基于流域系统科学的黄河下游河道系统治理研究

黄河下游河道治理是一项复杂的系统工程。系统回顾和总结了欧美等发达国家河流治理的发展历程与经验启示,深刻诠释了河流系统治理的必然性和必要性。在此基础上,结合黄河水沙变化、区域社会经济发展情势以及重大国家战略,分析了黄河下游河道治理研究的现状与局限性,明确了新时代河道滩槽协同、上-中-下-河口联动、行洪输沙-社会经济-生态环境协调治理的战略需求,进而阐述了流域系统科学及其在黄河下游河道滩槽协同治理中的应用价值。     

黄河下游郑汴城市防洪减灾模型研究

针对黄河下游河道的历史和现状,从自然地理、人文地理、河流动力学以及人河和谐、可持续发展的角度出发,研究黄河下游河道的兴利、除害问题,以郑汴一体化后的城市为例,建立概念性的数学模型,对黄河下游滩区防洪、减灾措施,模型关键技术等进行了分析论证。     

史前郑州地区黄河河流地貌与新构造活动关系初探

虽然历史时期黄河在郑州地区与桃花峪冲积扇上的变迁已有较为系统的研究,但是由于上古文字资料的欠缺,相关研究的不足,关于史前时期黄河在大郑州地区的河流地貌特征、河道在黄河下游冲积扇上部演变的论述甚少,认识还非常粗浅.文中试就黄河下游演变意义上至关重要的郑州大区和史前黄河在桃花峪以上特定地域的河流地貌、河道演变与新构造活动的某些关联问题以及郑州西部构造地貌对于河湖水系演化的作用提出一些看法.     

黄河下游河道整治中的问题与对策

黄河下游为强烈堆积的冲积性平原河流,自孟津出峡谷后进入平原,水势变缓,河道宽浅散乱,泥沙淤积严重.春秋战国时期,黄河下游两岸就修有堤防约束水流,使大量泥沙淤积在下游河道内,河床不断抬升,成为闻名于世的地上”悬河”.一八五五年改道所形成的黄河下游现河道,上宽下窄,上陡下缓.有“铜头,铁尾,豆腐腰”之称.从1946年算起,人民治黄已近半个世纪,国家投入了大量的人力、物力和财力,筑堤修库,除害兴利,整治河道,开辟分、滞洪区.抗御了1958年花园口22300mVS的大洪水,取得了40余年黄河下游没有发生决 口 的伟大成就.但泥沙淤积河床抬升的速度,不仅没有减缓,反而有增加的趋势;黄河下游的洪水还没有得到有效的控制,随着大堤的不断加高,防洪形势更加严峻.     

黄河小浪底—花园口段泥沙沿程淤积与溯源淤积模型仿真分析

黄河泥沙问题一直是黄河治理中的难题。黄河作为多沙游荡型的典型河流,来沙量大,来水来沙与河流挟沙能力不相适应,很容易产生河道淤积或冲刷。自小浪底水库建成使用以来,下游泥沙淤积程度已得到很大改善,但黄河下游仍然处于淤积发展阶段。探讨了黄河小浪底—花园口段的河床泥沙淤积演变规律,不仅从理论上分析了黄河泥沙沿程淤积与溯源淤积模型,还对其理论解进行模拟仿真分析,仿真分析结果与实测的河床高程误差在10%以内。可见,所建黄河泥沙沿程淤积与溯源淤积模型对指导黄河泥沙治理具有一定的实践价值。     

黄河下游河道输沙規律及小浪底水库对下游河道减淤作用分析

本文根据黄河下游多年实测资料,分析了水流流量、含沙量以及泥沙粒径、河床形态等因素对下游河道输沙能力的影响,探讨了黄河下游河道的输沙规律,并以三门峡水库投入运用后下游实测资料,利用多元回归分析方法,建立并验证了全下游河道输沙率关系式。本文根据黄河下游河道的输沙特性,对小浪底水库的运用方式提出三个方案,分析了不同运用方式对减轻下游河道淤积的作用。结果表明,只要运用得当,减淤效果显著,在水库最初25年运用期内可使下游河道减淤近67亿吨,相当于下游河道17年以上的淤积量,水库拦沙减淤比可达1.1∶1。     

