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黄河下游河道萎缩过程中输沙能力的调整关系.doc

上传人:jmydc 文档编号:6897531 上传时间:2019-04-26 格式:DOC 页数:19 大小:462KB
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1、1黄河下游洪水演进对河道萎缩的响应姚文艺 1 李 勇 1 侯爱中 1(黄河水利科学研究院,河南 郑州 450003)摘要:依据水文学和河床演变学的原理,结合定位观测资料分析和河工动床模型试验的方法, 对黄河下游河道萎缩过程中的洪水演进规律进行了分析。研究表明,黄河下游河道萎缩过程中,无论水流含沙量高低,洪水削峰率均会增加,出现坦化现 象,但是,当洪峰流量与平滩流量接近时,洪水的 变形不大,洪峰流量削减也最小;洪水演 进速度减缓,演进历时 加长,当洪峰流量约为平滩流量的 2 倍时,洪水传播速度最慢。但是,河槽断面平均流速与流量之间仍存在着同步调整的关系;河道萎缩使过水断面面积减小,河 底 平 均

2、 高 程 抬 升 速 率 增 加 ,从 而 造 成 洪 水 水 位 涨 幅增 大 ;河 道 萎 缩 后 ,洪 水 输 沙 仍 具 有 “多 来 多 淤 多 排 ”的 特 性 ,洪 水 挟 沙 力 大 小 与 河 槽 断 面 形 态 的 关 系 仍 然 符 合 一 般意 义 下 的 河 床 过 程 规 律 ,与 河道萎缩模式无关。关键词:洪水演进;输沙能力;河道萎缩;黄河下游河道根据水文学和河床演变学的原理知,河道洪水演进特征与河床边界条件之间有着高阶的响应关系。自20 世纪 80 年代中期以后,黄河下游主河槽发生严重淤积萎缩,河床平均高程抬升速率加快,过水面积大大减小,对河道的洪水演进产生很大

3、影响。针对黄河下游河道萎缩对洪水演进影响的问题,有人曾开展过一些探讨 18 ,但总的说,大多是针对某一场洪水的演进特性或河道行洪能力,以及引起河道萎缩的洪水水沙特征等问题开展研究的,而对于黄河下游河道萎缩条件下洪峰、洪水传播时间和水位流量关系等洪水演进特征参数的变化规律进行系统研究的较少,对洪水的输沙能力的调整与河道萎缩之间的响应关系也更待进一步研究。分析洪水演进对河道萎缩的响应关系,对于了解河道萎缩的致灾机理及制定治理对策都是非常必要的。本文依据定位观测资料分析,结合河工动床模型试验,探讨了黄河下游河道萎缩过程中洪水演进的响应关系。1 模型试验设计1.1 试验河段选择及试验比尺设计黄河下游游

4、荡型河段河道萎缩最为严重,其萎缩演变过程也比较复杂,因此选取该河段作为试验对象。根据试验场地和模型进出口水沙条件的控制要求,模拟范围选定为花园口河段。模型进口为北裹头,出口在赵口险工下游,全河段长 38.45km(图 1) 。图 1 模型模拟河段示意图基金项目:“十五”国家科技攻关计划重大项目(2004BA610-03)2模型按黄河动床模型相似律设计,相似条件主要有水流重力相似、水流阻力相似、水流运动相似、泥沙起动和扬动相似、泥沙沉降相似、水流挟沙能力相似和河床冲淤相似等。模型选定的主要比尺见表 1。表 1 模型主要比尺汇总比尺名称平面比尺 L垂直比尺 H流速比尺 V水流运动时间比尺 1t河床

