中异重流引起平均泥沙输移率是，这与国内外那些大型水库很相近。细沙中值粒径范围是.。在年月到年月期间，整个黄河下游有.吨泥沙被冲刷，这导致横断面更窄更深，在同样下泄量情况下减小了水位，增加了齐岸下泄量。因此，小浪底水库已经使黄河下游从过去十年萎缩状况开始苏醒。粗化床沙和河床表面铠甲减少了水流冲刷能力和河床细沙供应。因此，河道冲刷能力年年减少，特别是在年后。最近几年，由于较小来流，较小下泄量和河道整治建筑物限制，在蜿蜒河段，河道和水流结构变化很小。小浪底水利枢纽工程是减缓黄河下游泥沙淤积和控制洪水关键性工程。但是，黄河下游河道冲刷速率减小和水库较低补偿指数仍然是个挑战性问题。目前，为了减少水库和黄河下游泥沙淤积，最重要任务是在汛期加强水库水沙管理，充分利用洪峰较高泥沙输移能力与较大下泄量来运输更多泥沙到渤海湾。此外，需要构想种新水沙管理模式和水库运行后期运行模式，维持长期更多水库有效库容，对于黄河下游水流，保持较高泥沙运输能力。涉及到水库和黄河下游水流和泥沙系列问题仍需要进步研究。参考文献潘先娣，李龙，张晓华，等三门峡水库竣工后黄河下游河床演变.郑州黄河出版社水利部中国河流泥沙研究.北京中国水利水电出版社..等马怀宝，张俊华，陈书奎，等小浪底水库运行以来淤积分析.人民黄河赵琴，李嘉，安瑞东水库异重流中二相流水动力学研究与进展辑.，.张红武，张俊华，张德宇等黄河下游蜿蜒河段管理策略水利学报陈建国，周文豪，邓安军黄河下游河道收缩与稳定国际泥沙研究陈建国，周文豪，陈强小浪底水库运行十年黄河下游河道演变水利学报张俊华，张红武，蒋长波等小浪底水库下游河床演变数值模拟水动力学研究与进展辑陈建国，周文豪，孙萍小浪底水库水沙管理对黄河下游河道冲刷影响泥沙研究武藤，张红武含沙河流中水库运行方式优化水动力学研究与进展辑张红武，黄玉杰小浪底水库运行初期下游河床演变数值模拟水力发电学报方宏伟，王光强泥沙输移及其应用二维数值模拟基础科学与工程学报韩冬，方宏伟泥沙输移维河川网络模型研究力学学报陈建国，周文豪，陈强小浪底水库水沙管理中关键问题中国水利.。表小浪底中异重流在蓄水后前期运行时期，对于人造异重流，由于水库几乎是空，其输沙率很小。然后，随着泥沙淤积增加，输沙率逐渐增加。根据在年到年期间六次异重流数据，输沙率范围在，其平均值为。影响输沙率主要因素有水库水位上游水库泄流量卷波点位置上游卷波点床沙粒径大小下游卷波点河道边坡斜率。作为借鉴，中国官厅水库在年到年输沙率范围，其平均值为.美国胡佛水库在年到年输沙率范围，其平均值为.。因此，小浪底水库中异重流输沙率接近于那些国内外大型水库。.黄河下游.河道淤积和洪水灾害黄河下游历史能追溯到年前。从公元前年到公元年期间，其巨大洪水已经造成次堤岸决口，次大规模河道迁移。目前河道定型于年夹河滩水文站下游铜瓦厢重大决口，如图所示。尽管从年堤岸已经被加固了四次，抵御洪水长达年，但是洪水灾害威胁直是个挑战。洪水灾害只要由大量河道淤积造成。据估计，高村,.黄河下游小浪底水库运行年期间水库淤积和库区演变陈建国国际泥沙研究培训中心中国北京.周文豪陈强中国水利水电科学研究院中国北京收稿时间修改时间摘要小浪底水利枢纽是黄河中游主要大型水利工程之。从年月蓄水后，它已经运行了年。从蓄水到年月该水库已经拦下.立方米泥沙，并且造成黄河下游.吨总侵蚀量。不仅仅黄河下游严峻衰退情形已经开始复苏，而且泥沙输移许多新现象和河道清淤行为正在到来。本文详尽阐述和讨论了这些问题。关键词水库淤积异重流水沙管理人造洪水河道淤积和侵蚀侵蚀能力河流结构前言因为严重沉积，黄河下游水流会挟带大量泥沙，这点是声名狼藉。它由条河道组成，这条河道河床质很容易被侵蚀淤积和形态极其容易改变。在最近年里，它已经发生了两次显著河道侵蚀过程。第次沿河道持续侵蚀发生在期间，正当三门峡水库失效。在三门峡水库两次重建运行之后，由于它严重淤积，黄河下游河道退回到先前严峻淤积处境。特别在气候条件恶化供水需求增加和其他人类活动影响下，河流径流戏剧性地在减少，而在黄河下游主要河道，泥沙淤积严重增加，输水能力离奇下降，因此黄河下游防洪安全变成了挑战性难题。面对这些严峻局面，小浪底水利枢纽工程被迫开始建设。由于水库蓄水，整个黄河下游河道都已经遭遇二次持续性侵蚀，然后河道洪水输水能力供水能力和生态环境开始逐渐恢复。同时，系列水库淤积和黄河下游河道恢复开始进入个新时代，比