黄河河口泥沙控制的模拟研究

为了深入研究河道治理和引渠设计等工程中的冲淤控制问题,根据泥沙冲淤的自组织特征,即河流所具有的冲刷与淤积间的反馈自调节机制,建立了河流网上泥沙输移的动力学模型.利用该模型通过调节输沙比例对黄河下游河道的减淤控制进行了数值模拟.分析表明,在清水期,干流河段的状态近似于稳态,此时可以通过调整某一支流的流量来减少下游的淤积;在由清水向浑水的过渡期,河流的冲淤状态处于瞬态,此时可以通过向位于开始淤积河段处的支流注入清水的办法,使下游河段由淤积转变为冲刷.该方法类似于近几年黄河上实施的调水调沙试验,即"大水冲刷,"但差别在于该方案是引清水,而调水调沙试验是加浑水.研究结果表明,针对不同时期的2种控制手段都能实现对下游河段的减淤增排,能够对相应的工程问题提供启示和借鉴.     

游荡型河道阻力沿河宽分布的研究

阻力沿河宽分布的变化是造成游荡型河道主流频繁摆动的主要原因之一,掌握其变化规律是研究游荡型河流演变规律的关键。通过对游荡型河道成因及河道演变特性进行分析,结合黄河下游花园口-高村19541958年的水沙资料,考虑暴涨暴落的洪水、散体颗粒泥沙组成的床面形态以及剧烈变化的地形条件对阻力分布的影响,建立了适用于黄河下游游荡型河道的二维阻力公式。通过实测资料检验,计算值与实测值符合良好,表明该公式可以较好的反映游荡型河道阻力沿河宽分布的特性。     

黄河下游滩区分滞洪对河段的防洪作用

依托现有生产堤在黄河下游滩区规划分滞洪区,枯水期发展生产,洪水期滞纳洪水,是黄河滩区发展的一个思路.基于MIKE21软件建立黄河下游夹河滩至高村河段(以下简称夹高河段)洪水演进数学模型,研究黄河下游典型河段滩区在自然工况、现状工况和滞洪工况下的洪水淹没发展过程,对比分析滩区最大滞洪量、滩区淹没面积、洪峰流量过程以及滩区下游河段洪水位的变化.结果表明,分滞洪区的存在减少了黄河下游滩区的淹没面积,削峰滞洪作用明显,减小了下游的防洪压力,在保护生产的同时可以有效地减轻河道防洪压力.     

游荡型河道挟沙力沿河宽的分布

挟沙力沿河宽分布的变化是造成游荡型河道主流频繁摆动的主要原因之一,掌握其变化规律是研究游荡型河流演变规律的关键.通过对游荡型河道成因及河道演变特性进行分析,结合黄河下游花园口-高村1954~1958年的水沙资料,考虑暴涨暴落的洪水和剧烈变化的地形条件对挟沙力分布的影响,建立了适用于黄河下游游荡型河道的二维挟沙力公式.通过实测资料检验,计算值与实测值符合良好,表明该公式可以较好地反映游荡型河道挟沙力沿河宽分布的特性.     

根治黄河的对策

在对现代各种有代表性的治黄方略述评的基础上 ,提出了根治黄河的对策 :将黄河中游水土严重流失的多沙粗沙区整治成错落有致的相对平原 ,以大大减少入黄泥沙 ;将淮河、汉江上游灾害水或多余水调引入黄 ,以冲刷下游河道 ,缓解水资源供需矛盾 ,同时改善生态环境 .     

