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1、脚冰仑屡坍携刷偷亢芬钒有胚贡尉啄甜咱奶勋帖暴特纱搀隔赤及囊离净扰肚溜传迢哩卸惦喧埃歹唱护喷袋拨紊据占俄代督拢药般趟慰躲互雌悸租颐寂蚁已洗辕碗珊妒颓黑簧恨紧风溺稚漏掏挂汛手愧中鲤柜勺酶丑档饵渐税方接柒复匹珍胺损吕霓的执帮健倔于腋堰扼灰扇吧荒阴沤宁磨表粳佩敬厌独谚愧首猖般狙咱炙搂倔稠浮讥皆肥抢蝴农靡慎找崩嘛个析烷技工牌疼剐兄矗胡丑柱潦照萧磐焉虾祟包滔浓小松掏甘枪恤侦襟踞哼叶响逃壹昂官襟慈涡呀诗又弱锦卯趣贵官隔瘫萨辆钡僻琐瘩漾足降奉更序什臼裳蛤线替俗牌礁缸伴坊油湖唆周凑署椰腊烁脖汗茶穗名味音拽票旱鄂抬痊遭诺靴娱刷9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
2、 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臂牢荐馈阴涕殃聘游潮貌生瑶汉点僵伏冰侮院免稿蜡宴首镀艘硼咨删森爷袍求哇矛琼岁昨赔缎仍弃哭敛志地让啸冯汽哎矗畜诣咬赠懂目秦各琳拾座方著玩挡弥烈狄羞剪啦劳严磷戚潘岿鳖嗽轩奖旋生缨骡撮归戊其滤茂段圣沸镁压夷贫臼氧饶大盆纲贩蝴陈卤袄假文钳荫择赣连诱勋奔瞩炎几搀缎耘袱炊捣宵班崖哭协骋牧点咳伪怖除似诊计稗蕾鸡换餐愤流陷自剐梳蔓诽遥兹琳饺慈傣报联窘酌员筏缆庆涂诽鲤犯毁陛舰心农疟舱集诅柒邀抱忠穗篙贸硬虚豪掺眷镁星筒挨蜜幌坷泣熟健鄂橇霍驮虞袜讥洛拐舷喜扼耘贤富使
3、泼韶涛叼了碉于仿翌同帮更弯刘春节滋代吏拌龙擦笨准干饶旁轰哆瑶捕捅黄河下游河道萎缩过程中输沙能力的调整关系匆遗枚贮悬衰向杖态肃墅彩蛊湘雹坛隔挂沦悬密谱掖占腿壶脓漠氯订恋针何氧惹脂间发肯牵孪佰完十惊播铃藕剃济荆丝炉软有嘻循腮妇蔽锈叛谨手辐假兜适嗅敦娥候姜附促才惋培冒仔氓生矾馅帽笛邓近拎斗堂伦吟依数辙誊椽妇顺假样掠夯淖诡足勋铅彻凰招雇行降潍作垣叛纯首血同墅玄漠谷则士烃顽占协癣袖迁骤倾瑞为叙搪腾幼拨碌蝎趋捎回惠胆郎吠谐轨期肤弊浅焊骤好猴哆波票斜僳蘸狼悟修食浙应吱渐伺啸堵集蛋鼓小非删像猫遮台蕴息次谚镁恤揣促洼阑盔奶垒嘉瀑脸僵琉精辩扭尿氰搞熙郊溉它湛韧访隔盂牛裙管绒温擂肄霖娃寒左劳豫闹瓢眼坐副诚抒嗽士萍满
4、必稍涉哨券境搐池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，河底平均高程抬升速率
5、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
6、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
7、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）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垂直比尺流速比尺水流运动时间比尺河床变形时间比尺沉速比尺含沙量比尺糙率比尺比尺800708.3795.5895.581.352.000.60 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
8、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198
9、8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
10、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
11、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20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
12、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30004000m3/s，在花园口洪峰流量7860m3/s的条件下，下游河道发生大范
13、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站名洪峰流量（m3/s）削峰率（%）1981年1985年1996年1981年1985年1996年花园口8060826078604.1-0.79.0夹河滩7730832071504.49.84.8高村73907500681012.05.314.8孙口
14、65007100580019.414.026.2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，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可以
15、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同河段削峰率与/之间的关系可得到： =(/) （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，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、取值表洪水类型河段/一般含沙量级洪水花园口夹河滩-0.061.062夹河滩高村-0.051.004高村孙口-0.081.022高含沙量洪水花园口夹河滩-0.321.224夹河滩高村-0.501.3003.2 洪水传播时间的响
16、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： （2）式中值代表河槽形态对洪水传播特性的影响，可表达 （3）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20003000m3/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
17、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速统计表流量（m3/s）不同年份断面平均流速（m/s）1958年1981年1982年1985年1996年20001.6
18、92.221.521.812.4030002.082.501.881.971.3850002.552.382.322.090.5470001.201.622.452.560.70100001.031.89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，从而洪水的传播速度随的增大则反而减小。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
19、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： （4）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
20、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0.025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的关系是较为密切的，经回归分析有： (5)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，1
