对未来黄河河口入海流路永久固定问题的商榷

围绕当前黄河河口入海流路未来能否永久固定这一热点问题,系统总结了现行清水沟流路行河历时长达40 a的原因。从河口来水来沙、径流及海洋动力输沙能力、人工干预措施三个方面详细分析了黄河河口入海流路永久固定的可能性,指出了未来永久固定河口流路可能给黄河下游防洪安全带来的重大隐患,明确了未来河口综合治理的主要目的仍在于防洪减灾,同时要兼顾生态环境保护和入海水沙资源的开发利用,而非固定河口流路。     

黄河河口不同流路入海泥沙对下游影响二维数模分析

黄河河口入海泥沙在涨潮流和拦门沙的阻滞作用下对黄河下游泥沙运动产生重大影响。以已建立的河口海洋水沙二维数学模型为基础,对规划运用初期的清水沟北汊流路、刁口河流路和十八户流路典型水沙过程进行了计算,分析了3条流路入海口的海洋动力和泥沙运动,得到了入海泥沙对黄河下游的影响范围为距泺口断面90～215 km。研究了未来50 a进入下游的水沙设计和流路规划成果,采用清水沟、刁口河联合运用方案,计算了未来50 a入海水沙运动对下游的影响,结果表明:在此方案下,西河口水位维持在10.23～11.18 m。结合黄河三角洲高效生态经济区发展需求,清水沟和刁口河联合运用方案为最优方案,十八户流路海域封闭且海洋动力比较弱,可以作为远景备用流路。     

黄河口演变对下游河道的反馈影响

按照不同的时间尺度分析了黄河口演变对下游河道宏观、中观和微观的反馈影响,结果表明三者之间是辨证统一的关系.为了减少黄河口演变对下游河道的反馈影响,应在黄河中上游、下游、河口尾闾段进行综合治理:①中上游实施水利水保建设、水沙调控体系建设和完善及滩区放淤工程建设等;②下游实施河道整治、引水引沙等;③尾闾河段应合理安排流路、尽量缩短河长、挖河疏浚、引高含沙洪水放淤、增强海洋动力输沙能力等.     

黄河口清水沟流路冲淤发展与使用年限预测

本文利用作者开发的一、二维连接的黄河口整体冲淤数学模型,根据有、无古贤水库二种情况进入黄河下游的水沙条件,对未来黄河口清水沟流路的淤积发展过程进行了计算研究,并根据计算结果对流路使用年限、河道向海域延伸的安全距离、淤积量和淤积分布、海域容沙量及海洋动力输沙能力等相关问题进行了分析探讨,旨在为黄河口的整治规划提供科学依据.计算研究结果表明,各流路组合运行方案的清水沟流路使用年限为53~77年,古贤水库的修建和不同流路的交替组合使用皆有利于延长清水沟流路的可使用年限.有、无古贤水库条件下河口的入海输沙能力均较为稳定,海域年均输沙量分别为2.53亿t和2.71亿t左右.     

黄河口清8出汊工程的作用及对河口演变的影响

通过实际查勘、依据多年积累的原型观测资料 ,分析了清 8出汊工程对黄河河口、河床演变的作用 ;解答了入海口门调整的淤海造陆效果、对河口段河道、防洪、流路演变的贡献等问题 ;论述了黄河河口演变的机制 ,揭示了黄河河口第三次小循环的形成、发展及黄河河口流路在下半个世纪的归宿 ;得出了人工干预下的河口河道形成机制 ;提出了科学地确定黄河口门出汊调整的时机、地点与周期 ,极大地延长黄河自然演变单循环过程中最有利于行河周期的可能性及人工干预下复循环演变规律的存在性。使人工干预河口演变、延长河口流路使用年限成为可能。     

黄河口海洋动力输沙能力分析

采用数学模型和资料分析的方法对清水沟时期黄河入海泥沙的输移扩散规律进行了分析研究。通过数模计算得出：随着河口三角洲的演变，河口海洋动力输沙能力也相应变化，河口沙嘴突出岸线的程度越大，海洋输沙能力越大，输入外海的泥沙越多；对于特定的岸边界，海洋输沙能力的变化取决于入海水沙搭配关系，在入海沙量相同条件下，来沙系数越小，输送至外海沙量越多，反之亦然。通过实测资料分析指出：黄河口海洋输沙十分复杂，涉及岸边界、各种持续和偶发的动力等诸多因素。实测的冲淤分布往往是诸多因素综合作用的结果，很难分离出某种因素单独所起的作用。实测数据显示，河口泥沙冲淤分布与来水来沙条件相关性不强。但总的看来，黄河改道清水沟以来，1977-2000年间，来沙量偏少，输入外海泥沙的比例比其它流路时期偏大，排沙比达54％，平均每年输入外海泥沙的绝对量为2．83亿t。但具体到各个年份，不论是排沙比还是绝对量，年际间差异都很大，每年输入外海的沙量并不局限在2.3亿t。     

一,二维连接的河口冲淤数模

在河口，河流动力和海洋动力相互作用，动力因素极为复杂。对于多沙河口，其冲淤演变规律更为复杂，河口的范围包括河口段河道，入海口及口外邻近海域。本建立的适用于河口三部分水域的一、二维连续的冲淤数学模型，其中上能反映多沙河口冲淤演变频繁的现象。通过数模计算探讨了黄河口入海水沙与潮流、风吹流及波浪相互作用下的输沙规律，并实际计算了黄河口的冲淤地形及规划方案中各条流路河口的淤积范围等。     

利用海洋动力减缓黄河口淤积延伸速率的研究

利用黄河口平面二维波流输沙数学模型、实测资料等,计算、分析了渤海流速、波流挟沙能力、黄河三角洲滨海区冲淤和粒径的变化。结果表明:①黄河三角洲浅水区的波流挟沙能力大于深水区的;②波流海洋动力能把浅水区较细的泥沙输送到渤海深海,而不能把此区较粗的泥沙输送到深海,深水区泥沙无论粗细,很难再被海洋动力带向渤海深海;③黄河单一流路入海方式易造成更多细泥沙淤积在深水区,不利于减缓黄河口淤泥延伸速率;④减缓黄河口淤积延伸速率的新思路是利用多流路把黄河泥沙相对均匀地输送到滨海区的浅水区,以充分利用海洋动力把较细的泥沙输送到渤海深海,同时结合三角洲社会、经济、生态等需求合理处理粗沙。     

黄河典型冲积性河道输沙能力影响因素分析

以水力学、河床演变学、河流泥沙动力学等理论为指导,对黄河典型冲积性河道输沙能力的影响因素进行了研究。结果表明:较弱的水流动力条件是宁蒙河道输沙能力比较弱的主要原因;窄深的断面形态和高含沙洪水决定着渭河下游河道具有极强的输沙能力;黄河下游河道输沙能力较大的原因是该河道具有较强的水流动力条件;小北干流河道尽管水动力条件也较强,但是泥沙粒径较大导致了河道输沙能力降低。     

200年根治黄河的探讨

文章提出,现黄河河口流路可以再走50年以上。之后再经人工改道二、三次,就能在今后约200年内不必加高河口堤防。下游河道应加以改造:通过调度小水流量,防止或减少小水淤积;然后靠大水对河槽的冲制,就可使河槽变得窄深、稳定,输水输沙能力加强,洪水位不再升高,甚至得以降低。与控制河口水位相配合,200年以上可以不加高黄河大堤。在这个长时段内,可以在上中游产沙区通过拦蓄利用洪水泥沙等办法,使输入黄河下游河道的泥沙大大减少。黄河也就最终得以根治。