温孟滩放淤对黄河下游河道减淤效果分析

利用温孟滩区放淤可以处理一部分小浪底出库泥沙,减缓下游河道淤积,保障黄河下游防洪安全。采用实测资料分析、数学模型计算等方法,研究了温孟滩放淤方式及枢纽选择、放淤量、引水引沙规模等,并着重分析了对黄河下游河道的减淤效果。经计算,温孟滩放淤12.6亿t泥沙可使黄河下游减淤8.8亿⁹.2亿t。     

黄河干流泥沙空间分布研究

利用实测水沙资料,系统分析了1950～2005年不同历史时期、不同河段、不同分布单元黄河泥沙分布的特点以及人类活动的影响.结果表明:黄河干流泥沙分布在不同时期表现出不同的特点,其主要影响因素是水沙条件和人类活动:上游地区人类活动对干流泥沙分布影响最明显的主要是引水引沙和水库调度,其影响机理都是减少了进入中下游的输沙水量,从而增加了河道淤积;中游地区对黄河干流泥沙分布影响最明显的人类活动是水土保持和水库调节,水库蓄水拦沙运用对黄河干流泥沙分布的影响是直接的、显著的,而水库正常运用期,水库调度只是在一定范围内、一定时段对黄河干流泥沙分布产生影响;下游地区对黄河干流泥沙分布影响最明显的人类活动是引水引沙和滩区生产.     

黄河泥沙处理和利用配置方案研究

根据不同时期入黄泥沙处理和利用的状况和特点,提出对黄河泥沙应采取"拦、调、排、放、挖"等多种措施综合处理和利用。通过不同方案及泥沙治理效果的比较,研究提出了2030年前采用水土保持特别是多沙粗沙区拦沙工程拦沙、骨干水库拦沙,以及调水调沙、河道排沙、放淤、挖河疏浚及泥沙利用等多种措施相结合的综合处理和利用泥沙的配置方案。分析论证了在配置方案条件下,2020年前进入黄河下游河道的年平均泥沙量为4.41亿t,下游河道年平均冲刷泥沙0.41亿t,可维持4 000 m3/s以上的中水河槽;2020—2030年进入黄河下游河道的年平均输沙量为5.32亿t,下游河道年平均淤积0.46亿t,可维持4 000 m3/s左右的中水河槽。     

黄河泥沙合理配置方案研究

黄河泥沙合理配置对于黄河综合治理和泥沙综合利用具有重要意义。通过改进黄河泥沙配置综合评价方法,按照新水沙系列和配置模式条件,采用黄河泥沙空间优化配置数学模型,计算黄河泥沙配置方案,对各种泥沙配置方案进行综合评价,提出了建议配置方案及合理的泥沙配置比例。结果表明,入黄水沙量对泥沙配置状况有明显影响,抬高小浪底水库汛限水位对泥沙配置状况影响不大,黄河上中游水库建设对泥沙配置状况明显改善,下游防护堤治理对泥沙配置状况有所改善。结合黄河上中游水土保持、水库建设和跨流域调水,维持四站入黄年平均水量约250亿m~3和沙量约3亿t,可以维护黄河河道均衡稳定。现状水库河道条件建议方案对黄河泥沙的合理配置比例为水库拦沙35%、引水引沙21%、滩区放淤3%、挖沙固堤4%、河道冲淤3%、输沙入海34%;合理空间分布为上游20%、中游30%、下游14%、河口36%。     

维持黄河下游河道与滩区稳定的泥沙处置方案

变化环境下研究提出可以维持黄河下游河道与滩区稳定的泥沙处置方案对黄河下游乃至流域治理具有重要指导作用。通过实测资料分析、数学模型等手段,分析入黄泥沙的时空分布变化,认为三门峡水库建成后的3个水库运用阶段输沙入海是泥沙处置的主导方式,小浪底水库建成后变为以水库拦沙为主导,大型水库是影响泥沙空间分布及河道冲淤的重要因子;黄河年均来沙8亿、6亿、3亿t情景,黄河下游无法实现河道和滩区稳定,拟定了5个泥沙处置方案,通过分析评价得到最优方案,即古贤、桃花峪水库+滩区生态治理方案,建设古贤水库可以基本实现黄河下游50 a河床不淤高,滩区生态治理能够消除“二级悬河”,加上桃花峪水库可显著提高滩区防洪标准,综合评价该方案最优。     