5、变形时间比尺 2t沉速比尺 含沙量比尺 S糙率比尺 n比尺 800 70 8.37 95.58 95.58 1.35 2.00 0.60根据模型试验目的,选取 1987 年水文年水沙过程作为验证试验的水沙条件,模型初始地形按河道萎缩初期的 1987 年汛前实测大断面制作。尾门水位按花园口站流量与赵口闸前水位统计关系控制。验证试验表明 9,模型在河型、河势、沿程水位、河床形态和冲淤等方面与原型是基本相似的,可以满足试验的精度要求。1.2 试验方案 选择三个典型的水沙过程作为试验水沙条件,即中水丰沙的 1988 年、小水中沙的 1994 年和枯水少沙的 1991 年。根据实测资料分析,河道萎缩主要

6、发生于汛期,因此,在试验过程中只施放汛期水沙过程。另外,1998 年淤积量是 19851996 年年均淤积量的 1.8 倍,且滩地淤积都非常明显,主河槽深泓高程抬升约 2m;1991 年淤积量较小,如汛期的仅为 1988 年的 33%,但泥沙全部淤积在主河槽内,若与 1988 年的水沙过程组合,则可充分展现“小水大灾”的效应,根据主河槽冲淤变化的特征,将 1991 年和 1998 年的水沙过程进行组合作为一个试验组次。因此,在试验组次设计中,考虑了两种类型,即 1988+1991 年组合型和 1994 年型(分别简称为“88+91 型”和“94 型” ) 。两个试验组次的初始地形均按 1987

7、 年汛前实施大断面制作。试验周期按每种水沙试验条件下河床冲淤演变达到相对稳定状态时进行控制。2 河道萎缩特征及模式实测资料分析和试验研究表明 9,10,黄河下游河道萎缩主要表现为主河槽严重淤积,同流量水位明显抬升,平滩流量大大减小。因此,通常所说的黄河下游河道萎缩实质上是指主河槽的萎缩。黄河下游河道萎缩的主要特征是主河槽宽度和其中的主河槽明显缩窄;主河槽过水面积大大减少;河床高程抬升速率明显增加,以及横断面形态调整多变等。试验结果也进一步表明,在河道萎缩过程中断面形态的调整趋势不单是单向性的,而是视水沙条件而有所不同。在 1991 年和 1998 年的试验水沙条件下,断面宽深比是逐步减小的,也

8、就是说主河槽断面逐步趋于窄深;而对于“94 型”的水沙过程,断面宽深比则是逐渐增大的,说明断面形态趋于宽浅。因而,可将“91 型”洪水所形成的萎缩模式称作“集中淤槽” ,而将“94 型”洪水形成的萎缩模式曰为“滩槽并淤” 。显然,在“集中淤槽”模式下,主河槽断面趋于宽浅;而在“滩槽并淤”模式下,断面形态则趋于窄深。另外,还有一种“淤积不萎缩”的模式,即尽管河槽发生淤积,但并不具备主河槽宽度缩窄、过水断面面积减小的萎缩特征。3 洪水演进过程与河道萎缩的响应关系3.1 河道萎缩对洪水峰型的影响洪水在向下游传播过程中,因河道边界条件的影响,将会引起洪水峰型的变化。峰型可简单由洪峰流量大小表征。峰型的

9、变化最直接的表现是洪峰流量的增减。洪峰流量增减程度一般用削峰率表征。所谓洪水削峰率是指上下断面洪峰流量之差占上游断面洪峰流量的百分比。根据黄河下游花园口至孙口河段自 203世纪 50 年代到 90 年代洪水削峰率的变化过程知,1986 年以来黄河下游河槽淤积萎缩,平滩流量明显降低,洪水漫滩严重,造成洪水削峰率逐年增加。尤其是 1988 年高含沙量洪水发生后,高村以上河段削峰率不断增高,1994、1995 年达到 1954 年以来的最高值。而高村以下削峰率反而减小。1981 年、1985 年和1996 年洪水,花园口洪峰流量均在 8000m3/s 左右,但由于河床边界条件的不同,洪峰流量沿程削减

