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泥 沙 研 究 年 月 第 期 黄河下游河型分类与判别模式研究 史传文 吴保生 马吉明 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室 北京 摘要 利用黄河下游 年资料的计算表明 本文在前人研究成果的基础上 根据泥沙运动基本理论 河床演变 基本原理以及河流输沙强平衡概念建立的 以实用冲积河流稳定程度公式为理论和计算依据 由模糊聚类分 析和判别分析方法构成的黄河下游河型分类与判别模式 可以为小浪底水库运用后黄河下游河型的分类与 判别提供有力的理论依据和具体的计算方法 同时 也对其它冲积河流河型的分类与判别有一定的借鉴作用 关键词 黄河下游 河型 分类与判别 稳定程度公式 模糊聚类分析 中图分类号 文献标识码 文章编号 引言 年小浪底水库开始运用后 黄河下游河势发生了很大变化 目前需要尽快确定河道整治方案 但河道整治方案确定的前提是河型的确定 小浪底水库运用前 黄河下游各河段河型的实际分类见表 由于其河型的分类与判别不是完全的定量方法 并不能较好地回答小浪底水库运用后黄河下游各河 段的河型变化问题 前人的河型研究成果归纳起来主要有两类 一类是河型成因分析和试验成 果 另一类是在成因研究成果的基础上建立起来的半经验半理论河型判别式 半经验半理论河 型判别式的建立过程 一般是先找出影响河型的主要因素 然后按因素对河型影响的相同趋势构建公 式 最后根据实测资料确定系数和指数 这类公式可能存在影响因素的重叠或遗漏 公式结构还具有一 定的缺陷 还不能较为确切地回答黄河下游河型的分类与判别问题 本文研究的目的是 寻找冲积河流 河型分类与判别的依据 建立适合于黄河下游的河型分类与判别模式 表 黄河下游六河段长度及实际河型分类表 河段名称 花 夹 夹 高 高 孙 孙 艾 艾 洛 洛 利 河段长度? 河型 游荡型 游荡型 过渡型 上过渡下弯曲 弯曲型 弯曲型 冲积河流河型分类与判别的依据 冲积河流稳定程度公式的建立 作者在前人研究的基础上 通过长期实地考察 根据泥沙运动基本理论与河床演变基本原理 认为 冲积河流输沙强平衡程度的差异是形成不同冲积河型的根本原因 河流输沙强平衡条件 为 收稿日期 基金项目 国家自然科学基金委员会 黄委黄河联合研究基金项目 河南省自然科学基金项目 作者简介 史传文 男 河南济源人 博士研究生 主要从事水利水电工程研究 式中 分别为含沙量 分组含沙量 挟沙力 分别为分组含沙量和分组挟沙力的泥沙级 配 为分组泥沙沉速 为恢复饱和系数 分别为河长和单宽流量 根据 式 河流输沙强平衡要求的具体泥沙 水流和河床条件是 泥沙条件为 ? 水流条件为 水流为恒定均匀流 河床条件为 河床为河床物质组成沿程不变的棱 柱体顺直河床 根据以上分析结论 用均匀流公式 张瑞瑾挟沙力公式 断面河相系数关系式以及 推导得出 ? ? ? ? ? ? 上式左端项是水沙与河床边界条件相适应的用水沙床因素表达的冲积河流输沙强平衡时的无量纲量 由于输沙平衡程度与河流相对稳定性之间存在着确定的对应关系 因此 可采用该无量纲量的数学表达 形式 写出如下形式的冲积河流稳定程度公式 ? ? ? ? ? ? 上式中