黄河水沙空间分布及其变化过程研究

本文对不同时期黄河水沙的空间分布及其变化过程进行了系统分析,研究结果表明,1950～2005年黄河年平均总水量约为593.5亿m3(其中包括水土保持减水量、干支流引水耗水量及河口入海水量),年平均总沙量约为17.9亿t(其中包括水土保持减沙量、水库拦沙量、引水引沙量、放淤固堤沙量、河道冲淤量及河口人海沙量),不同时期黄河水沙总量变化很大,但黄河总水沙量比基本稳定为0.03t/m3.1986年以来黄河下游来水来沙量减少的主要原因,一是上中游耗水减沙量增多,1986～1998年平均上中游水土保持减水和工农业引水等耗水量达213亿m3,水土保持减沙、水库拦沙、引水引沙和河道冲淤等沙量合计达8.57亿t,已分别占上中游总水沙量的45%和53%,二是自然气候条件改变,引起上中游1986～1998年平均总水量比1973～1985年减少约136亿m3,而上中游年平均总沙量只减少约0.7亿t,导致水少沙多的局面加重.由于自然条件的变化和人类活动的影响,黄河水沙空间分布更趋不合理,表现为主河槽萎缩、"二级悬河"加剧、河口退蚀等,引起小水大灾和生态恶化,防洪形势更为严峻,应通过水沙联合优化配置和泥沙资源化利用治理黄河的水沙灾害.     

基于黄河中游水库群调控的下游河道输沙能力分析

充分挖掘黄河中游水库群调控作用潜力，提高黄河下游河道的输沙能力，对黄河下游河道与滩区治理具有重要指导意义。通过实测资料分析、数学模型计算等方法，计算不同水沙条件下优化现状水库群调控方式对黄河下游河道输沙能力的影响，进一步分析古贤、东庄水库投入运行后黄河下游河道输沙能力的变化。结果表明：优化现状水库群调控方式，水库增加泄放较大含沙量的水流过程，可提高下游河道输沙能力10%～12%;古贤、东庄水库投入运行后拦沙期内进入下游河道的沙量和输沙入海量减少，正常运用期可进一步提高输沙能力11%～12%。     

黄河下游滩区放淤及低洼地改造对河道的影响

介绍了黄河下游滩区放淤及背河低洼地改造模式及实施方案,利用实测资料和已有成果计算分析了引洪放淤和机械放淤对下游河道的减淤效果。结果表明,滩区放淤及背河低洼地改造共能处理利用黄河泥沙24.52亿t,能使下游河槽减淤31.90亿³8.54亿t。同时,挖河还能够增大河槽的过流能力,如果有针对性地选择卡口河段实施挖河,则对增大主河槽过流能力的效果会更好。     

调水调沙对下游引黄供水的影响分析

一、调水调沙是改善黄河下游水沙关系的关键措施 黄河治理开发中许多重大问题的症结在于水少沙多、水沙关系不协调,相应的解决措施是增水、减沙与调水调沙. 增水可通过两种途径来实现:一是相对增水,即节约用水;二是绝对增水,即实施外流域调水.减沙主要有三条途径:一是在黄土高原进行水土流失综合治理,二是利用骨干工程拦减进入下游河道的泥沙,三是依靠黄河小北干流广阔的滩区放淤.三者共同构成拦减进入黄河下游河道粗泥沙的防线.     

