泥沙范文10篇

1前言

河海大學(xué)的河流泥沙運(yùn)動力學(xué)屬于江蘇省重點(diǎn)學(xué)科，擁有一大批具有中高級技術(shù)職稱的專門人才，建有大型試驗(yàn)廳4座，玻璃水槽20余條，可以觀測記錄水位、流速流向、含沙量、顆粒級配、淤積地形以及具有先進(jìn)的多邊界潮汐非恒定流數(shù)據(jù)采集、控制、監(jiān)視系統(tǒng)和ADV三維流速測量系統(tǒng)。多年來，研究領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，對水庫、河道、流域、水利樞紐、工礦企業(yè)、河口海岸等方面的泥沙問題進(jìn)行了較為深入的研究，形成了自己的特色，先后承擔(dān)了“七五”、“八五”國家攻關(guān)及自然科學(xué)基金等項(xiàng)目，取得了一批成果，獲得各類科技進(jìn)步獎十余項(xiàng)，培養(yǎng)碩士、博士研究生30多名。

隨著河海大學(xué)首批進(jìn)入“211工程”，給本學(xué)科的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。自1996年以來，學(xué)校逐步投入200多萬元進(jìn)行學(xué)科和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，至2000年，將建成一批較先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，為本學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造條件。

2.1降雨特性及雨蝕模擬

通過分析雨滴降落過程中的力學(xué)規(guī)律，從理論上導(dǎo)出了雨滴降落在任一高度時的速度計(jì)算公式，進(jìn)而導(dǎo)出了雨滴的終速公式。該公式由陳國祥、姚文藝研究完成，提出了雨滴變形的概念，用于描述直徑大于0.3mm的雨滴在降落過程中形狀因子對落速的影響。得到的終速公式與國內(nèi)外同類公式比較，具有較強(qiáng)的理論基礎(chǔ)，形式簡單，與實(shí)測資料吻合好，計(jì)算精度高?？捎糜谟?jì)算雨滴終速，確定雨滴動能和設(shè)計(jì)人工模擬降雨裝置。

湯立群在分析雨滴濺蝕規(guī)律的基礎(chǔ)上，運(yùn)用牛頓第二運(yùn)動定律推導(dǎo)出雨滴對土粒的撞擊力表達(dá)式和雨滴濺蝕量計(jì)算公式。該研究與以往成果相比，具有力學(xué)概念清楚，理論性強(qiáng)，又能反映影響雨蝕主要影響因素等特點(diǎn)，可用來計(jì)算天然降雨的濺蝕量。

摘要摘要：本文探索了影響泥沙擴(kuò)散系數(shù)的因素，討論了傳統(tǒng)理論在描述泥沙顆粒垂線分布時的不足，并指出了動理學(xué)在懸浮泥沙運(yùn)動描述中的應(yīng)用前景。

摘要：水沙流泥沙懸浮動理學(xué)

