三湖河口～头道拐段槽蓄水增量影响因素分析

通过2006～2012年6个凌汛年度的实际的气温、槽蓄水增量等因素统计分析,表明近几年黄河内蒙古河段大部分槽蓄水增量主要集中在三湖河口～头道拐段,凌汛期上游来水径流量增大是槽蓄水量增大的主要原因。槽蓄水增量增大与河道淤积及不断修建河道内建筑物导致河道过流能力减小也有一定关系;气温的剧烈变化是槽蓄水增量增大一个重要因素。槽蓄水增量增大主要受上游来水、气温变化、河道边界条件及河道内建筑物等综合因素影响。     

黄河内蒙古河段凌汛期槽蓄水增量分析与预测

通过分析黄河内蒙古段各水文站多年流量变化规律,采用断面水量平衡法分别计算出2004—2015年各年度凌汛期黄河内蒙古河段石嘴山—巴彦高勒、巴彦高勒—三湖河口、三湖河口—头道拐区间的槽蓄水增量,分析黄河内蒙古段凌汛期槽蓄水增量的变化规律,区间槽蓄水增量均值由大到小的顺序为三湖河口—头道拐河段巴彦高勒—三湖河口河段石嘴山—巴彦高勒河段。利用时序分析模型对黄河内蒙古河段2015—2018年各年度凌汛期槽蓄水增量进行预测,槽蓄水增量预测值石嘴山—巴彦高勒区间分别为4.31亿、3.88亿、4.65亿m~3,巴彦高勒—三湖河口区间分别为7.35亿、6.55亿、7.88亿m~3;三湖河口—头道拐区间分别为8.55亿、9.26亿、10.48亿m~3。通过与实测值进行比较,说明模型预测结果具有较高的精度。     

近20年来巴彦高勒-头道拐河段淤积成因分析

在分析巴彦高勒-头道拐河段上游来水来沙特点和水沙变化的基础上,分析了1987～2005年河床淤积抬升的主要原因.结果表明:天然来水量减少和人类引水量增加是近20年来巴彦高勒-头道拐河段淤积严重的主要原因,上游水库拦沙量逐年减少和十大孔兑入黄沙量增加是河道淤积的重要原因,而龙羊峡、刘家峡水库的调节又加重了汛期河道的淤积.     

海勃湾水库运用以来黄河内蒙古河段凌情变化分析

为分析海勃湾水库运用后内蒙古河段凌情变化情况,分别对建库(2014年)后、1990年—建库、2000年—建库等时段的凌情数据进行统计分析。研究表明:海勃湾水库运用后,内蒙古河段首凌日期推后,首封日期提前;巴彦高勒断面流凌、封河日期明显推后,开河日期明显提前;巴彦高勒断面冰厚显著变小,三湖河口及头道拐断面冰厚略增大;凌汛期槽蓄水增量减小,最大10 d水量及桃汛洪峰流量显著减小。     

黄河内蒙古河段同流量水位变化及影响因素分析

根据1952-2014年黄河三湖河口断面的实测流量成果和月年输沙率资料,分析内蒙古河段汛后同流量水位变化情况,根据巴彦高勒、三湖河口、头道拐和十大孔兑输沙率资料,利用输沙率法计算分析巴彦高勒至头道拐河段的冲淤量和冲淤平衡的来水来沙阈值,并对影响因素进行了分析。结果表明:1950-1960年的天然时期,同流量水位呈现上升趋势;1961-1986年三盛公、盐锅峡、青铜峡、刘家峡、龙羊峡等水库先后运用,断面同流量水位有升有降,但总的趋势是下降;1987-2005年龙羊峡水库和刘家峡水库联合运行时期,同流量水位又恢复上升趋势;2006-2014年全河水量统一调度期间,同流量水位呈现下降趋势。黄河内蒙古河段同流量水位变化主要受上游来水来沙的不同组合、水库运用和工农业引水等的影响。     

