异源水沙对黄河上游兰州至头道拐河段悬移质泥沙冲淤的影响

由于自然地理条件的差异,黄河上游(兰州至头道拐河段,以下简称兰头河段)具有十分显著的水沙异源特征,这对于河道冲淤有深远影响。本文以实测资料为基础,建立冲淤量与异源水沙之间的定量关系,为减淤措施的确定提供参考。划分了3个水沙来源区,即兰州以上清水来源区、祖厉河和清水河多沙细沙来源区和十大孔兑多沙粗沙来源区。基于清水区的汛期来水量与多沙细沙区、多沙粗沙区来沙量的对比关系,提出了不同来源区水沙的耦合指标,这些指标反映了清水区汛期来水对多沙区高含沙洪水的稀释作用。建立了兰头河段的年冲淤量SL-T与不同来源水沙量之间的多元回归方程,并按半偏相关系数的大小估算出兰州站汛期径流量Qwh,L、兰州站年输沙量Qs,L、祖厉河和清水河年输沙量Qs,ZQ和十大孔兑年输沙量Qs,KD对于SL-T变化的贡献率,分别为39.6%,23.8%,14.0%和22.6%。兰州汛期径流量对于兰头河段冲淤的贡献率居第一,十大孔兑的贡献率超过多沙细沙区。两个多沙区来沙贡献率之和为36.6%,为干流来沙贡献率的1.41倍。建立了兰头河段河道冲淤量与不同来源区水沙耦合指标的关系,并计算出使该河段达到冲淤平衡的临界值。这一临界值对于冲淤调控有一定的应用意义。基于本研究的成果,提出了减淤对策:(1)改变龙羊峡水库现有运用方式来增大兰州站汛期径流量;(2)在祖厉河和清水河多沙细沙区加强水土保持,减少从多沙细沙区进入干流的泥沙量;(3)在十大孔兑多沙粗沙区加强水土保持和进行风沙治理,减少输入黄河的粗泥沙量。     

流域产水产沙耦合对黄河下游河道冲淤和输沙能力的影响

在具有水沙异源特征的流域中,不同水沙来源区的来水来沙之间的关系,可以称为流域水沙藕合关系.流域水沙耦合关系通过流域侵蚀带与沉积带的耦合,会进一步影响沉积带的冲淤过程.对于黄河流域,提出以多沙粗沙区的来沙量和河口镇以上清水区的来水量之比来表示流域产水产沙搭配关系,称之为流域产水产沙耦合指标.无论是对于洪水系列还是对于年系列,黄河下游来沙系数、含沙量与流域产水产沙耦合指标之间都具有密切的关系.流域产水产沙耦合指标控制着下游河道的来沙系数、平均含沙量和最大含沙量,并进而影响河道冲淤量和河道泥沙输移比.黄河下游高含沙水流的发生与流域产水产沙耦合指标I(ws)之间有密切的关系.当I(ws)<0.314t/m3时,下游可不再发生高含沙水流.这启示我们,通过对多沙粗沙区来沙量和河口镇以上清水区来水量的控制,可以减少下游河道高含沙水流发生的频率.对于场次洪水而言,当流域产水产沙耦合指标I(ws)<0.2t/m3时,冲淤量、淤积强度变化很小,但当I(ws)>0.2t/m3以后,冲淤量、淤积强度迅速增大.本文的研究成果对于黄河流域的治理有一定的参考意义.通过对流域水沙耦合关系的调控,来减少下游河道的淤积,是一种可行的途径.     

泾河,北洛河泥沙输移规律

北洛河、泾河的上游面积只占流域总面积的３０％左右，侵蚀产沙量却占到流域总产沙量的６９．３％，它是黄河中游多沙粗沙区的一部分。治理该区域的侵蚀，减少该区域的产沙量，不仅对改变多沙粗沙区侵蚀环境，提高环境质量，减少和防治自然灾害的发生具有极为重要的意义，而且可以减少渭河下游的泥沙淤积和入黄泥沙。关于这个区域的侵蚀产沙至今已做过大量的研究工作，对流域的侵蚀产沙特点、泥沙来源等都有了比较多的研究，但流域多沙粗沙区的面积、侵蚀泥沙的输移规律以及泥沙进入非多沙粗沙区以后会发生怎样的变化等几方面还没有详细研究…     