10、也不同(表 2) 。1985 年 9 月洪水前,河道平滩流量较大,洪峰在下游传播过程中,没有发生明显漫滩,因此洪峰削减不明显。花园口和孙口最大洪峰流量分别 8260m3/s 和 7100m3/s,削峰率为 14%;而 1996 年洪水过程中,受 19861996 年河道持续淤积萎缩的影响,平滩流量仅 30004000m 3/s,在花园口洪峰流量7860m3/s 的条件下,下游河道发生大范围漫滩,同时由于下游主槽淤积抬升幅度大于滩地的抬升幅度,滩地水深大,滞洪作用强,因而洪峰沿程坦化明显,如孙口洪峰流量仅有 5800m3/s,较花园口削减了26%。1981 年情况与 1996 年相似,因洪水前期

11、下游河道平滩流量较小(约 4500m3/s) ,洪峰削减也较为明显,如花园口洪峰流量 8060m3/s,到孙口时已削减了 19%。表 2 典型洪峰削减情况统计表洪峰流量(m 3/s) 削峰率(%)站名1981 年 1985 年 1996 年 1981 年 1985 年 1996 年花园口 8060 8260 7860 4.1 -0.7 9.0夹河滩 7730 8320 7150 4.4 9.8 4.8高村 7390 7500 6810 12.0 5.3 14.8孙口 6500 7100 5800 19.4 14.0 26.2进一步分析表明,对于一定的平滩流量,当洪水的洪峰流量小于河槽平滩流量时

12、,洪水在主槽运行过程中,即使洪水有所坦化,但洪峰流量的削减不会太大,上下站洪峰流量基本接近;当洪峰流量与平滩流量接近时,洪水的变形不大,洪峰流量削减也最小;一旦洪峰流量超过平滩流量,洪水发生漫滩,削减率随洪峰流量的增大而增大。在不同时期,尤其是与 1986 年前后时期相比,河道的平滩流量相差极大,因此即使发生相同流量的洪水,洪峰流量的削减率也不相同。河道淤积时,过洪能力降低,平滩流量减小,中 小洪水即可漫滩,洪峰流量的削减率就大。因此可以说,洪水洪峰流量 与河槽平滩流量 的对比关系mQp可以作为反映河道边界条件对洪水削减作用的特征因子。为此,统计分析自 20 世纪 50 年代以来主要场次洪水不

13、同河段削峰率与 / 之间的关系可得到: mQp= ( / ) 上下 m/1kp1b(1)式中 、 分别为上下断面的洪峰流量; 、 分别为斜率和截距, 、 的取值见表 3。显然,上m下 1kb河道萎缩后无论是一般含沙量洪水还是高含沙量洪水,由于平滩流量 减小, 增大,削峰作用更pQpm/为明显。即河道萎缩后,洪水在传播过程中坦化作用更强。表 3 式(1)中 、 取值表1kb/mp洪水类型 河段 1 1b花园口夹河滩 -0.06 1.062夹河滩高村 -0.05 1.004一般含沙量级洪水高村孙口 -0.08 1.0224花园口夹河滩 -0.32 1.224高含沙量洪水 夹河滩高村 -0.50 1

14、.3003.2 洪水传播时间的响应由于河道萎缩使得洪水坦化,因而,洪水的传播速度必将受到影响。对于断面规则、非复式断面的河道,洪峰传播速度 与断面平均流速 的关系可表示为:V(2)A式中 值代表河槽形态对洪水传播特性的影响,可表达A(3)dZBR325式中 为水力半径; 为河槽宽度; 为水位。由上式知,在河槽断面形态一定时,若来水洪峰流量超RB过平滩流量发生漫滩,过流面积的增大将明显降低断面平均流速,那么,洪峰传播速度将会减小。在 1986年以前,下游平滩流量在 5000m3/s 左右,其后降至 20003000m 3/s。若分析典型洪水全断面平均流速变化过程(表 4)可以看出,在平滩流量附近

