黄河下游过渡型河段床面形态变化特征及其对动床阻力的影响

作     者：张广明 王平 耿旭 申冠卿 张原锋 

作者机构：黄河水利委员会黄河水利科学研究院 水利部黄河泥沙重点实验室 

出 版 物：《湖泊科学》 (Journal of Lake Sciences)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081502[工学-水力学及河流动力学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(U2243218) 黄河水利科学研究院科技发展基金项目(HKF202307)联合资助 

主　　题：床面形态 黄河下游:过渡型河段 动床阻力 多波束测深系统 

摘      要：自1999年小浪底水库运用以来黄河下游过渡型河段的平滩流量小于其上下游河段，这种“瓶颈现象严重制约了小浪底水库排放的洪水量级，研究其床面形态特征及动床阻力的变化对黄河下游河道排洪输沙具有重要意义。本研究采用多波束测深系统对黄河下游过渡型河段床面形态进行了观测，并结合近年来过渡型河段典型水文站的实测流量过程分析了床面形态变化对动床阻力的影响。研究表明:（1）黄河下游过渡型河段在流量低于1500～2000 m3/s时床面形态表现为沙垄，且背水面倾角较小，约为6.57°；流量大于1500～2000 m3/s时沙垄蚀退，床面形态趋于动平整。（2）过渡型河段在流量低于1500～2000 m3/s时动床阻力与综合阻力变化趋势类似；流量大于1500～2000 m3/s时，河相系数减小，河道主槽趋向窄深，动床阻力小于综合阻力，岸壁阻力的影响不可忽略。（3）床沙粗化是黄河下游床面形态变化的重要影响因素，当床沙中值粒径超过0.12 mm左右时，床面形态变化显著。本研究明晰了黄河下游过渡型河段床面形态转换的流量阈值，揭示了床面形态变化下黄河下游过渡型河段动床阻力的变化规律，研究对小浪底水库调度和黄河下游河道治理具有一定的指导意义。