1影響泥沙擴(kuò)散系數(shù)的因素

在基于傳統(tǒng)的連續(xù)介質(zhì)假說的各種理論中，泥沙擴(kuò)散系數(shù)的確定仍依靠半經(jīng)驗(yàn)處理。然而，這種近似不足以給出令人滿足的物理解釋。例如，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明[53～55，顆粒的物理屬性(如顆粒直徑和密度等)都對顆粒擴(kuò)散系數(shù)εs有明顯影響，但以前的理論都不能將這些影響直接地考慮在內(nèi)。顆粒物理屬性的影響經(jīng)常被含糊不清地歸結(jié)于不同的顆粒沉降速度。事實(shí)上，沉降速度的變化大多反映的是顆粒物理屬性對顆粒確定性運(yùn)動的影響，而不是顆粒在紊流中的隨機(jī)運(yùn)動。在探究一個協(xié)振圓柱系統(tǒng)中的顆粒垂線分布紊動影響時，Rouse發(fā)現(xiàn)當(dāng)格柵振動頻率f相應(yīng)變化時，泥沙顆粒擴(kuò)散系數(shù)εs隨顆粒直徑變化[53。顆粒直徑越大，泥沙顆粒擴(kuò)散系數(shù)(見圖1)也就越大。Coleman從他的水槽實(shí)驗(yàn)中也得到了同樣的結(jié)論[54。所有這些結(jié)果表明，顆粒擴(kuò)散過程或多或少地和紊動交換過程有所區(qū)別?？雌饋硭坪醺蟮念w粒對應(yīng)更大的沉降速度，并因此而有更大的擴(kuò)散系數(shù)εs。然而，后來更精確的測量并不支持這種觀點(diǎn)。用和Rouse相似的設(shè)備[53，邵學(xué)軍發(fā)現(xiàn)[55，雖然在紊動較強(qiáng)時，εs隨粒徑增大而增大，但在紊動較弱時恰恰相反，εs隨粒徑增大而減小。圖2和3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在顆粒物理屬性如何影響顆粒懸浮這個新問題上也許存在更深刻的機(jī)理。例如，顆粒群的存在將影響整個紊流結(jié)構(gòu)，而不僅僅是單個顆粒的沉降速度。

建立顆粒群對紊流場影響的清楚圖畫依靠于對紊流自身的合理理解。紊動可以看成是許多具有不同特征頻率的微小擾動的疊加，或者是不同特征尺寸的渦漩的疊加。然而，不能期望所有的脈動(或頻率)都會影響顆粒的運(yùn)動。換句話說，不同物理屬性的顆粒會影響不同頻率的渦漩。實(shí)際上，甚至在單相液流中，Philips也認(rèn)為并不是在所有頻率范圍的率動都對雷諾應(yīng)力的產(chǎn)生有貢獻(xiàn)[56。假如以雷諾應(yīng)力為例，則的大小取決于滿足沿平均流速方向的速度分量恰好和當(dāng)?shù)仄骄俣纫恢聴l件的脈動。

對流體和顆粒脈動速度(v''''和vp'''')進(jìn)行傅立葉轉(zhuǎn)換并定義顆粒和流體振幅間的比例，Hjelmfelt和Mockros發(fā)現(xiàn)顆粒只受具有較小特征頻率渦漩引起的隨機(jī)力的影響[57。顆粒越大，它們響應(yīng)的頻率越小。Murphy和Aguirre以及Lee和Durst在分析紊流中顆粒的頻率響應(yīng)時也采用了同樣的方法[58，59。從這些探究可以看出，顆粒僅響應(yīng)特征長度L大于或等于顆粒直徑的渦漩，也就是說，顆粒速度的特征頻率依靠于渦漩特征頻率的某一非凡部分。因此，前文(Ⅰ)中公式(1)中的tm可以解釋為相應(yīng)于和顆粒具有相同尺寸D的渦漩的特征時間尺度，也就是特征頻率的倒數(shù)?？磥懋?dāng)單獨(dú)討論顆粒時，尺寸L＜D的渦漩的功能可以忽略。因此，新問題變成了怎樣把泥沙擴(kuò)散系數(shù)εs和顆粒物理屬性關(guān)聯(lián)起來，這正是在以前的探究中最困難的也是被忽略了的方面。

1前言

黃河是一條舉世矚目的多沙河流，小浪底水庫承接來自黃河三門峽及小浪底庫區(qū)的全部來沙量，泥沙淤積將是水庫運(yùn)用面臨的突出問題之一。加強(qiáng)對水庫水文泥沙測驗(yàn)及泥沙調(diào)度運(yùn)用，控制庫區(qū)泥沙沖淤變化，關(guān)系到小浪底水庫的使用壽命及社會與經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮，因此，小浪底水庫的泥沙問題備受國內(nèi)外水利專家的關(guān)注。