小浪底水库拦沙对黄河下游河道的减淤作用

在小浪底水库蓄水拦沙期,进入黄河下游河道的水沙条件发生显著变化,含沙量急剧降低,中水流量持续时间增长,水库调水调沙提高了河道输沙能力,改善了泥沙淤积部位。拦沙期(1999年10月—2018年10月),黄河下游河道共计冲刷21.015亿m~3。分析小浪底水库运用以来黄河下游河道泥沙冲淤时空变化特性及水库对水沙的调控效果,对比计算有、无小浪底水库两种工况下黄河下游河道冲淤量变化及减淤作用。水库拦沙期黄河下游河道减淤比为1.373∶1,其拦沙减淤效果与水沙条件、水库运用方式及河道边界等因素有关。     

论"稳定主槽、调水调沙"的治河方略

随着人们对黄河泥沙输移规律认识的不断深入，治黄方略或主张也在不断地更新。微弯整治基于多年游荡河道的防洪抢险经验，其能达到减小游荡范围的治理目标，但主槽没有稳定；双岸整治方案是基于窄深河槽洪水期具有很强的输沙潜力与泄洪能力。小浪底水库投入运用后，必须形成稳定的主槽才能保证防洪的安全，提高河道的输沙能力，从而达到更好的减淤目的；洪水漫滩机会减小了，才能使黄河滩区人民与自然和谐相处。因此，主张束水输沙，认为“稳定主槽、调水调沙”的治河方略符合当今黄河的实际。     

1946年以来黄河下游泥沙治理研究的主要进展

1946年以来,关于黄河下游根治的认识,首先经过“治本靠拦沙”到“下游也有治本任务”的重大转变,然后,是对“下游也有治本任务”进一步全面深入的分析论证.“黄河下游也有治本任务”的论证具有高度的科学性.重点对围绕“下游也有治本任务”的研究作了梳理总结,主要进展为,多来多排现象的发现、“小水挟沙”的不利影响和对洪水重要性的充分认识、山东河道的输沙潜力及窄深河槽排洪输沙能力的论证、泥沙多年调节思想的形成和发展.通过水库水沙调节优化进入下游河道的水沙过程.将下游高村以上宽河道整治成窄深河槽,使整个下游形成一个输沙通道输沙人海.     

黄河水沙变化与下游河道改造

20世纪80年代中期以来,进入黄河的水沙量及其过程发生了重大变化,潼关水文站水量和输沙量大幅下降,已由1919~1959年期间的平均水量426亿m3/年、输沙量16亿t/年下降到2000~2012年的231亿m3/年和2.76亿t/年,随着黄河上中游水土保持和生态建设的持续开展,预计未来50~100年潼关站年平均水量和输沙量将逐步稳定在210亿m3/年左右和3亿t/年左右。水沙变化关系到治黄方略的制定,关系到黄河的长治久安。为了顺应黄河水沙的变化,确保黄河防洪安全,实现下游河道不改道、河床不抬高的治理目标,本文提出了新的水沙条件下黄河下游河道治理的总体思路是:改造河道、解放滩区。具体措施包括:稳定主槽、缩窄河道、完建堤防、治理悬河、滩区分类。建议深入研究下游河道改造的方案与河道缩窄的可行性及其影响,为黄河下游河道改造提供科技支撑。     

论古贤水库在黄河治理中的作用

在综合考虑未来黄河水沙变化趋势和黄河水沙调控体系建设的情况下,结合实测资料和数学模型计算成果,系统分析了"拦、排、放、调、挖"等处理泥沙措施在黄河干流不同河段的作用,认为未来应进一步加强"调"的作用,结合"拦、排、放"等措施,延长水库使用寿命,减少下游河道淤积,优化配置黄河泥沙分布。提出了黄河干流不同河段的治理目标:2020年前降低潼关高程1m左右,2020—2050年降低潼关高程2m左右;2030年前维持中水河槽的平滩流量为4000m3/s左右,2030—2050年维持中水河槽的平滩流量为3500m3/s左右。研究了古贤水库在黄河水沙调控工程体系和黄河中下游治理中不可替代的作用,为达到黄河中下游在2050年前的治理目标,阶段性实现黄河长治久安,建议在小浪底水库拦沙库容淤积之前,尽早建成古贤水库,充分发挥古贤与小浪底水库联合调控运用的作用。     