艾利河段泥沙输移特性及不淤临界含沙量探讨

对艾山—利津河段泥沙输移特性进行的分析表明：①艾山以下窄河段的河床演变具有“大水冲、小水淤”及“细沙冲、粗沙淤”的基本特点,并且淤积主要集中在非汛期,粗沙、中沙及细沙均发生淤积;汛期除粗沙淤积外,细沙及中沙均发生冲刷。②艾山—利津河段河道冲淤主要与流量大小有关。同时,根据1960～2002年的洪水资料,分析了粗沙、中沙、细沙冲淤的临界流量,建立了艾山—利津河段不同粒径组泥沙排沙比与流量间的关系;考虑到洪水演进及区间引水引沙等因素,初步建立了在洪水期艾山—利津河段不发生淤积的条件下艾山站临界含沙量与流量间的关系式。     

暴雨洪水对黄河北干流河道冲淤的作用

河龙区间支流众多，是黄河的主要产沙区。该区是暴雨多发区，年输沙量往往集中于几场大暴雨。该区洪水主要由暴雨产生，爱暴雨冲击，地表和沟道侵蚀的泥沙，随洪水进入河道。本文从场次暴雨着手，根据降雨量与输沙模数相关图，推求出未控区产沙量，并按沙量平衡原理得出暴雨洪水对北干流河道冲淤的作用。暴雨洪水来源不同，对北干流河道部淤 大。暴雨洪水来源于黄甫川，窟野河等多沙粗沙区，河道发生淤积；洪水来自河口镇以上，河道     

瓯江河口入海水沙通量的变化规律

根据瓯江流域圩仁水文站1950-2008年的实测流量资料和1956-1998年的实测输沙量资料,采用水文学和数理统计学方法,分析瓯江河口入海水、沙通量的变化规律及其相关性,并对人类活动的影响进行了探讨。研究结果表明:瓯江多年平均入海流量和悬沙通量分别为442m3/s、61.9kg/s;入海水、沙通量具有明显的年际和季节变化特征,沙通量的变幅要大于水通量;瓯江洪枯季流量、输沙量悬殊,洪峰暴涨暴落,是输水、输沙最集中时期;入海水、沙通量之间具有较好的峰、谷对应关系,但1975年特大洪水导致流域侵蚀模量发生较大变化;紧水滩、石塘水库的建成和运行,对瓯江入海径流起到了明显的调节作用,水沙通量年内分配趋于均匀化。     

考虑水土保持措施的分布式水文泥沙耦合模型研究

基于栅格型DEM数据,提取数字水系和空间拓扑信息,建立了由水文模块和泥沙模块两部分组成的黄土高原多沙粗沙区小流域分布式水沙耦合模型。以黄河无定河水系岔巴沟流域为例,应用所建立的模型对该流域1970~1989年11场洪水进行了流量沙量过程模拟。结果表明,该模型具有一定的计算精度,一定程度证实了所研发模型的结构、参数和计算方法的合理性。     

不同来源区洪水对黄河下游游荡河段河床横断面形态调整过程的影响

以黄河下游实测流量过程等水文资料为基础 ,从流域系统的角度出发 ,以洪水作为联系流域系统各子系统耦合关系的指标 ,揭示了不同来源区洪水对黄河下游游荡河段洪水前后河床横断面形态变化的不同影响及其原因。上少沙来源区洪水使河床形态变宽浅为主 ,变宽浅主要由于主槽淤积所造成 ;下少沙来源区洪水使河床宽深比以变窄深为主 ,主要由于主槽冲刷所造成 ;多沙粗沙来源区洪水造成河床宽深比减小 ,主要由于高含沙洪水淤滩刷槽所造成 ;多沙细沙来源区的洪水后宽深比变化不大 ,仅略减小 ,也存在淤滩刷槽的过程     