小浪底庫區(qū)泥沙淤積測驗(yàn)常設(shè)斷面174個，其中干流布設(shè)56個，左岸21條支流布設(shè)65個，右岸19條支流布設(shè)53個。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，干流上的斷面在高程275m以上左、右岸埋設(shè)端點(diǎn)樁、控制樁各1個，在高程250m以下各埋設(shè)地形樁1個；支流上部分較窄斷面，左、右岸埋設(shè)端點(diǎn)樁、控制樁各1個，而地形樁則視具體情況酌情埋設(shè)，同時，為找樁定線的方便，在端點(diǎn)樁附近加埋了指示樁。

小浪底水庫蓄水至275m時，形成東西長130km，南北寬300～3000m的狹長水域，斷面法實(shí)測總庫容為126.5億m3，其中，支流庫容占總庫容的41.1%。通過近幾年的泥沙淤積觀測，結(jié)合樞紐近幾年來的調(diào)度運(yùn)用情況，這里對小浪底水庫的泥沙問題進(jìn)行了初步的分析與探討。

2水庫泥沙運(yùn)用的設(shè)計(jì)原則

按小浪底水庫泥沙運(yùn)用的設(shè)計(jì)思想，小浪底水庫泥沙運(yùn)用應(yīng)遵循的主要原則是：

流的高程度開發(fā)利用，帶來了防洪、灌溉、供水、發(fā)電等巨大社會、經(jīng)濟(jì)效益，但是，天然洪水水沙過程改變了，水庫淤積了，河床抬高了，河道斷流了……這種現(xiàn)象在黃河上尤為嚴(yán)重。河流和人類一樣是有生命的，人類對水、河流的開發(fā)利用應(yīng)有一定限度，否則就會影響河流的健康，進(jìn)而影響人類自己。

“維持黃河健康生命”是一種新的治河理念，其初步理論框架為：“維持黃河健康生命”是黃河治理的終極目標(biāo)，“堤防不決口，河道不斷流，污染不超標(biāo)，河床不抬高”是體現(xiàn)其終極目標(biāo)的四個主要標(biāo)志。河流生命的核心是水，命脈是流動。河流生命的形成、發(fā)展與演變是一個自然過程，有其自身的發(fā)展規(guī)律，并對外界行為有著巨大的反作用力和規(guī)范性。初步考慮，要實(shí)現(xiàn)“維持黃河健康生命”的目標(biāo)，黃河治理應(yīng)通過九條途徑，即：減少入黃泥沙的措施建設(shè)；流域及相關(guān)地區(qū)水資源利用的有效管理；增加黃河水資源量的外流域調(diào)水方案研究；黃河水沙調(diào)控體系建設(shè)；制定黃河下游河道科學(xué)合理的治理方略；使下游河道主槽不萎縮的水量及其過程塑造；滿足降低污徑比使水質(zhì)不超標(biāo)的水量補(bǔ)充要求；治理黃河河口，以盡量減少其對下游河道的反饋影響；黃河三角洲生態(tài)系統(tǒng)的良性維持。

對于黃河下游的洪水泥沙管理來講，維持黃河健康生命的內(nèi)涵具體可描述為：利用中游水庫群的水沙聯(lián)合調(diào)度塑造協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系，恢復(fù)、維持下游主槽過流能力；利用人工、自然的措施逐步緩解“二級懸河”嚴(yán)峻形勢，調(diào)整灘槽洪水期分流比，減少“橫河、斜河、滾河、順堤行洪”幾率，確保黃河安瀾；將具有典型滯洪沉沙功能的黃河下游灘區(qū)納入蓄滯洪區(qū)管理，灘區(qū)享受國家蓄滯洪區(qū)補(bǔ)償政策，從政策面上構(gòu)筑人、河、沙和諧的管理環(huán)境，以使洪水泥沙管理能夠?qū)嵤┖脱永m(xù)。

