Influence of construction and operation of the Haibowan Junction on the downriver channel erosion and deposition

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00139

Journal of Desert Research ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (3): 139-147.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00139

Influence of construction and operation of the Haibowan Junction on the downriver channel erosion and deposition

Qiong Chen¹(), Xiaomin Liu¹^,²(), Tingxi Liu¹, Hongwu Zhang³, Guofeng Liu⁴, Wenjuan Wang²^,⁵

^1.College of Water Conservancy and Civil Engineering，Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot 010018，China
^2.Inner Mongolia Yellow River Institute of Ecological Research，Hohhot 010020，China
^3.State Key Laboratory of Water-sediment Sciences and Hydraulic and Hydroelectric Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，China
^4.Inner Mongolia Sanshenggong Water Conservancy Project Management Center of Yellow River，Bayinnaoer 015200，China
^5.Inner Mongolia Jinhua Yuan Environmental Resource Engineering Consulting Co. ，Itd，Hohhot 010020，China

Received:2021-08-11 Revised:2021-12-09 Online:2022-05-20 Published:2022-06-01
Contact: Xiaomin Liu

Abstract

Abstract:

With the application of the control water projects in the upper reaches of the Yellow River， the evolution pattern of the channel erosion and siltation in the Inner Mongolia reach has been reshaped. Based on the measured data of hydrology station， the characteristics of river water and sediment change before and after the construction of Haibowan reservoir are analyzed systematically. Based on the elevation data of the channel section， the morphological changes of the channel were qualitatively analyzed from two aspects of the scouring and silting （transverse） and the scouring and silting （longitudinal） along the channel， and the variation of the channel scouring and silting was quantitatively calculated by the cross-section topographic method. The results show that after the reservoir is used， the water and sediment matching conditions of the downstream channel are improved significantly， and the sediment coefficient and sediment transport rate per unit runoff decrease greatly， which has obvious effect on reducing silting and scour of the downstream channel. The change of the transverse and longitudinal sections of the river is dominated by scour， and the evolution process of scour and silting has experienced three stages： silting （2004-2012）， scour and silting transition （2012-2014） and scour （2014-2020）. The results can provide a scientific basis for river course control and flood mitigation in Inner Mongolia.

Key words: channel scouring and silting, section topographic method, water and sand conditions, scheduling of water conservancy projects

CLC Number:

TV147

Qiong Chen, Xiaomin Liu, Tingxi Liu, Hongwu Zhang, Guofeng Liu, Wenjuan Wang. Influence of construction and operation of the Haibowan Junction on the downriver channel erosion and deposition[J]. Journal of Desert Research, 2022, 42(3): 139-147.

Figures/Tables 13

Fig.1 Overview of the study area and schematic diagram of section layout

Fig.2 Water and sediment conditions in Shizuishan Station from 1960 to 2019

Fig.3 Water and sediment conditions in Bayan Gaole Station from 1973 to 2019

Fig.4 Sediment concentration from 1973 to 2019

Fig.5 Sediment coefficient from 1973 to 2019

Table 1 Reduction of water and sediment conditions in different periods

时段	年径流量		年输沙量		含沙量		来沙系数
时段	石嘴山	巴彦高勒	石嘴山	巴彦高勒	石嘴山	巴彦高勒	石嘴山	巴彦高勒
1987—2014年	-21.9	-34.9	-24.4	-39.0	0.0	-0.8	32.2	64.4
2015—2019年	-3.6	-16.4	-13.7	-80.5	-39.5	-78.2	-37.6	-71.5

Fig.6 Double accumulative curve of annual water and sediment at Shizuishan Station

Fig.7 Double accumulative curve of annual water and sediment at Bayan Gaole Station

Fig.8 Drawing of typical section sleeve

Fig.9 The depth points change along the path

Fig.10 The variation of erosion and deposition along the river from 2004 to 2020

Fig.11 Change of erosion and deposition strength from 2004 to 2020

Table 2 Scour and silting statistics of different reaches

时段	DM1—DM4段		DM4—DM12段		DM12—DM23段
时段	冲淤量 /万m³	冲淤强度 /(m³·m^-1·a^-1)	冲淤量 /万m³	冲淤强度 /(m³·m^-1·a^-1)	冲淤量 /万m³	冲淤强度 /(m³·m^-1·a^-1)
2004—2009年	-257.39	-77.29	276.71	24.17	-2 450.66	-204.90
2009—2012年	-185.59	-92.89	-533.93	-77.72	-526.07	-73.31
2012—2014年	101.25	76.02	351.79	76.81	576.57	120.52
2014—2017年	559.60	280.08	1 318.70	191.95	791.08	110.24
2017—2020年	358.67	179.52	1 515.10	220.54	952.27	132.70

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