15、断面平均流速最大,其他流量级的断面平均流速都小。而且平滩流量越小,滩地过流比例越大,断面平均流速越小。 “96.8”洪水前期高村断面平滩流量 2800m3/s,约为1982 年和 1958 年洪水前的 50%左右,发生大幅度漫滩后,全断面平均流速仅 0.540.70m/s,约为其他年份同流量下断面平均流速的 1/31/5 ,也仅为 1982 年和 1958 年大漫滩洪水期全断面平均流速的 1/2。与1981 年同流量级洪水相比,除 2000m3/s 流量级外, “96.8”洪水期断面平均流速仅为前者的 43%55%,相应传播时间增长约 1.432.62 倍。表 4 高村水文站典型洪水断面平均流

16、速统计表不同年份断面平均流速(m/s)流量(m 3/s) 1958 年 1981 年 1982 年 1985 年 1996 年2000 1.69 2.22 1.52 1.81 2.403000 2.08 2.50 1.88 1.97 1.385000 2.55 2.38 2.32 2.09 0.547000 1.20 1.62 2.45 2.56 0.7010000 1.03 1.89进一步分析表明,当洪峰流量约为平滩流量的 2 倍( )时,洪水传播速度最慢。1996 年/mQp2洪峰流量仅约为平滩流量 2 倍,因而其洪峰的传播速度也只有平滩流量附近的 1/3,洪峰传播时间最长。根据分析,当

17、大于 2 时,如 1957 年、1958 年洪水,将会出现全河道过流,洪水主流带宽度增大,/mQp从而洪水的传播速度随 的增大则反而减小。/p根据模型试验分析知,尽管河道萎缩可以引起洪水传播速度减小,传播时间增长,但是,断面平均流速与流量之间仍有很好的跟随性,即流量越大,洪水的断面平均流速越大。而且,不论何种萎缩模式,流速的变化过程都与流量变化过程有着密切的正比关系。由此说明,无论何种萎缩模式,只要增大流量,就可望使得主河槽内保持有较大的流速,从而改善河道的萎缩状况。3.3 洪水水位的响应关系根据曼宁阻力公式可得到主槽流量从 上涨到 时的水位涨幅:1Q25(4)6.015.6.01.2)(nB

18、JQH由式(4)可以看出,水位的变幅与河宽和河床阻力具有密切的非线性关系。进一步计算表明,河宽缩窄或河床阻力增大一倍,都将导致 1.52 倍的水位升幅;水面比降减小一倍,将导致 1.23 倍的水位升幅。如前述分析,现状黄河下游花园口夹河滩、夹河滩高村两河段主槽平均宽度约为 20 世纪 80 年代中期主槽宽度的 60%,据此可以推算,同流量的水位升幅将增大 36%;下游生产堤范围内滩区综合曼宁糙率系数由 0.015 增加到 0.030.04,增大了 1.51.8 倍, 同流量的水位升幅将增大 25%42%;下游生产堤至大堤之间,在假定滩区水面比降与主槽相同的条件下,滩区综合曼宁糙率系数由 0.0

19、25 增加到 0.06 时,水位的升高幅度将增大 69%。根据黄河下游不同河段各水文站断面定位观测资料统计,洪水期间相同水位的涨幅与相应 0.5 的关BJ系是较为密切的,经回归分析有:(5)65.0.5BJH统计黄河下游各河段 1985 年汛后和 1997 年汛后主槽 参数,按式(5)推算知,主槽缩窄对洪水.水位涨幅的影响非常明显(表 5) 。由表 5 可以看出,1997 年汛后黄河下游高村以上游荡性河道主槽宽度约为 1985 年汛后的 60%,主槽同流量下的水位涨幅增大了约 40%。表 5 不同河段平滩水位下主槽宽度及对洪水位升幅的影响不同年份主槽宽度(m)河 段1985 年 1997 年1