一、黃河中、下游洪水控制現(xiàn)狀

目前，黃河下游防洪的關(guān)鍵性控制工程小浪底水利樞紐工程已經(jīng)建成，并于2001年投入運(yùn)用。除了正在規(guī)劃階段的中游磧口、古賢和沁河河口村水庫外，黃河中下游的防洪體系已基本建立，以萬家寨、三門峽、小浪底、陸渾、故縣五座水庫為主形成了水庫聯(lián)合調(diào)度體系。1998年以來，國家又加大了對黃河下游治理的投入力度，開展了下游堤防加高加固，險(xiǎn)點(diǎn)處理，險(xiǎn)工加高改建和河道整治工程建設(shè)，形成了河道工程體系，以東平湖、北金堤、南北展等蓄滯洪區(qū)形成了蓄滯洪體系。水文、通訊、組織指揮、搶險(xiǎn)救災(zāi)等防洪非工程措施也在近些年得到了發(fā)展和提高，整體上使黃河下游防洪形勢明顯改觀。上述工程體系“上攔下排，兩岸分滯”和非工程措施構(gòu)成了當(dāng)前黃河下游總的洪水控制現(xiàn)狀。

具體表現(xiàn)為：一是小浪底水庫和三門峽、故縣、陸渾等水庫聯(lián)合調(diào)度，調(diào)蓄洪水，顯著削減了黃河下游稀遇洪水，使花園口斷面百年一遇洪峰流量由29200立方米每秒削減到15700立方米每秒，千年一遇洪峰流量由42100立方米每秒削減到22600立方米每秒，接近花園口設(shè)防流量22000立方米每秒。“上大洪水”逐步得到控制，“下大洪水”和“上下較大洪水”得到一定程度控制。二是利用小浪底水庫攔沙和調(diào)水調(diào)沙庫容可減輕下游河道淤積76億噸相當(dāng)于20年左右的淤積量。三是堤防已經(jīng)滿足2000年水平設(shè)計(jì)水位的高度要求，抗洪能力得到加強(qiáng)，同時高村以下河勢也得到初步控制。

一、會議概況

在中國國家自然科學(xué)基金委員會和美國國家科學(xué)基金委員會的資助下，國際泥沙研究培訓(xùn)中心秘書長胡春宏、副秘書長王兆印率團(tuán)參加了2002年7月21–8月2日在美國舉行第二屆中美泥沙學(xué)術(shù)討論會，我國水利部和國家自然科學(xué)基金委聯(lián)合支持的重大課題《江河泥沙災(zāi)害形成機(jī)理及防治研究》項(xiàng)目組骨干成員及相關(guān)知名專家25人赴美參加交流會，其中水利部所屬成員有胡春宏、王兆印、劉成（國際泥沙研究與培訓(xùn)中心）、楊小慶（水科院）、張俊華（黃委）5人。有50名美國和6名比利時代表參加了會議。會后，代表們實(shí)地考察了美國Sheboygan河生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目、Peoria湖保護(hù)工程、伊利諾伊河、周文德水力實(shí)驗(yàn)室、胡佛水壩、科羅拉多河等水利、環(huán)境工程。

二、主要內(nèi)容

1、學(xué)術(shù)討論會

7月22日–24日進(jìn)行了學(xué)術(shù)討論會，主題為輸沙和環(huán)境影響。中心議題為：流域泥沙、侵蝕與環(huán)境影響、泥沙物理模型與數(shù)學(xué)模型、湖泊與水庫泥沙、河流水力學(xué)與輸沙、濕地開發(fā)、粘性泥沙輸沙及污染物吸附、環(huán)境修復(fù)。