黄河下游河床演变三大基本问题的研究

断面极为宽浅，纵比降的塑造，以致河道严重淤积，是黄河下游河床演变的三大基本问题。黄河下游的主要特征是强烈游荡、严重淤积.这也是黄河一切灾难的主要原因.前者是断面太宽浅以及比降偏陡而直接引起的问题.河道形态由来水来沙搭配关系决定.水沙关系Qs=KQm的m值小于2.5的，属于大水来沙偏少而小水来沙偏多，滩地不易淤高而河槽易于淤浅，要形成多汊宽浅游荡性河流.反之，m大于2.5的则形成单股窄深蠕动性河流.黄河下游m约为2，故成为强烈游荡的宽浅河道.后者则是河道输沙能力的形成问题，是由纵、横断面的配合决定的.泥沙输移的沿程淤积分选，大量细颗粒长远输送而于几千年前就造成了偏小的纵比降，与宽浅的断面配合而成的输沙能力远小于流域来沙量，是黄河严重淤积的原因。     

黄河调水调沙对下游山东段的不利影响

通过资料收集和调研,对比分析近几年黄河山东段河底高程变化情况。结果表明,调水调沙的运行使得山东段黄河主槽刷深,提高了黄河山东段的防洪能力,但是也造成了山东省引黄闸的引水困难、引黄保证程度降低、渠道淤积加重等问题。提出平原水库建设和维护有可能成为今后引黄供水的工作重点。     

黄河干流泥沙优化配置模型及应用

黄河泥沙配置是一个典型的多目标规划问题.为此,研究出了黄河泥沙配置基本方程,建立了黄河干流泥沙优化配置数学模型.运用数学模型计算分析了不同水沙和工程条件下黄河干流泥沙配置方案.     

黄河调水调沙试验对下游河道行洪规律的影响

山东省东明县高村河段在黄河下游河道具有一定的代表性.20世纪90年代,由于黄河下游持续小水高沙,低水期延长,主槽发生严重的淤积,河道行洪能力明显下降.2002年以来,黄河水利委员会通过小浪底水库进行了三次调水调沙试验,使该河段主河槽泥沙得到有效的冲刷,仅2003年5月至12月,山东河道(高村至汊2)主槽冲刷就达11756万m3,冲刷厚度0.23m,行洪能力得到大大提高.     

黄河下游引黄灌区泥沙灾害评价

在对黄河下游引黄灌区泥沙的灾害性及特点进行深入分析的基础上,提出了灌区泥沙灾害的经济评估指标、环境评估指标及引黄退水对排水河道排涝能力的影响指标,从定量上综合反映灌区泥沙灾害的影响程度,并结合具体情况对灌区泥沙灾害进行了评估。     

黄河下游游荡性河道双岸整治面临的问题

为全面认识黄河下游游荡性河道双岸整治的效果和可能带来的影响,对双岸整治的实施背景和预期效果进行总结,详细分析了双岸整治面临的工程和社会环境等方面的问题。认为当前黄河下游防洪形势虽得到改善,但也面临下游游荡性河道输沙能力不足、下游部分河段河势恶化等问题。指出双岸整治的主要效果在于通过丁坝等工程实施黄河下游双岸整治,塑造窄深河槽,利用窄深河槽很强的泄洪输沙能力并结合小浪底水库的调节运用使得大部分泥沙通过洪水输运,同时依靠整治工程消除横河、斜河等不利河势;双岸整治面临的主要问题有:黄河下游大洪水仍有可能出现,整治工程带来的水位壅高,整治河段挟沙能力提高造成的下泄泥沙对山东窄河道和黄河河口产生影响,以及工程实施带来的土地权属、引黄供水和环境影响等问题。