黄河下游高含沙量洪水不同粒径泥沙的淤积调整

本文着重分析了高含沙量洪水期，黄河下游河道不同粒径组泥沙的淤积调整情况。指出了高含沙洪水的调整主要在高材以上河段。洪峰流量大小对泥沙过距离输送的影响是有限的。河道淤积量的大小取决于来不不含沙量的高低和来沙粗细。     

人类活动影响下的黄河下游河道泥沙淤积宏观趋势研究

以1950～1997年间黄河下游来水量、来沙量和河道淤积量的长系列资料研究了黄河下游泥沙淤积的宏观趋势，结果显示，尽管来沙量和来水量都呈显著的减少趋势，但下游河道淤积量在总体上却并无减少的趋势。黄河下游河道淤积量随来沙量的减少而减小，随来水量的减小而增大。大规模的水土保持，使入黄泥沙大幅度减少，有利于下游河道减淤；人类大规模开发利用黄河水资源，使下游河道来水量大幅度减少，输沙能力下降，会使下游淤积量增 大。二者在数量上接近于相等而互相抵消，使得下游淤积量并无减少的趋势。黄河下游来沙大幅度减小而淤积量基本保持不变，这主要是由于河道泥沙输移比减小所导致的结果；而泥沙输移比的减小则与下游河道水流输沙能力的减弱和来沙系数的增大有关。     

黄河下游非漫滩高含沙洪水的沿程淤积分布

小浪底水库即将由拦沙初期转入拦沙后期,水库降水排沙会使黄河下游河道发生不同程度的淤积,给维持下游一定过流规模的主槽带来困难。通过对比4个不同含沙量与泥沙级配方案下游河道的冲淤量及泥沙沿程淤积情况,认为:1含沙量低且悬沙粒径细的非漫滩高含沙洪水在黄河下游河道淤积量相对较少,且各河段淤积较为均衡;2非漫滩高含沙洪水含沙量沿程调整迅速,含沙量越高,衰减幅度越大,中粗沙含量沿程明显减少,细沙含量沿程衰减得少;34个方案均以中粗沙淤积为主,淤积主要发生在花园口以上河段,粗沙淤积量占总淤积量的比例分别为58.0%、46.9%、48.5%、58.8%,花园口—夹河滩河段内各粒径泥沙淤积分配比例基本均等,夹河滩—高村河段淤积量小,粗沙淤积量相应较小,细沙淤积比例稍大。建议在小浪底水库降水冲刷期尽量避免下泄小流量、高含沙量的水沙过程,若不可避免,则应考虑尽可能减小悬沙粒径。     

三门峡水库不同运用时期下游河道不同粒径泥沙的冲淤调整趋势

通过分析黄河下游河道的实测水沙资料，对三门峡水库不同运用时间下游河道不同粒径泥沙的冲淤调整进行了分析，比较，得出了近３０年下游河道不同粒径泥沙的冲淤调整趋势，即淤积有，较大幅度地减少，其中汛期淤积量减少非汛期河道由淤积状态转变为冲刷状态；在滞洪排沙运用条件下，出现以粗泥沙为主的淤积；在蓄清排浑运用条件下，由于来水来沙减少，河道淤积明显减少。     

不同治理模式下黄河下游水沙运行机制研究——“黄河下游滩区生态再造与治理研究”之二

通过建立黄河下游花园口至艾山河段二维水沙模型,采用实测资料分析和模型计算等多种手段研究黄河下游水沙运行机制。黄河下游宽河段以艾山为卡口形成平原水库,当发生漫滩洪水时,水流进入滩区,泥沙大量落淤,而后清水退入主槽,既减轻主槽淤积甚至产生"淤滩刷槽"效果,又减少了艾山以下窄河段的洪峰流量和泥沙淤积,是黄河下游防洪减淤体系的重要组成部分。受滩区人类活动和来水来沙等因素影响,现状河道存在漫滩水流顶冲堤防、顺堤行洪以及滩槽水沙交换不畅等问题,中小洪水期间河道淤积的泥沙90%以上分布在主槽和嫩滩,即使大洪水期间滩区构筑物影响减弱,仍有约50%淤积量分布在嫩滩;滩区防护堤方案缩窄了河道,客观上减少下游河道淤积7%~30%,但是加大了大洪水期间嫩滩淤积量;生态治理方案实施"高滩"淤筑和"二滩"再造,消除了"二级悬河"和滩槽横向倒比降,实现了洪水自然漫滩,减少下游河道淤积20%~50%,嫩滩淤积减少幅度更大,有利于遏制"二级悬河"形成。     

渭河下游河道泥沙分布特性研究

根据渭河下游河道大断面淤积物资料,研究了滩槽床沙粒度特征在时间、空间上的分布特点,认为:渭河下游淤积物组成受来水来沙条件、三门峡水库运用方式和支流入汇等多方面因素影响;主槽物质沿程细化趋势明显;三门峡水库运用初期,渭河下游河道受水库淤积影响最为明显,渭淤21以下的水下粒径组成明显细化;1986年以后渭河上游不利的来水来沙造成下游河道严重萎缩,渭淤26以下的主槽粒径大幅度细化;河漫滩的泥沙级配同样具有沿程细化的特点,但细化幅度明显小于主槽物质的变化,而且年代变化不大.     