7月22日上午舉行開幕式，首先全體與會者起立，為原美方組委會主席顏本奇（BenChieYen）教授、博士默哀三分鐘，他曾為促進(jìn)中美學(xué)術(shù)交流、發(fā)起并促成第一屆和本屆中美泥沙學(xué)術(shù)討論會做出了巨大貢獻(xiàn)。然后由美方組織單位Marquette大學(xué)工程學(xué)院院長DouglasM.Green(douglas.green@marquette.edu)致歡迎詞，中美雙方組委會主席王兆印、CharlesS.Melching(charles.melching@marquette.edu)分別致開幕詞。上午還由美國地調(diào)局地表水辦公室JohnGray(jrgray@usgs.gov)介紹了中美泥沙合作的報(bào)告“美國地調(diào)局輸沙研究及與中國的合作”，美國伊利諾伊大學(xué)MarceloGarcia博士做了主題報(bào)告“河流整體的自然化”，我國北京大學(xué)倪晉仁做了主題報(bào)告“分洪區(qū)點(diǎn)面綜合信息損失評估”。

流的高程度開發(fā)利用，帶來了防洪、灌溉、供水、發(fā)電等巨大社會、經(jīng)濟(jì)效益，但是，天然洪水水沙過程改變了，水庫淤積了，河床抬高了，河道斷流了……這種現(xiàn)象在黃河上尤為嚴(yán)重。河流和人類一樣是有生命的，人類對水、河流的開發(fā)利用應(yīng)有一定限度，否則就會影響河流的健康，進(jìn)而影響人類自己。

“維持黃河健康生命”是一種新的治河理念，其初步理論框架為：“維持黃河健康生命”是黃河治理的終極目標(biāo)，“堤防不決口，河道不斷流，污染不超標(biāo)，河床不抬高”是體現(xiàn)其終極目標(biāo)的四個主要標(biāo)志。河流生命的核心是水，命脈是流動。河流生命的形成、發(fā)展與演變是一個自然過程，有其自身的發(fā)展規(guī)律，并對外界行為有著巨大的反作用力和規(guī)范性。初步考慮，要實(shí)現(xiàn)“維持黃河健康生命”的目標(biāo)，黃河治理應(yīng)通過九條途徑，即：減少入黃泥沙的措施建設(shè)；流域及相關(guān)地區(qū)水資源利用的有效管理；增加黃河水資源量的外流域調(diào)水方案研究；黃河水沙調(diào)控體系建設(shè)；制定黃河下游河道科學(xué)合理的治理方略；使下游河道主槽不萎縮的水量及其過程塑造；滿足降低污徑比使水質(zhì)不超標(biāo)的水量補(bǔ)充要求；治理黃河河口，以盡量減少其對下游河道的反饋影響；黃河三角洲生態(tài)系統(tǒng)的良性維持。

對于黃河下游的洪水泥沙管理來講，維持黃河健康生命的內(nèi)涵具體可描述為：利用中游水庫群的水沙聯(lián)合調(diào)度塑造協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系，恢復(fù)、維持下游主槽過流能力；利用人工、自然的措施逐步緩解“二級懸河”嚴(yán)峻形勢，調(diào)整灘槽洪水期分流比，減少“橫河、斜河、滾河、順堤行洪”幾率，確保黃河安瀾；將具有典型滯洪沉沙功能的黃河下游灘區(qū)納入蓄滯洪區(qū)管理，灘區(qū)享受國家蓄滯洪區(qū)補(bǔ)償政策，從政策面上構(gòu)筑人、河、沙和諧的管理環(huán)境，以使洪水泥沙管理能夠?qū)嵤┖脱永m(xù)。