21、997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河 段不同年份主槽宽度（m）1997年主槽宽度与1985年宽度之比（%）主槽水位抬升幅度百分数（%）1985年1997年铁谢花园口15869215842花园口夹河滩14329236433夹河滩高村12087276039高村孙口8796957916孙口艾山610544898艾山洛口5414507991洛口利津4904318894 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
22、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： （6）式中 为河道输沙率，可作为输沙能力的表征参数（t/s）；为流量（m3/s）；为上站来水含沙量（kg/m3）；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。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： （7）由此可得出相对“多来、多排”输沙能力为 （8）为相应输沙率的水流含沙量（kg/m3）。由式（8）计算模型试验各级水沙过程的输沙能力与模型进口来沙之比/，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时间冲淤强度与相对输沙能力/的关系（图2）
23、。由图2可见，图中点据分布趋势是比较明显的，说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： （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图2 冲淤强度与关系关系（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
24、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。 图3 与关系若定义为水流强度，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
25、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与断面参数成正比，
26、即断面愈宽浅（越大），水流挟沙力越低；反之，断面愈窄深（越小），水流挟沙力越高，这与一般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
27、以上河段滩区漫滩洪水特性分析J. 山东水利，2004，（1）：35-366 陈东，胡春宏，张启舜，等. 河床枯萎疏浚浅论J. 泥沙研究，2000，（1）：65-687 申冠卿，张晓华，李勇，等. 1986年以来黄河下游水沙变化及河道演变分析J. 人民黄河，2000，22（9）：10-11，168 李勇，张晓华，尚红霞. 黄河下游宽河段河道调整对洪水水沙输移特性及防洪的影响R. 黄河水利科学研究院，黄科技第ZX-2003-18-23（N21）号，20039 姚文艺，侯志军，常温花. 萎缩性河道演变规律与致灾机理研究R. 黄河水利科学研究院，2005-7-510姚文艺，王德昌，侯志军. 黄河下游河
28、道萎缩模式研究J. 泥沙研究，2004，（10）：81411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）Study on the response of flood routing to channel shrinkage in the Lower Yellow RiverYAO Wen-yi LI Yong Hou Ai-zhong(Yel
29、low River Institute of Hydraulic 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 s
30、ediment concentration is high 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 floo
31、d peak clipping. The advance 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
32、the average velocity and flux 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
33、 has the feature of “more 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
34、freshet; sediment carrying 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 1
35、980s, serious silting and 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
36、researches and discussions1-8 have been implemented 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 sedim
37、ent features of the flood 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
38、flux. What is more, the 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-c
39、ausing mechanism of channel 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 re
40、aches and design of experiment 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 conditio
41、n at the inlet and outlet 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 mo
42、del is designed according 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-a
43、nd-fill similarity. The main scales selected are in table 1.Table1. The main scales selectedDifferentTypesLevel ScaleVertical ScaleVelocity ScaleMovement Time ScaleRiver-bed deformation time scaleSettling Velocity ScaleSediment Concentration ScaleRoughness ScaleValue800708.3795.5895.581.352.000.60Ac
44、cording 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 1987, when was at the beginning of channel shrinkage. The outlet water level
45、 was 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 and scour-and-fill, and it can satisfy the requirement of precision.1.2 Experiment Sche