引黄用水发展概况及其对黄河下游冲淤与防洪的影响

黄河下游的洪水和泥沙淤积问题尚未得有效的控制，黄河流域水资源供需矛盾日益突出。近年来黄河下游河道主槽淤积抬升较多，中等洪水淹没范围增大；汛前河道断流是时间拉长，断流河段不段上延。本针对上述问题分析了引黄用水发展情况、引水引沙特点以及引黄用水对黄河下游径商、河道冲淤和防洪的影响。     

1855年以来黄河泥沙输移系统的泥沙淤积分布分析

通过对黄河上中游来沙量以及对下游和河口泥沙沉积量的估算 ,建立了 1 85 5年至 1 968年间黄河的泥沙平衡。结果显示 ,这期间上中游来沙为 1 878× 1 0 8t,其中淤积在下游的泥沙占 62 %,三角洲淤积占 3 2 %;下游淤积量随着大堤修建、大堤防洪能力提高、以及近期修建水库及引水引沙等人类活动的变化相应发生变化 ;三角洲淤积约有 60 9×1 0 8t,占河口来沙的比例为 84%。     

小浪底水库建库前后黄河下游泥沙粒径变化与分析

该文从小浪底水库建库前后黄河下游泥沙粒径粗细变化情况,分析总结出黄河下游河道河床质泥沙粒径的沿程变化规律。合理利用小浪底水库对水沙进行有效地控制和调节,对实现下游河道冲刷或不淤积,具有十分重要的意义。     

中小型淤地坝泥沙淤积量计算方法初探

淤地坝在解决黄河洪水泥沙问题、确保黄河安全方面发挥了重要作用,对淤地坝坝区控制面积内泥沙淤积量的准确计算,对淤地坝设计具有重要意义。根据淤地坝坝内淤积特征,可采用实测法、水文比拟法、淤积体规则概化法、坝区泥沙淤积粗估法等计算泥沙淤积量。     

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。     

新水沙条件下黄河下游泥沙均衡配置方案

由于自然气候条件的变化和人类活动的影响,黄河下游的来沙量大幅减少,为了维护黄河下游河槽均衡稳定、治理"二级悬河",合理利用泥沙资源,开展黄河下游泥沙均衡配置研究。采用黄河下游泥沙均衡配置数学模型,按照新水沙条件和配置模式,计算了黄河下游泥沙均衡配置方案,计算结果表明,来水来沙条件对泥沙配置状况的影响较大,一般年来水量约260亿m3条件下,如果年来沙量少于4亿t左右,黄河下游河槽不淤积萎缩,修建防护堤对增大平滩流量有一定作用,滩区放淤可以改善泥沙分布状况。通过对各配置方案综合评价,提出了建议方案及不同配置方式的泥沙配置比例。     

黄河流域洪水对入海泥沙通量的影响

利用1950～1985年大样本洪水资料,研究了黄河流域洪水过程中三黑小所控制的流域水沙条件与入海泥沙通量和通量系数的关系,分析了泥沙通量与流域水量、沙量和平均流量的关系。在三黑小沙量与入海泥沙通量的关系中,从量上看,黄河下游河道具有“多来多排”的特性;从比例上看,具有“多来多淤”的特性。不同来源区洪水对泥沙通量和通量系数具有不同的影响,平均每场洪水泥沙通量按大小排序依次是:多沙粗沙区、下少沙区、上少沙区和多沙细沙区。通量系数按大小排序依次是:下少沙区、上少沙区、多沙细沙区和多沙粗沙区。     

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。     

黄河下游洪水期断面调整对过洪能力的影响

水位表现是水流与河床边界相互作用的客观反映。对于不同的河流二者所起的作用各不相同，一般河流，河床变形不显著，水位主要依赖于流量的大小而变化；而像黄河这样的多沙河流，周界变化迅速，尤其是洪水期，槽冲滩淤，涨冲落淤，断面调整对水位影响很大。文中从定性到定量对中低含沙量的各级洪水，主槽冲刷对过洪能力的影响进行了详细分析，成果对防洪有指导意义。     