20、997 年主槽宽度与1985 年宽度之比(%)主槽水位抬升幅度百分数( %)铁谢花园口 1586 921 58 42花园口夹河滩 1432 923 64 33夹河滩高村 1208 727 60 39高村孙口 879 695 79 16孙口艾山 610 544 89 8艾山洛口 5414 507 99 1洛口利津 490 431 88 94 输沙能力对河道萎缩模式的响应根据黄河下游不同河段不同时期的输沙特性分析,黄河下游的输沙特性一般存在“多来多淤多排,少来少淤少排”的输沙特点,其输沙能力可由下式描述 11,12 :basSKQ上(6)式中 为河道输沙率,可作为输沙能力的表征参数(t/s) ;

21、为流量(m 3/s) ; 为上站来水含沙量sQ 上S(kg/m 3) ; 为系数,与前期河床冲淤有关; 、 是指数,与边界条件及来沙颗粒组成有关。K根据赵业安等人的分析 11,花园口站断面汛期全沙输沙率与流量和上站含沙量关系为:6.01.43上SQS(7)由此可得出相对“多来、多排”输沙能力为多 6.01.上6(8)为相应输沙率 的水流含沙量(kg/m 3) 。由式(8)计算模型试验各级水沙过程的输沙能力 与模型多SsQ 多S进口来沙 之比 / ,据而估算出河道冲淤变化,并根据试验资料,点绘模型试验各级水沙过程单位上 上S多时间冲淤强度与相对输沙能力 / 的关系(图 2) 。由图 2 可见,图

22、中点据分布趋势是比较明显的,说上 多S明模型中八堡至来童寨河段在萎缩过程中,洪水输沙仍然具有“多来多淤多排”的特性。根据曼宁公式和水流挟沙能力联解知,水流挟沙力与断面形态之间有如下函数关系:28.0)(MQ(9)式中 为水流挟沙力; 为流量; 为断面湿周与水力半径的比值。若由本研究的试验资料点绘 与S S图 2 冲淤强度与 关系多上 S/关系(图 3)可以看出,在河道萎缩过程的试验水沙条件下,无论何种萎缩模式,洪水的挟沙能28.0)(MQ力 仍与 有着较好的正比关系。就是说,在河槽淤积萎缩过程中,若使得 值趋小,即断面趋S28.0)( M于窄深,则主河槽的挟沙能力将有所增加。反之,若河槽萎缩过

23、程中断面形态趋于宽浅,即断面形态参数是增大的,则主槽的挟沙能力将会减小。由此也说明,在萎缩过程中,水流挟沙力与断面形态的关系是与通常概念下的河床过程规律是一致的。-20-1001020304050. 0.5 1.0 1.5 2.0S上 /S多冲淤强度/04m3/(km.d)(Q/M)0.2811010100.1 1.0 10.S*(kg/m3) “94型 ”8型“91型 ”7图 3 与 关系S28.0)(MQ若定义 为水流强度,则根据试验资料,可以点绘洪水水流强度 与洪水期每天单长度冲淤量之gRV3 gRV3间的关系(图 4) 。由图 4 可以看出,在试验水沙条件下,随着水流强度的增大,其挟沙

24、能力相应提高,河道单位淤积量减少。由此表明,在河道萎缩过程中,仍具有水流强度越大,越有利于减轻河道淤积的造床规律。这也就是说,河道萎缩是可以逆转的。只要设法增大河槽的洪水水流强度,就可以有效减轻河道淤积萎缩的程度。图 4 水流强度与单位冲淤量关系5 结 语通过定位观测资料分析和河工动床模型试验的方法,分析了黄河下游河道萎缩过程中洪水演进的特性,得到以下几点认识:(1)河道萎缩后,无论是一般含沙量洪水还是高含沙量洪水,洪水在传播过程中削峰率均有所增大,发生明显的坦化现象。但是,当洪峰流量与平滩流量接近时,洪水的变形不大,洪水削峰率也最小。(2)河道萎缩使得洪水传播速度减小,演进历时增加,增大了防