黄河宁夏段水沙变化特点及临界来沙系数研究

通过对黄河宁夏河段下河沿、青铜峡、石嘴山3个水文站近60 a来实测水文泥沙资料的分析,运用统计分析方法,研究了黄河宁夏河段水沙变化特性以及河道冲淤情况,尤其是龙羊峡、刘家峡水库投入运行后所带来的影响。在此基础上,从输沙率与流量、汛期和非汛期输沙量与水量的关系探索了维持青铜峡—石嘴山段河道冲淤平衡的临界来沙系数和分粒径临界来沙系数。结果表明:(1)龙刘水库联调对宁夏河段来水来沙量影响较大,以下河沿站为例,来水量与来沙量呈减少趋势,且减少主要发生在汛期,输沙量减幅大于来水量减幅;青铜峡—石嘴山段汛期临界来沙系数为0.002 36 kg·s/m6;粗、中、细沙的临界来沙系数不同,其中细沙的临界来沙系数最大,中沙和粗沙的相近。     

金沙江下游水沙变化特性及梯级水库拦沙分析

根据金沙江下游主要控制水文站的水沙资料,对不同时段不同区间的水沙变化特性进行统计分析,并采用输沙法计算溪洛渡和向家坝梯级水库运用以来的拦沙情况。研究结果表明,攀枝花站以上流域为少水少沙区,攀枝花至白鹤滩区间(不含雅砻江)为少水多沙区,白鹤滩至向家坝区间为多水多沙区。金沙江下游干流代表水文站的水沙相关关系以沙量单向减少为主。2013-2016年溪洛渡、向家坝水库的年平均联合拦沙量为10 519万t,占来沙量的98%以上,水库拦沙是金沙江下游水沙变化的主导因素。     

黄河下游泥沙沉积汇对入海悬移质泥沙粒度的影响

黄河下游泥沙沉积汇在黄河流域系统的泥沙收支平衡(Sediment budget)中起着重要的作用。通过河床主槽中泥沙的淤积和冲刷,运动泥沙的组成发生变化;通过滩地上泥沙淤积和河岸坍塌,河漫滩上前期淤积的泥沙与洪水所挟带的泥沙发生交换,使悬移质泥沙的组成发生变化。泥沙冲淤量对不同粒径组入海泥沙百分比的影响是不同的。小于0.01mm细泥沙的百分比与下游河道淤积量呈正相关,0.025~0.05mm和大于0.05mm的较粗泥沙的百分比与下游河道淤积量呈负相关。入海泥沙平均粒径与深泓年摆幅之间也存在着负相关关系。自20世纪60年代,中期以来,特别是自80年代中期以来,由于黄河下游径流量显著减小,黄河下游河道发生萎缩,河宽减小,因而主流线的摆动幅度也显著减小。这使得原来十分强烈的河岸侵蚀和滩槽泥沙交换强度大为减弱,主槽洪水得到的来自河岸侵蚀的细粒泥沙越来越少,因而使入海泥沙粒径变粗。     

黄河下游高效输沙洪水研究

在进行以输沙入海为目的黄河小浪底水库调水调沙方案的制定时,必须同时考虑两个目标,即(1)提高洪水输沙效率,减少河道淤积;(2)节省输沙用水,降低水资源消耗.同时满足输沙效率较高和输沙用水较省这两项要求的洪水可称为高效输沙洪水.以黄河下游1950-1985年间历次洪水的实测资料为基础,运用统计方法,研究了黄河下游的高效输沙洪水.研究表明,输沙效率随输沙用水的增大而增大,只有某种中等的输沙用水量与中等的输沙效率的组合,才可能是较优或最优的.高效输沙的排沙比可以取为0.85～1.00之间.基于1950-1985年资料进行了研究,结果表明,黄河下游流量在2 600～4 800m~3/s之间,含沙量在30～50kg/m~3之间,排沙比在0.85～1.00之间的洪水,可以作为高效输沙洪水.若考虑排沙比＞0.85,这样的洪水在1950-1985年间的274次洪水中出现过27次.     