黄河口治理与水沙资源综合利用

通过分析黄河的入海水沙变化、海岸的严重侵蚀以及水沙资源利用的不平衡状况，证明建设西河口水利枢纽，可实现灵活调度和利用进入河口地区的水沙，使河口海岸处于动态平衡，消除河口淤积对下游的影响，为清水沟流路长期稳定创造了基本条件，同时优化了河口地区水沙综合利用系统。     

论黄河河道平衡输沙量临界阈值与黄土高原水土流失治理度

本文采用实测资料分析与理论分析相结合的方法,系统研究了黄河干流河道平衡输沙量临界阈值及其与黄土高原水土流失治理程度的关系,结果表明,黄河河道冲淤平衡输沙量临界阈值是随着不同时段来水来沙条件的变化而变化的。今后一个时期内,黄河上游宁蒙河段平衡输沙量临界阈值为0.4亿t/a左右;黄河中下游河道及河口平衡输沙量临界阈值为3亿t/a左右。通过水沙调控和河道整治等综合措施,未来将黄河上游宁蒙河段年输沙量控制在0.4亿t/a左右,可塑造与维持平滩流量约2000 m~3/s左右的输水输沙通道,宁蒙河段基本实现河道冲淤平衡;将黄河中下游河道及河口年输沙量控制在3亿t/a左右,则潼关高程可基本实现升降平衡,稳定在328 m左右,下游河道可塑造与维持平滩流量4000 m~3/s左右的中水河槽,基本实现河道冲淤平衡;河口基本实现海岸淤蚀平衡,保持流路相对稳定。黄土高原水土流失治理也存在达到一定程度后治理效果不显著的临界状态,表明黄土高原水土流失治理存在治理度,针对黄土高原水土流失治理各种措施减沙的临界阈值,本文提出未来通过科学调整黄土高原水土流失治理格局,将入黄年沙量控制在3亿t/a左右,达到黄土高原水土流失治理程度与黄河干流河道输沙的平衡,为未来黄土高原水土流失确定了治理目标。     

黄河下游水沙复杂变化与河床调整的关系

冲积河流具有自动调整的功能，针对不同的来水来沙和边界条件，河流会作出相应的调整。1986年以来黄河下游水沙呈现有效造床洪水峰值减小且出现频率下降，枯水历时大幅度增加和小流量对河道的造床作用加强等特点。本文通过分析黄河水沙变化特性，探讨了河床沉积与形态调整的变化。研究表明，黄河下游河道的冲淤特性与不同时期年均来沙系数具有较好的相关关系，当年均来沙系数小于0.015时，下游河道处于不淤的临界状态。通过小浪底水库调控水沙过程，保证一定规模的造床流量，对于塑造黄河下游合理的滩槽结构是非常重要的。     

利用水库泄空冲刷形成高含沙水流的机理

利用黄河干支流水库运用的实测资料，对高含沙水流的产生条件进行了研究。结果表明，水库水位的迅速下降并泄空，可使水库的淤泥流动并产生高含沙水流。水库淤土抗剪强度参数(C和Φ)依排水条件而异，抗剪强度一般不排水不固结的最小。水库淤积物在水下处于饱和状态，库水位迅速降低时，淤土中的孔隙水来不及排出，摩擦角值低，Φ=0，只要下滑的剪力大于黏着力淤泥便开始流动。当库区淤积物抗冲性较强时，溯源冲刷纵剖面调整又具有自动调整的特性，使冲刷以“局部跌坎”的形式向上游发展，使水流能量集中，加强冲刷能力，随着主槽冲深，滩槽差增大，促使淤土向主槽内滑塌，为高含沙水流形成创造了有利条件。     

黄河下游环境地质问题及其对堤防的影响

对黄河下游存在的河道淤积、地面沉降、松软土分布广泛、水质污染、地下水位持续下降、河岸侵蚀崩塌、海平面变化等主要环境地质问题及其对黄河大堤所产生的影响进行了分析，提出的主要对策为：①从地质学、生物学、海洋学、地球化学、生态环境学等多学科入手，综合研究这些问题间的关系；②要着重研究黄河下游河道带地貌、微地貌，尤其是二级悬河的形成与演化规律；③要着重对黄河下游区域基底断裂的分布、活动性及地震问题进行研究，加强对活动断裂两盘的活动进行监测、分析和预测，并分析其对黄河河道演化的影响；④应把黄河看作是一个复杂的系统，加强对黄河中游泥沙的来源、运移、侵蚀和下游泥沙落淤的规律进行研究；⑤从新构造运动入手，分析研究海岸带地质作用、海平面的变化对黄河河床冲淤规律的影响以及在黄河下游河道演化中的作用；⑥应开展针对不良环境地质问题的调查、监测、预报工作，防止或减少各种地质灾害的发生，为沿黄经济建设提供可靠保障。