一、黃河中、下游洪水控制現(xiàn)狀

目前，黃河下游防洪的關(guān)鍵性控制工程小浪底水利樞紐工程已經(jīng)建成，并于2001年投入運(yùn)用。除了正在規(guī)劃階段的中游磧口、古賢和沁河河口村水庫外，黃河中下游的防洪體系已基本建立，以萬家寨、三門峽、小浪底、陸渾、故縣五座水庫為主形成了水庫聯(lián)合調(diào)度體系。1998年以來，國家又加大了對黃河下游治理的投入力度，開展了下游堤防加高加固，險(xiǎn)點(diǎn)處理，險(xiǎn)工加高改建和河道整治工程建設(shè)，形成了河道工程體系，以東平湖、北金堤、南北展等蓄滯洪區(qū)形成了蓄滯洪體系。水文、通訊、組織指揮、搶險(xiǎn)救災(zāi)等防洪非工程措施也在近些年得到了發(fā)展和提高，整體上使黃河下游防洪形勢明顯改觀。上述工程體系“上攔下排，兩岸分滯”和非工程措施構(gòu)成了當(dāng)前黃河下游總的洪水控制現(xiàn)狀。

具體表現(xiàn)為：一是小浪底水庫和三門峽、故縣、陸渾等水庫聯(lián)合調(diào)度，調(diào)蓄洪水，顯著削減了黃河下游稀遇洪水，使花園口斷面百年一遇洪峰流量由29200立方米每秒削減到15700立方米每秒，千年一遇洪峰流量由42100立方米每秒削減到22600立方米每秒，接近花園口設(shè)防流量22000立方米每秒?！吧洗蠛樗敝鸩降玫娇刂?，“下大洪水”和“上下較大洪水”得到一定程度控制。二是利用小浪底水庫攔沙和調(diào)水調(diào)沙庫容可減輕下游河道淤積76億噸相當(dāng)于20年左右的淤積量。三是堤防已經(jīng)滿足2000年水平設(shè)計(jì)水位的高度要求，抗洪能力得到加強(qiáng)，同時高村以下河勢也得到初步控制。

摘要：黃河下游引水灌溉的問題一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，面對泥沙的治理問題，必須有所行動，以利于人的生活?，F(xiàn)就相關(guān)研究進(jìn)行簡單闡述。

關(guān)鍵詞：泥沙；灌溉；防治

黃河下游引黃灌區(qū)灌溉事業(yè)自50年代初期以來經(jīng)過40余年的發(fā)展，已成為我國最大的連片自流灌區(qū)。到90年代初，黃河下游豫、魯兩省共建成萬畝以上引黃灌區(qū)96處，設(shè)計(jì)灌溉面積305萬hm2，總引水能力3363m3/s。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1958-1990年29年間（1962~1965年停灌），黃河下游引黃灌區(qū)共引黃河水2333億m3，平均年引水80.4億m3。黃河為舉世聞名的多泥沙河流（各月平均含沙量見附表），引水必引沙，據(jù)系統(tǒng)計(jì)算，29年間共引沙38.65億t，平均年引沙1.33億t，約占同期黃河來沙量（花園口站）的11.6%。

黃河泥沙的引進(jìn)不進(jìn)加大了灌區(qū)運(yùn)行費(fèi)用，而且治理不好還會引發(fā)灌區(qū)土壤沙化、排水河道淤積、土地鹽堿化等一系列環(huán)境問題，影響灌區(qū)的持續(xù)發(fā)展。泥沙問題是黃河下游引黃灌區(qū)存在的主要問題之一。

一、泥沙防治利用的主要途徑

（一）引水防沙

1灌區(qū)簡介

人民勝利渠是新中國引黃灌溉第一渠。灌區(qū)位于河南省北部，總面積1183km2。主要澆灌新、焦兩市的8縣（市、區(qū)）45個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的土地，并承擔(dān)新鄉(xiāng)市城市用水的任務(wù)。設(shè)計(jì)灌溉面積88.6萬畝，實(shí)灌面積60萬畝。設(shè)計(jì)引水流量60m3/s。

灌區(qū)有渠灌、排水、沉沙、井灌四套工程系統(tǒng)。1987年以前有沉沙池，自流沉沙，目前，已被迫渾水灌溉。開灌以來，人民勝利渠從黃河引水294.95億m3，引沙43451.63萬t,年均引沙量924.50萬t,平均含沙量14.73kg/m3。其中農(nóng)業(yè)灌溉引水年平均引沙量539萬t。

