黄河下游河道整治是黄河下游防洪体系中的关键工程,由于黄河治理开发,来水来沙条件发生显著的变化,使原有的河道整治工程与现在来水来沙条件不相适应出现新的问题:高村以上游荡性河段的整治难度大,理论不足,缺乏实践经验,现在工程布点还没有完成,已建工程长度不足,主流仍然游荡多变,中常洪水也有可能威胁堤防安全;已有工程标准低,除部分工程高度不足外,普遍存在根石坡陡、深度浅、工程自身稳定性差。本项目拟利用现在河道整治工程实际观测资料分析、实体模型试验及数学模型计算等手段,并结合理论探讨,研究现状河道整治工程条件下黄河下游河道演变特点、游荡性河段河道整治工程对河势及河型的调整机理、河势转化对河道排洪能力及输沙能力的影响、大洪水期河道行洪与持续小流量过程中河势变化及对策研究。其成果可作为完善黄河下游的减淤方略、河道整治、滩区开发、防洪安全等各项策略的技术依据,在学术上为河道整治技术提供理论基础,具有重大意义
项目完成了黄河下游河道整治约束机制及调控效应研究。归纳出下游河道具有"流性习散,河性习弯"自然特性,研究了"二级悬河"成因及畸形河弯形成机理,并探索工程作用后河势调整规律;分析水流动力与阻抗力相对关系,建立了河床及河道整治工程对河型及其河势调整的力学机制;建立了床沙组成同水流强度的依存关系,并根据异质粒子同紊流的跟随性及泥沙起动规律,论证了游荡河型成因,还从理论上界定出黄河"粗泥沙"粒径;建立了复式断面流速横向分布模型,并通过计算研究了滩唇及滩地横比降的形成机理以及斜河成因;建立了河口潮波风暴挟沙力公式及下游输沙规律关系,并研究了推移质级配及输移规律;提出了适合于黄河下游河道整治模式在微弯型与密扣束流型相结合的工程约束下,靠溜险工及控导工程同生产堤及新筑防洪堤有机构成第一道防线,在大堤上修防滚河工程后成为第二道防线,结合隔堤即可在发挥分滞洪作用的同时有计划淤滩治滩;考虑水流弯曲、分汊等作用导致的环流作用,解决河岸变形模拟、调整工程导致网格再生、床沙级配及床面平衡浓度等难题,并采用次网格局部动网格技术,首次开发出游荡性河道演变的数学模型。