25、洪压力。当洪峰流量约为平滩流量的 2 倍时,洪水传播速度最慢。试验分析进一步表明,无论何种萎缩模式,断面平均流速大小仍与流量高单位冲淤量((104m3/k.d)011010.1 0.1 1.0 10.水 流 强 度 (m/s)“94型 ”8型91型 gRV38低有着密切的正比关系。(3)河道萎缩使过水断面减小,河底平均高程抬升速率增大,河槽断面缩窄,造成洪水水位涨幅增大。(4)在河道萎缩条件下,洪水输沙仍具“多来多淤多排”的特性。同时萎缩过程中洪水挟沙力 仍S与断面参数 成正比,即断面愈宽浅( 越大) ,水流挟沙力越低;反之,断面愈窄深( 越小) ,28.0)(MQMM水流挟沙力越高,这与一般

26、概念下河床过程的规律是一致的。参考文献:1 李文学,李勇,姚文艺,等. 黄河下游河道行洪能力对河道萎缩的响应关系 J. 中国科学(E 辑) ,2004,34(增刊I):120-1322 陈建国,邓安军,戴涛,等. 黄河下游河道萎缩的特点及其水文学背景J. 泥沙研究,2003, (4):1-73 黄金池. 黄河下游河槽萎缩与防洪J. 泥沙研究,2001, (4):7-114 蓝虹,程晓陶,刘树坤,等. 黄河下游 1996 年异常洪水水沙数值模拟J. 灾害学,1999,14(1):17-205 曾莲芝,孙炳霞. 山东黄河孙口以上河段滩区漫滩洪水特性分析J. 山东水利,2004, (1):35-36

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28、赵业安,潘贤娣,樊左英,等. 黄河下游河道冲淤情况及基本规律A. 李保如C. 黄河水利委员会水利科学研究所科学研究论文集(第一集,泥沙. 水土保持). 郑州:河南科学技术出版社,1989. 12-2612麦乔威,赵业安,潘贤娣,等. 多沙河流拦洪水库下游河床演变计算方法 J. 黄河建设,1965, (3)9Study on the response of flood routing to channel shrinkage in the Lower Yellow RiverYAO Wen-yi LI Yong Hou Ai-zhong(Yellow River Institute of Hyd

29、raulic Research; Zhengzhou 450003; China)Abstract: According to the principles of hydrology and riverbed evolution, the rule of flood routing in the channel shrinkage process was analyzed based on field data and movable-bed model test. The result shows that, no matter the sediment concentration is h

30、igh or low, the peak clipping ratio of flood will increase and the flattening-out of flood wave will occur in the channel shrinkage process. However, when the flood peak discharge is close to the bank-full discharge, the flood wave transformation is small and so is the flood peak clipping. The advan

31、ce speed of freshet was slowed up and the advance duration was prolonged. When the flood peak discharge is about double of the bank-full discharge, the advance speed of the flood reaches its minimum. Even so, the synchronization adjustment relationship still exists between the average velocity and f

32、lux of the channel section. The channel shrinkage reduced the wetted cross-sectional area, increased the rising speed rate of the average riverbed elevation, and so increased the rising amplitude of flood stage. After channel shrinkage, the sediment transport by flood still has the feature of “more

33、coming, more silting and more scouring”, and the relationship between sediment carrying capacity and main river channels morphology is still in accordance with the general riverbed evolution rules, and has nothing to do with the channel shrinkage mode.Key Words: advance of freshet; sediment carrying

34、 capacity; channel shrinkage; channel in the Lower Yellow RiverAccording to the principles of hydrology and riverbed evolution, some high-order response relationship exists between the advance characteristics of freshet and the rivers boundary conditions. Since the middle 1980s, serious silting and