黄河水沙变化与下游河道治理思考

由于黄河水沙条件的不利变化，黄河下游出现了小水大灾和长期断流，三门峡水库“蓄清排浑”运用经验的局限性表现得更为突出。从黄河下游河道输沙，防洪和水资源充分利用出发，小浪底水库应采取泥沙多年调节的运用方式，枯水，平水年蓄水拦沙运用，丰水年洪水期集中泄空冲刷产生讷和洪水，塑造窄深河槽，改造高村以上宽浅河道，利用窄深河槽输送较高含沙洪水入，，经多方案计算结果比较分析表明上述方案减淤效益显著，并可大量节省输     

黄河利用洪水排沙不必刻意拦粗排细

简要总结我国在黄河泥沙输移方面的研究成果,根据笔者多年的研究,得出如下结论:可以利用高含沙洪水输沙入海,适宜输送的不是低含沙量的水流,而是含沙量大于200 kg/m3的高含沙水流。黄河下游洪水期窄深河道多来多排的输沙特性是造成河道多来多排的机理,在低含沙水流时水流的流速达到1.8~2 m/s,床面进入高输沙动平整状态。不仅全沙如此,造床质泥沙(d>0.025 mm的粗泥沙)也存在着同样的输沙规律。小浪底水库的泥沙多年调节,充分利用下游河道的洪水输沙潜力输沙入海,是解决黄河下游泥沙问题和节省输沙用水的有效技术途径。平水年、枯水年小浪底水库不排沙,全部水量用于兴利和环境用水,利用洪水排沙不必刻意拦粗排细。     

黄河入海口水沙通量变化规律

根据利津站1950-2003年长系列的水、沙实测资料，运用统计分析方法对比分析研究了长系列及近期（1986-2003年）黄河入海口区水、沙通量的季节性变化、年际变化以及水、沙通量之间的关系。结果表明，①黄河入海口区的水沙通量有明显的季节性变化，其中沙通量的变化更为显著；②丰水年很少连续出现，枯水年有75％以连续两年的形式出现；③多沙年有连续几年出现1次的，也有连续2年或3年都出现的，少沙年基本上以连续形式出现，最多可达7年；④水沙通量间存在一定的相关性，其中细颗粒泥沙通量与水通量之间的相关性较弱。     

渭河和黄河下游河道冲淤特性研究

对渭河下游和黄河下游河道冲淤特性的研究情况进行了回顾,利用渭河下游和黄河下游实测资料对从非平衡输沙理论推导出的冲淤临界流量与含沙量关系进行了验证和对比。以此为基础,对河床冲淤特性做出了新的解释,即“相对大水冲刷、相对小水淤积”。按照来水来沙指标流量与含沙量的对比关系,将河床冲淤分成相对大水冲刷区、相对小水淤积区2个大区,或分为清水冲刷区（绝对大水冲刷区）、相对大水冲刷区、相对大小水冲淤临界区、相对小水淤积区、绝对小水淤积区5个小区。     

渭河下游河道输沙特性与形成窄深河槽的原因

通过实测资料分析得出：含沙量２００ｋｇ／ｍ＾３以上的洪水，河道排沙能力强，５００ｍ＾３／ｓ流量的排沙比可达１００％；含沙量１００－２００ｋｇ／ｍ＾３的洪水，８００－１０００ｍ＾３／ｓ流量的排沙比才能达到１００％，河槽排沙能力低，主槽淤积机会多，数量大，对河道不利；高含沙量小水，主槽淤积严重；高含沙量大洪水淤滩刷槽，形成窄深河槽。河岸抗冲稳定性较强，并经常出现高含沙量大洪水，是形成渭河下淤窄深河槽的     

黄河泥沙动态分析

文中分年和汛期两方面分析总结了 195 0～ 1999年间黄河中下游径流量、输沙量和含沙量的年际和年内分配变化特点 ,分析了三门峡水库不同运行时期下游河道泥沙动态。研究结果表明 ,黄河泥沙 5 0年间发生了很大的变化 ,表现在径流量、输沙量、含沙量变化不同步 ,水量汛期比例减少而沙量向汛期集中等方面     

黄河中游水利水保工程对下游的影响

由于水利水保工程和气候因素的双重作用 ,使得近年来黄河中游地区入黄水沙锐减 ,虽然减沙有利于黄河下游河道减淤 ,但减水特别是含沙量较小区的减水使黄河下游河道淤积量增加并逐步细化 ,且使下游断流现象加剧。本文经分析指出 ,多沙粗沙区必须加速治理 ,少沙清水区和黄河下游要节约用水 ,才有可能缓解黄河下游的断流和中常洪水高水位等问题