安康市汉滨区水利局 陕西安康 725000
摘要：水利枢纽的修建将引起下游河道水沙条件的变化。尤其是水利枢纽对河流泥沙的拦蓄作用，打破了下游河道原有的相对平衡状况。为适应新的水沙条件，河道将发生冲淤调整，导致下游河势、河型变化。研究结果表明：水利枢纽修建后，下游河道普遍具有冲刷降低的趋势，下游河道的冲淤变化、河势及河型的变化受河岸与河床组成、河道平面形态及水库运行方式等多因素影响。
关键词：下游河道；河床演变；水沙变化；
1引言
目前，存在很多水利枢纽，这些水利枢纽，发挥着重要的作用，可以有效进行下游河道调节，对下游河道的冲淤产生较大的影响。其影响主要表现在以下几点：第一，水利枢纽可以对泥沙进行多年调节优化，可以利用洪水进行排沙，还可以利用窄深河槽较强的泄洪能力降低淤积情况，为泄洪创造有利的条件[1]。第二，利用水利枢纽，可以使丰年的水量大幅度减少，使洪量与洪峰也变少，通过水库的防洪运用，还可以代替天然洪水漫摊后的制沙滞洪作用，降低淤积，有效进行治理。但是，利用水利枢纽进行治理也存在一些不利影响，会随着工农业用水的增长，水量大幅度减少，减弱洪水的造床作用，出现地上河床逐渐升高，河道越来越窄，水少沙多矛盾越来越突出等问题[2，3]。
2实测规律
水利枢纽建设后，坝下水沙条件与天然条件相比有了很大变化，新条件对坝下游的分汊河段演变又会产生影响，有学者对水利枢纽下游分汊河段河床演变规律进行了研究[4]，总结了有利于汊道稳定的条件，上游水利枢纽的运行改变了分汊河段的来水来沙条件，水沙变异和河道冲淤等原因对分汊河段演变具体影响有：
洪峰削减，原枯季淤积、汛期冲刷的支汊，因洪峰削减得不到有利的冲刷而衰亡[5]；
建库前为枯水贴弯，洪水走直；水沙条件变化后，动力轴线曲率半径有加大趋势；
建库前，河弯主要受洪水控制，而水沙条件变化后，动力轴线的曲率半径有减小趋势；
来沙减少，原汛期淤积、枯季冲刷的支汊因来沙减少，汛期得不到淤积而发育壮大；汊道分流区冲刷，或洲滩滩头退蚀，导致主流摆动或分水分沙比的改变；河床冲刷，床沙分选，中、枯水支汊沙坡发育，阻力增大，过水断面减小，或进口被堵塞，导致支汊分流比减小，不断趋于衰亡；主汊冲刷，既下切又展宽，导致支汊萎缩；主支汊是相依相存的，如果主汊下切和展宽，得到全面发展，支汊必然萎缩趋于衰亡[6]。
张燕等对水利枢纽修建后下游河道水沙变化进行研究，通过分析国外典型水利枢纽下游河道河床的冲淤演变特点、水利枢纽下游河道河床的床沙变化、下游河道横剖面的变化指出水利枢纽修建后，下游河道普遍具有冲刷降低的趋势，下游河道的冲淤变化、河势及河型的变化受河岸与河床组成、河道平面形态及水库运行方式等多因素影响[7，8]。
3结论
泥沙问题是天然河道最常见的问题之一，而在平原冲积河段且河床以粉细沙为主的情况下修建拦河枢纽，泥沙问题更为突出。它既关系到枢纽本身正常运行和达到工程目的又关系到其上下游的河势河态变化。本文在前人研究的基础上，结合塔里木河乌斯满水利枢纽工程的水工及水力学模型试验，对粉细沙河床上引水枢纽的流场及泥沙特性进行了全面深入的研究，通过对各种数值计算方法进行比较，选择了有限体积法（VOF方法）来求解水流及泥沙方程，详细讨论了对于不同类型的通量的求解方法，并对该工程的进行边界分析，本文得到了以下结论：
（1）水利枢纽改变了下游河道水沙量的大小和分布。
（2）典型水利枢纽下游河道均呈现趋势性的冲刷降低，泥沙沿程粗化，随着河床抗冲性提高，冲刷逐渐减弱。水库下游在有支流泥沙补给的局部河段由于水动力减弱，还会发生淤积。
（3）由于坝下游河道沿程河床抗冲性、支流的泥沙情况和平面形态的差异，下游河道沿程呈现不同的冲刷变形特点。下游河道发生冲刷，河道纵向比降总体变缓，横断面发生纵向下切或横向展宽。河岸不稳定的河道主要以横向崩退为主，河岸抗冲性强的河道以下切为主，下游支流入汇有泥沙补给的河段出现主槽淤积萎缩的现象。
（4）由于水利枢纽修建后下游河道水流动力减弱，水利枢纽下游河道横向摆幅大幅度减小。水利枢纽的运行对不同河型产生的影响呈现不同的特点。（5）水库下游水沙条件、下游河道河岸与河床组成、河道平面形态、水库运行方式等均对下游河道河床冲淤、河势及河型变化起着重要的作用。
参考文献：
[1]陈磊磊，卢闯，徐延明，赵文畅，陈海波.细分曲面边界元法的黏附吸声材料结构拓扑优化分析[J].力学学报，2019，51（03）：884-893.
[2]王奎峰，张太平，宋新强，许国辉，尚桂勇，郑建国.黄河三角洲海岸冲淤及泥沙输运模型数值模拟分析[J].山东国土资源，2018，34（11）：22-31.
[3]欧洋，冯杰，赵勇，贾定宇，高文利.同时考虑退磁和剩磁的有限体积法正演模拟[J].地球物理学报，2018，61（11）：4635-4646.
[4]邹鑫，张本权，李志瑶.浅析三门峡水利枢纽工程中的伦理问题[J].内蒙古水利，2018（10）：74-75.
[5]徐存东，王国霞，刘辉，刘璐瑶.大型泵站正向前池防淤优化模拟研究[J].武汉大学学报（工学版），2018，51（07）：577-588.
[6]雷明，赵涛，周家文，王协康.基于CFD与DEM耦合方法的河床变形数值模拟[J].泥沙研究，2018，43（03）：75-80.
[7]王世昭，唐洪武，俞扬，刘涵心，王冬生，孙勇，蒋涛.外秦淮河武定门闸上游偏流淤积成因及流态改善措施[J].河海大学学报（自然科学版），2018，46（03）：219-226.
[8]罗优，雷文韬，丁晶晶，简鸿福.入湖展宽河道淤积调整沿程变化分析[J].水利水电科技进展，2018，38（02）：26-32.