人民勝利渠40余年來，灌區(qū)泥沙淤積分布，主要分三個時段：第一時段：由開灌初的1952年～1981年，整個時段沉沙池以處理泥沙為主要措施。第二時段由1981年～1986年，這一階段沉沙池是二次復(fù)淤，與第一階段相比攔沙率下降，處理泥沙主要是利用沉沙池和輸沙至田并舉。第三階段：由1986年以來，原來的沉沙池都已還耕停用，不能集中處理泥沙。所以，這一階段引進(jìn)的泥沙主要淤積在渠道內(nèi)和田間，其中灌溉渠道內(nèi)約50％，田間約34％。

2灌區(qū)泥沙處理措施

人民勝利渠開灌以來，根據(jù)泥沙的處理方式不同大體上可分為兩個階段。

摘要摘要：為探究三峽工程變動回水區(qū)的泥沙淤積.建造了長達(dá)800m的全沙試驗(yàn)?zāi)Ｐ?模型范圍包括長江和嘉陵江約200km的天然河段.進(jìn)行了清水、渾水驗(yàn)證以及蓄水位高程為175、180和156m的長系列模型試驗(yàn).明確了各蓄水位方案下變動回水區(qū)河段的沖淤規(guī)律、泥沙淤積對該區(qū)航道和沿江港口的影響.為三峽工程的技術(shù)驗(yàn)證提供了科學(xué)依據(jù)。

摘要：變動回水區(qū)全沙模型泥沙淤積沖淤平衡

1引言

長江三峽工程于1994年正式動工興建。在此之前.對工程可行性進(jìn)行過全面深入的論證。在論證工作中.直接影響可行性的一個關(guān)鍵新問題，是變動回水區(qū)的泥沙淤積及其對該區(qū)航運(yùn)的影響。由于這個原因，對變動回水區(qū)的泥沙淤積進(jìn)行了大量的模型試驗(yàn)和一、二維數(shù)學(xué)模型計(jì)算工作。由于新問題的復(fù)雜性和重要性.需要建立一個變動回水區(qū)的長泥沙模型.以期對整個變動回水區(qū)的泥沙淤積及其對航運(yùn)的影響作出全面深入的探究。變動回水區(qū)內(nèi)上、下游河段之間有著內(nèi)在的聯(lián)系。下游河段的淤積將影響其上游河段的水位.從而影響上游河段的淤積量；而上游河段的淤積又將影響進(jìn)入其下游河段的泥沙數(shù)量，從而影響其下游河段的淤積量。當(dāng)進(jìn)行河道整治試驗(yàn)探究時.這種上、下游之間的相互影響將更為強(qiáng)烈。進(jìn)行變動回水區(qū)全河段長模型試驗(yàn).就可較好地探究并解決這個新問題。長模型的進(jìn)口可置于變動回水區(qū)之上，不受囤水影響.其來沙量和天然情況下相同。模型的出口可做到變動回水區(qū)以下.位于常年水位之中。在常年回水區(qū)中，由于水面比降小.對河床糙率不敏感，因而，可由數(shù)學(xué)模型提供準(zhǔn)確的模型出口水位。

由于泥沙運(yùn)動的復(fù)雜性，在整個變動回水區(qū)長泥沙模型中準(zhǔn)確地復(fù)演泥沙運(yùn)動及沖淤變化是很困難的。我國于70年代圍繞著長江葛洲壩工程泥沙的探究，開展了大規(guī)模的泥沙模型試驗(yàn)工作，使泥沙模型得到了迅速發(fā)展和完善。并能在一個模型中，同時復(fù)演懸沙和底沙（包括卵石在內(nèi)）的運(yùn)動，從而把握了進(jìn)行全沙模型的試驗(yàn)技術(shù)。然而，葛洲壩的泥沙模型（包括全沙模蟹）僅限于復(fù)演較短的局部河段中的泥沙運(yùn)動和沖淤變化。故對于進(jìn)行整個變動回水區(qū)的長河段泥沙模型試驗(yàn)是否可行，必然有不少疑慮。進(jìn)行長河段泥沙模型在技術(shù)上的主要困難是對模型的相似條件要求非常嚴(yán)格。只有各種相似條件能相應(yīng)得到滿足時，才有可能達(dá)到全河段各個部位的沖淤相似。因此，需要進(jìn)一步提高泥沙模型試驗(yàn)和操作技術(shù)，以便更好地探究三峽工程變動回水區(qū)全河段的泥沙淤積情況及對該區(qū)航運(yùn)的影響。