黄河头道拐站水沙来源空间分布及其影响因素

根据1950-2010年实测资料,采用不同时间序列对比和回归分析方法,对黄河上游沙漠宽谷河段干流6大水文站水沙关系变化、出口控制站头道拐水文站水沙来源的空间分布及其影响因素进行了分析,结果表明:1头道拐水文站径流主要来自兰州以上地区,泥沙主要来自兰州-头道拐区间支流。与基准期的1950-1968年相比,头道拐站1969-1986年和1987-2010年平均径流量分别减少10.1%和40.6%,年平均输沙量分别减少37.2%和75.4%。2宁蒙河段径流量减少主要发生在石嘴山-巴彦高勒河段,多年平均径流量减少52.2亿m3;输沙量减少主要发生在青铜峡-巴彦高勒河段,多年平均输沙量减少0.244亿t。宁蒙河段单位水量冲淤量随着头道拐水文站年平均来沙系数的增大有增大趋势,河道冲淤基本平衡的来沙系数约为0.0023kg·s/m6。影响头道拐水文站水沙来源空间分布的主要因素有气候波动、龙羊峡和刘家峡水库调节、工农业用水、水土保持综合治理等。     

黄河内蒙古河段主槽萎缩原因和对策

通过对黄河内蒙古河段1960—2006年典型断面输沙量资料的分析表明,巴彦高勒—头道拐河段淤积主要源自其支流十大孔兑洪水的影响。1969—1986年汛期来水虽较前期减少约20%,但由于来沙减少达54％,故河床淤积量不大;1987年以后,由于龙羊峡和刘家峡水库的调蓄运用,造成该河段汛期水量和洪峰流量减小,使得区间来沙对内蒙古河段淤积的影响更加显著。进一步分析表明,要改变内蒙古河段主槽萎缩趋势,一方面要保障其洪水量级尽可能达到1 500～2 000m3/s以上,另一方面要加强该区间重点产沙区的水土流失治理。     

凌汛期头道拐小流量过程变化及影响因素分析

对凌汛期头道拐水文站小流量过程进行了分析,界定了小流量的阈值范围,统计分析了小流量的变化规律,并分析了小流量过程的影响因素。结果表明:①头道拐小流量的上限阈值为350 m3/s;②1998—2009年头道拐水文站小流量持续时间与1986—1997年相比,首封段由平均17 d延长至平均39 d,分段合计小流量持续时间由平均28 d延长至平均45 d;③头道拐小流量过程的影响因素主要有上游来水减少、内蒙古河段气温变化、槽蓄水增量增大、河道淤积、个别年份河道内桥梁工程影响等。     

封河期头道拐水位与万家寨水库水位关系研究

头道拐水文站至万家寨库尾回水末端(拐上)河段长42 km,其间以黑圪劳湾为界,上段属平原型河道,比降较小,历史上年年封河;下段比降增大,历史上较少封河,万家寨蓄水后几乎年年封河。凌汛期间,头道拐河段水位变化是否受万家寨水库水位影响,颇受关注。分析2015年封河期头道拐至万家寨水库河段水位变化过程,得出:库区冰塞头部形成位置取决于河道条件、水库水位和河道流量;库尾冰塞一旦形成,库水位变化不对库尾冰塞产生影响;什四份弯道卡冰封河后头道拐至万家寨河段凌情趋于稳定;头道拐河段水位,流凌、稳定封冻阶段由流量决定,封河发展阶段受冰塞壅水影响,与万家寨库水位变化无关。     

2018年黄河上游洪水及宁蒙河道响应特征研究

利用实测资料分析2018年黄河上游洪水的水沙特点以及洪水对宁蒙河道冲淤的影响,结果表明：2018年黄河上游洪水具有洪量大、持续时间长、洪峰流量大等特点。进入宁蒙河道洪峰流量为2 880～3 600 m³/s,内蒙古三湖河口—头道拐河段发生大范围漫滩。宁蒙河道洪水期河道冲淤调整较大,内蒙古巴彦高勒—头道拐河段产生明显的“淤滩刷槽”效果,漫滩洪水冲刷效率高于非漫滩洪水。洪水对河道排洪能力的恢复作用显著,洪水后内蒙古河段巴彦高勒、三湖河口站同流量水位分别下降0.71 m和0.47 m,平滩流量分别增加约500 m³/s和320 m³/s。     