黄河大堤河南段历史文化资源的类别与特征研究

黄河是中华民族的母亲河,更是一条文化河流,黄河两岸在千百年来孕育了许多的优秀文化。黄河干流的中下游河南段在历史上决口最多、改道最明显,黄河大堤成为人们战胜灾难、征服自然的工程奇迹。从历史文化的角度,对黄河大堤历史文化资源的类型和特征进行了分析,以期为更好地保护黄河大堤,发挥黄河大堤的文化历史遗产作用提供参考。     

诸暨市璜山镇龙泉江综合治理工程设计

以以诸暨市龙泉江璜山镇段治理工程的设计为例,介绍了河道断面型式的选择、护岸型式设计以及河道的绿化、亲水,认为璜山镇龙泉江的治理,河道的护岸工程和河道自然景观达到了和谐统一,形成了璜山镇一道亮丽的风景线．提出了将生态景观理念融入到传统的河道建设中,使河道在综合治理中,选择植被型生态混凝土、土工格栅、生态石笼网箱等多种生态护坡,更好得实现人与自然的和谐统一．     

Functional no-flow events and their identification in the Lower Yellow River

Based on the understandings of the relationship between the river runoff and the primary functions of the Yellow River, this paper advances the concept of functional no-flow event that is different from the zero-discharge event occurring in the river. Factors reflecting the characteristics of functional no-flow events were analyzed and the criteria describing severity levels of the events were given from the cluster analysis with the measured data from 1950 to 1999. The results show that the severity level is subject to the critical water demand for river ecosystem protection. Using two critical water use demand scenarios for the Yellow River proposed by the authors and the Yellow River Water Conservancy Commission, different severity levels of functional no-flow events are identified. In addition, the differences between the zero-discharge and the functional no-flow events are discussed.     

长江泥沙调控与干流河床演变及治理中的关键科学技术问题与预期成果展望

长江流域面积180万km2,人口和国民生产总值均超过全国的40%,是我国水资源配置的战略水源地、水电开发的主要基地、连接东中西部的“黄金水道”和珍稀水生生物的天然宝库,在我国经济社会发展中具有重要的战略地位。近些年来,在自然条件和人类活动的双重影响下,长江泥沙时空分布与产输过程发生了重大变化,给河流开发利用与保护均带来了显著影响,而沿江经济社会快速发展和生态文明建设不断对长江泥沙提出调控要求。同时,河流工程建设和泥沙资源化利用的发展也使长江泥沙调控具备了基本条件。但泥沙兼具灾害性与资源性,泥沙调控与河流功能发挥之间存在着矛盾与统一,需要深入研究。国家重点研发计划项目“长江泥沙调控及干流河道演变与治理技术研究”以揭示长江泥沙输移分布与河流开发及保护之间的耦合作用关系,研究提出满足沿江经济社会和生态环境需求的长江泥沙调控、河道演变与治理的基本理论和关键技术为总目标。重点研究长江泥沙来源与时空分布变异规律和趋势,河道演变对水沙输移变化的响应机制,控制性水利水电工程联合运用下长江干流和洞庭湖、鄱阳湖的水沙输移规律,河床重塑过程与驱动机制及其防洪、航运和岸滩利用等多重效应,长江泥沙多维耦合与协同调控的理论和方法,并研发多尺度、多目标与多过程泥沙联合调控技术和河道治理技术。通过本项目研究,预计将揭示多因素影响下长江来水来沙时空变异特征与趋势、水沙输移与河道演变的响应机制;定量预测控制性水库联合运用下长江和洞庭湖、鄱阳湖泥沙输移与冲淤过程,揭示长江河道的重塑过程、相对平衡状态与驱动机制,阐明河流系统再造的防洪、航运及岸滩利用等多重效应;构建长江泥沙调控的理论框架,建立泥沙调控指标体系、方法和模型;研发江河湖库多尺度、多目标与多过程泥沙联合调控技术和河道综合治理技术,并予以示范。本项目的研究将推动河流动力学学科发展,促进长江水沙资源利用与保护,为流域社会经济发展和河流生态保护提供基础保障,具有显著的社会经济与环境效益。     

黄河三角洲民间饮食文化的内涵及其开发策略

黄河三角洲地处河海交汇处,丰富的河鲜、海鲜、粮蔬、海盐奠定了独特的饮食风味。从不同地方不断迁入的移民带来不同的民俗文化,经长期融合形成了独特的丰富多彩的饮食文化,是黄河三角洲饮食文化开发的重要资源。     