模型范圍上起江津四周的青草背（航行里程①725km），下至涪陵四周的剪刀峽（航行里程550km），并包括嘉陵江18km（見圖1）。自1985年按受三峽工程變動回水區(qū)全河段泥沙模型試驗(yàn)任務(wù)以來，完成了近800m長的模型制做、水流和泥沙沖淤驗(yàn)證、三峽大壩蓄水175m方案80年長系列淤積試驗(yàn)、水庫運(yùn)行100年后重慶洪水位抬高新問題、蓄水180m方案80年長系列淤積試驗(yàn)以及175m水位方案中前期按156m水位運(yùn)行30年等試驗(yàn)工作，為長江三峽工程的技術(shù)論證工作提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。

1前言

隨著引黃灌溉事業(yè)的發(fā)展，泥沙問題日益突出。引黃泥沙的處理不但影響沿黃兩岸地區(qū)的工農(nóng)業(yè)效益，還將造成土地沙化，成為影響環(huán)境的公害。

渠網(wǎng)水沙調(diào)度的目的是通過不同的泥沙處理和灌區(qū)布置方式，進(jìn)行泥沙遠(yuǎn)距離輸送，使進(jìn)入渠道的泥沙得到合理的安排。這也正是引黃灌溉泥沙安排的戰(zhàn)略方向。

2渠網(wǎng)水沙調(diào)度模型的計(jì)算方法

黃河下游引黃灌區(qū)灌溉渠道的分布均可概化成干、支、斗、農(nóng)、田的結(jié)構(gòu)形式，即水流自上而下逐級分流直至田間。干渠的水沙運(yùn)動可用灌渠水流泥沙數(shù)學(xué)模型來計(jì)算(詳見文獻(xiàn)[1])。如果將支渠看成是干渠、斗渠看成是支渠，則支渠的沖淤計(jì)算也與干渠一樣，而斗渠和農(nóng)渠又可看成是支渠與斗渠的模式，這樣整個灌區(qū)的干、支、斗、農(nóng)渠直至田間的水沙運(yùn)動過程都可求出，因此以灌渠水流泥沙數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，考慮不同灌溉渠道中引水、灌溉形式等，即可建立用于泥沙調(diào)度的渠網(wǎng)水沙調(diào)度模型。

由于一個灌區(qū)的支、斗、農(nóng)渠很多，如果通過對每條渠道的計(jì)算來求全灌區(qū)的淤積及分布則十分繁雜。因此在渠網(wǎng)水沙調(diào)度模型中，根據(jù)具體情況進(jìn)行了簡化。首先把灌區(qū)內(nèi)自流灌區(qū)與提水灌區(qū)分開；然后根據(jù)平面位置、地形情況、種植作物異同等分成幾片(可包括幾個支渠灌溉系)；再分別找出有代表性的典型支渠灌溉系，進(jìn)行支、斗、農(nóng)至田間的泥沙淤積及分布計(jì)算；最后用各代表支渠系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果，推算出各片的泥沙淤積分布情況，即可計(jì)算出整個灌區(qū)(包括自流灌區(qū)和提水灌區(qū))的泥沙淤積分布。下面詳細(xì)介紹各級渠道的水沙計(jì)算方法。