春季河道武开河与文开河的判别准则初探

根据春季河道武开河初始发生时的边界约束条件,提出以开河期水位增值作为河道开河方式的判别准则。对于某一特定河段,存在一个高于稳封期最高水位的水位增长值,该值可作为区别武开河与文开河的临界值,其大小近似与稳封期冰盖体最大厚度成正比。应用黄河昭君坟水文站原型观测资料对所提出的判别准则中的参数进行率定,使该准则可以用于河道武开河或文开河的判别。     

2000年以来黄河宁蒙河段开河期冰凌洪水特点分析

黄河宁蒙河段开河期冰凌洪水主要集中在3月中下旬,一般由融冰洪水与冰坝洪水组成,其特点主要表现在:凌峰、洪量年际变化大,沿程增加明显,头道拐站易形成多峰,峰型系数较夏汛小,洪水历时较夏汛短,水位表现较夏汛同流量水位高,流速在涨水段慢于落水段。这些特点主要与宁蒙河道形态、水利工程、封河期上游来水及开河期气温、开河形势、封冻期形成的槽蓄水增量大小、沿程分布及其释放程度有关。     

南水北调中线2014~2015年度冬季冰情原型观测

2014年底,南水北调中线干线工程全线正式通水,冬季冰期输水面临渠道结冰问题。为研究中线干线冬季冰期安全输水问题,于2014~2015年度冬季开展了冰情原型观测,获得了冬季冰期输水的水力参数、气象参数和冰情特征等第一手现场数据,掌握了暖冬气候条件、小流量输水工况下中线干线结冰、封冻和开河过程的基本规律。为中线工程冬季安全输水运行积累了经验,可为制定冰期调度方案和编制防凌减灾措施提供依据。     

洞庭湖调蓄量变化及其影响因素分析

通过计算50－90年代洞庭湖的一日调蓄量，分析了其年内和不同年代间的调蓄量的变化及湖区泥沙淤积、人为围垦和城陵矾以下河段泥沙淤积对调蓄量变化的影响，得到了下游泥沙淤积是50－90年代洞庭湖相同入湖流量条件下调蓄量逐年增大的主要原因的认识。     

城陵矶至螺山河段槽蓄量及冲淤变化计算

介绍了利用GIS建立河道地形三维表面,计算分析河段槽蓄量以及冲淤变化的主要步骤和具体方法.该方法具有计算精度高、河道形态显示直观、冲淤部位空间分析能力突出等优点.以长江干流城陵矶至螺山河段为例,选用6个测次的河道地形图,计算分析了近30 a来该河段的槽蓄量变化和冲淤时空分布.分析结果表明城陵矶至螺山河段20世纪70年代河道淤积较为严重,1981～1998年冲淤变化不大,1998～2001年平滩河槽有所淤积,近期冲淤基本处于平衡状态.由于在河道形态的显示、冲淤部位的空间分析方面的突出能力,若进一步和河流水沙数学模型以及其他相关分析相结合,基于GIS的河道冲淤变化分析更能有利于发现河道泥沙淤积的规律,为洪灾成因和防洪减灾对策研究提供决策支持.     