交汇角度对黄河上游高含沙交汇区淤堵影响的试验研究

黄河上游支流——十大孔兑的高含沙洪水在入黄交汇区形成沙坝、淤堵干流的过程是一种典型的干支流交汇现象,对交汇区河床演变、防洪和工农业生产有重大影响,因此研究减轻高含沙交汇区沙坝淤堵的治理措施是一项十分必要和迫切的工作。本文通过模型试验研究了干支流不同交汇角度对孔兑与黄河高含沙交汇区沙坝淤堵规模的影响。模型试验以产生的高含沙洪水淤堵黄河干流次数最多、危害最大的孔兑之一——西柳沟与黄河交汇的干支流河段为模拟对象,采用黄河高含沙水流动床模型相似律进行模型设计,选取90°、60°、30°和15°作为试验交汇角度,分别开展了清水和浑水交汇试验,获取交汇区水流分区特性和沙坝淤堵规模特征。研究结果表明：随着交汇角增大,支流对干流的顶托作用增强,交汇口上游壅水区流速逐渐减小,水深增大;交汇角较小时交汇口下游形不成回流区,交汇角增大到30°以后回流区形成并随交汇角增大而增大,伴随着高流速带向对岸移动;壅水区和回流区沙坝尺度随交汇角增大而增大,交汇角较小时形不成壅水区淤积体和回流区淤积体,但易形成交汇口对岸淤积体,其尺度随交汇角增大而减小,与回流区淤积体互为消长。交汇口以上主槽的淤堵由壅水区淤积体构成,交汇口下游主槽淤堵由回流区淤积体和对岸淤积体共同构成,当交汇角为30°时交汇口上下游主槽总体淤堵规模最小。从河道淤堵规模和河岸稳定方面综合分析认为,在现状河道和水沙条件下,30°是有利于减轻孔兑与黄河高含沙交汇区淤堵的较优交汇角,这对交汇口河道整治具有重要指导作用。     

裁弯取直技术在黄河下游大宫至王庵河段的应用

黄河下游为典型的游荡性河段,横河、斜河等畸形河势时有发生,从理论和实践两方面论证了裁弯取直工程是规顺黄河下游畸形河势、减小两岸工程出险几率的一种有效措施.着重介绍了黄河下游大宫至王庵河段裁弯取直工程的方法和措施,可作为其他畸形河势治理时参考.     

基于遥感的黄河三角洲湿地时空变化特征及驱动因素研究

为适应黄河三角洲湿地快速频繁变化的特点并提高数据解释力度,为黄河三角洲科学规划和管理保护提供必要参考,基于Landsat影像密集观测1986—2021年15个时期的黄河三角洲湿地,研究湿地时空变化,定量分析驱动因素。结果表明:(1)黄河三角洲湿地存在波动变化和阶段性特征,自然湿地减少1 579.07 km²,滩涂和草甸灌丛损失率均超过60%;人工湿地面积增加了1 210.67 km²。(2)农田、建设用地和人工湿地扩张与自然湿地萎缩显著相关,相关系数分别为-0.682、-0.963、-0.976;2009年后因退耕还湿,开垦的影响减弱。(3)输沙量与自然湿地面积相关系数为0.614,在水文因素中起主导作用;1993年以前河口泥沙淤积效应强于海洋侵蚀作用,随后反转。(4)气温升高和干旱事件加剧了湿地损失。     

引黄灌区水沙资源综合利用的研究

黄河下游河南段有多处引黄灌区，在工程上可构成一个系统，把各灌区引水、配水与黄河大堤加固、淤临、淤背纳入统一计划，统一调度。清水灌溉，泥沙放淤（筑堤）将开辟黄河下游水沙资源综合利用的新途径。以原阳县韩董庄穿堤闸以西７．１ｋｍ长堤河为试验区，进行了此方面的初步研究设计工作