35、shrinkage of the main riverbed occurred in the Lower Yellow River, which increased the rising speed rate of the average riverbed elevation, reduced the wetted cross-sectional area sharply and so influenced the advance of freshet in the river channel to a great extent. Some researches and discussions

36、1-8 have been 10implemented against the influences of the channel shrinkage in the Lower Yellow River to the advance characteristics of freshet, but generally speaking, most of them are aimed at some one floods advance characteristics or flood capacity and the water and sediment features of the floo

37、d that caused the channel shrinkage, and few is about the variation rule of the characteristic parameters in the advance of freshet under the condition of channel shrinkage, such as the peak flood discharge, flood propagation time and the relationship between water level and flux. What is more, the

38、response relationship between the adjustment of floods sediment carrying capacity and the channel shrinkage needs a further research. Analyzing the response relationship between the advance of freshet and channel shrinkage is very necessary for us to understand the disaster-causing mechanism of chan

39、nel shrinkage and to establish the corresponding countermeasures. Based on field data and movable-bed model test, the response relationship of flood routing in the channel shrinkage process was analyzed in this paper.1 Design of physical model experiment1.1 Choice of river reaches and design of expe

40、riment scaleThe channel shrinkage in the Lower Yellow River is the most serious river reach and the evolution process is also very complicated, so we chose it as our experiment object. According to the test field and the controlling requirements of water and sediment condition at the inlet and outle

41、t of the model, the chosen simulation reach is the HuaYuanKou reach. The inlet is located at BeiGuoTou, the outlet is located at the downstream ZhaoKou vulnerable spot, and the total length is 38.45 kilometers (See Fig. 1).Fig.1 Schematic of the simulation river reachesThe model is designed accordin

42、g to the similarity law of movable-bed model, and the similarity conditions include flow gravity similarity, flow resistance similarity, flow movement similarity, sediment startup similarity, sediment silt similarity, sediment carrying capacity similarity and riverbed scour-and-fill similarity. The

43、main scales selected are in table 1.Table1. The main scales selectedDifferentTypesLevel ScaleLVertical ScaleHVelocity ScaleVMovement Time Scale1tRiver-bed deformation time scale2tSettling Velocity ScaleSediment Concentration ScaleSRoughness ScalenValue 800 70 8.37 95.58 95.58 1.35 2.00 0.60According

44、 to the experiment objective, we chose the water and sediment process of 1987 to be the proof tests condition, and the initial terrain was made in accordance with the measured cross-section before the flood season in 111987, when was at the beginning of channel shrinkage. The outlet water level was

45、controlled by the statistic relationship between the HuaYuanKou Flux and the water level before ZhaoKou Gate. The proof test shows that, the model is basically similar to the prototype of river reaches in terms of river pattern, river plane configuration, water level along the river, riverbed shape

46、and scour-and-fill, and it can satisfy the requirement of precision.1.2 Experiment SchemeThree typical water and sediment processes were chosen for the experiment, which were 1988 (classified as middle water and plenty of sediment), 1994 (small water and middle sediment) and 1991 (low water and litt

47、le sediment). According to the analysis of measured data, channel shrinkage mainly occurred in flood seasons, so only the flood seasons water and sediment conditions were implemented in the experiment. Besides, the silting in 1998 was about 1.8 times of the average of the time series from 1985 to 19

48、96, and the beach silting was very obvious, with the line of maximum depth raised up by about 2 meters. The silting in 1991 was small, accounting for 33 percent of the flood season in 1988, but all the sediment silt in the main river channel. In order to exhibit the effect of “big disaster caused by

49、 small water”, we combined the processes of 1988 and 1991 to be one test group according to the variation characteristic of scour-and-fill in the main river channel. Thus, we considered two types of water and sediment processes in the design of the test group, i.e. the combination type of 1988 and 1991 and 1994 type (hereinafter called “88+91 type” and “94 type”). The initial terrains of the two types were both made in accordance with the measu

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