泥沙淤积与洞庭湖调蓄量变化

本文通过实测资料分析并比较了洞庭湖八十年代和六十年代调蓄量，在相同的入湖流量和出口城陵矶水位的条件下，得到汛期高水位时八十年代调蓄量大于六十年代的认识。调蓄量增大的主要原因是由于螺山至汉口河段的大量淤积，城陵矶附近长江干流的洪水位不断抬升，造成相同水位下洞庭湖出流量大幅度减少。上述调蓄量的增大，对降低长江中游河段水位起到积极的作用，但同时加重了湖区的防洪压力。     

2010—2011年度黄河凌情特点与防凌措施

介绍了2010—2011年度黄河凌汛的基本情况,对内蒙古河段首凌首封日期偏晚、封河发展迅速、开通日期较晚,黄河下游封河长度较长,局部河段出现较大险情的凌情特点以及在凌汛前加大清障力度、建立立体化信息监测系统、凌期科学调度水库拦蓄和分洪工程分水等防凌措施进行了分析,同时对今后的防凌工作提出了建议:①加强宁蒙河段河道测验体系建设,建设水位自动监测和3G汛情视频监视系统;②加强宁蒙河段堤防建设、河道治理,加快内蒙古应急分洪区的建设步伐;③研究针对黄河冰凌特点的破冰技术,列出专项资金解决冰凌观测工器具更新等问题;④向天津、河北供水尽量避开凌情严重的时期,避免增大防凌负担。     

黄河头道拐段冰输移及堆积过程数值模拟

头道拐河段因其特殊的河道形态及地理位置而成为黄河内蒙古段最易形成冰坝的河段,研究该河段河冰输移及堆积过程是理解内蒙古段河冰过程及卡冰结坝作用机理的关键。本文基于耦合的二维有限元水动力学模型和DPM(Discrete Parcel Method)河冰动力学模型,模拟了黄河头道拐河段2020—2021年冬季封河过程并进行了验证,讨论了不同水力条件、上游流凌密集度及河道形态对封河过程的影响。结果表明：相比于官牛犋弯道,河道弯曲率大、束窄程度高的什四份子弯道更易形成卡冰,且流量越小,卡冰作用越明显,冰盖向上游发展速度越快。河道流凌密集度小于0.4时,各种流量下研究河段未发生卡冰;流凌密集度增大至0.4,表面流冰首先在弯曲率系数较大的什四份子弯道处形成卡冰,随着流凌密集度和流量的进一步增大,下潜并输移到下游的流凌也会在官牛犋弯道形成卡冰,因此,头道拐河段形成卡冰的流凌密集度临界条件为0.4。应用冰水耦合二维动力学模型可以很好地模拟天然河道河冰输移、堆积过程中河道的水力特性、冰厚增长及封河形态,揭示了影响河冰过程的相关因素及作用机理,为黄河内蒙古段防凌减灾工作提供技术支撑。     

葛洲坝及三峡工程对上游槽蓄曲线影响探讨

影响水面线及槽蓄曲线的因素可概括为河段自然地理状况及水流情势.随着水利水电工程的开发建设,人类活动影响日益凸现.以三峡工程坝址以上河段为例,根据三峡库区大量实测地形和水文资料,遵循水力学分析原理和方法,建立数学、物理模型,研究三峡坝址以上河段在天然、葛洲坝单独蓄水运行、三峡工程二期导流3个不同时期的水面线和槽蓄曲线,探讨了两项水利工程建设对上游槽蓄曲线的影响.分析表明,受工程影响,同蓄量水位抬高,同水位蓄量减小.三峡坝址至双江河段蓄量同为40亿m\+3,天然时期坝址水位为63.05 m,葛洲坝蓄水后坝址水位抬高6.38 m,三峡工程二期导流时期坝址水位抬高达8.71 m.     

淮河中游河道整治及其效果评价

淮河中游是淮河治理的重点和难点.由于受黄河夺淮和人口增加的影响,淮河中游河道淤积,大量的湖泊洼地被围垦成圩区,造成中游行洪不畅.1983年以来,采取了铲除、退建行蓄洪区堤防,切滩、疏浚河道,整治束水河段,调整设计水位等措施,扩大了河道行洪能力,工程措施在防御1991、2003年和2007年洪水中发挥了显著作用.在对25 a来工程措施进行研究、分析的基础上,对工程实施的效果进行了综合评价.