论维持黄河健康生命的关键技术与调控措施

随着流域来水来沙过程的大幅变化及人类活动的日趋剧烈，黄河发生了很大的变化，主要表现为：流域生态环境退化，水土流失严重，悬河加剧，功能性断流与水患并存，水质污染日益加剧。本文系统地分析了导致黄河健康恶化的因素，提出基于全流域综合调控的“临界控制论”，可作为维持黄河健康生命的理论基础，它包括黄河流域不同层次的临界指标体系和流域水沙资源优化配置的数学模型。构建黄河流域水沙调控体系是维持黄河健康生命的技术支撑，其主要功能是增水、减沙、调节水沙过程，按黄河现有的条件，下游河道塑造和维持中水河槽的平滩流量约为4000m^3／s左右。  

小流域产汇流分布式模型

为反映和描述流域下垫面各个因子空间分布不均匀性和人类活动的影响，开发和建立小流域产汇流分布式模型。将流域划分为一系列的网格单元，可以计算出流域内每一网格单元上的径流过程，本模型在黑草河小流域上进行了率定和验证，模拟的降雨径流过程与实测洪水过程符合良好。  

三门峡水库不同运用方式对降低潼关高程作用的研究

作者首先对潼关高程在历史上。建库前和建库后的变化过程进行了总结，分析了导致各个时期潼关高程变化的原因。然后利用具有较强理论基础且得到广泛应用的非均匀不平衡输沙数学模型对水库在不同运用方式和不同来水来沙条件下潼关高程未来的变化趋势进行了计算分析。对漳关高程下降的可能性和幅度提出了看法。  

天然河道水流挟沙能力研究

天然河道水流挟沙能力的确定对于利用数学模型来模拟泥沙运动和河床变形具有重要意义。本文在收集大量天然河流实测资料的基础上,对长江、汉江、塔里木河干流、黄河以及三门峡水库的水流挟沙能力进行了分析研究,选定了既适合于低含沙河流也适用于高含沙河流水流挟沙能力的计算公式,探讨了确定挟沙能力系数和指数的方法,避免了利用数学模型计算时系数取值的不确定性,提高了数学模型应用于不同天然河流的适应能力。研究表明,韩其为的高低含沙量统一的挟沙能力公式可以适用于各种不同的天然河流,系数取值稳定,且容易确定。  

三门峡水库（潼关至大坝）泥沙冲淤规律分析

三门峡水库自1960年9月中旬蓄水运用以来，先后经历了两次改建和三种不同运用方式，相应地水库的泥沙淤积也经历了几个不同阶段，本文试图利用非均匀不平衡输沙的理论，对三门峡水库泥沙淤积进行分析研究，找出各个不同时期的冲淤特点和规律，由此，对三门峡水库未来的泥沙冲淤趋势以及如何控制提出预测和建议。  

塑造和维持黄河下游中水河槽措施研究

本文通过实测资料分析和泥沙数学模型计算的方法，就如何塑造并维持黄河下游中水河槽进行了系统的研究，分析了在未来可能的水沙条件下黄河下游中水河槽的规模，计算了小浪底水库不同出库水沙条件对塑造黄河下游中水河槽的作用，认为在目前的水沙条件下塑造和维持平滩流量约4000m3/s的中水河槽是可能和现实的，并进一步分析了影响中水河槽塑造和维持的主要因素，提出了塑造和维持黄河下游中水河槽的措施，试图为黄河下游防洪治理和维持黄河健康生命提供技术支持。图4表2参8  

降低潼关高程途径的研究

本文在深入分析三门峡水库运用方式与潼关高程的关系以及潼关高程不同阶段升高原因的基础上,采用非均匀不平衡泥沙数学模型,探讨了三门峡水库运行方式、来水来沙条件、跨流域调水、河道整治、裁弯、疏浚、水库增大泄流规模等措施对降低潼关高程的作用。指出为使潼关高程进一步有比较明显的降低,应采取多项措施的组合。  

黄河干流泥沙空间优化配置研究(Ⅰ)———理论与模型

在分析1950 年以来6 个不同时期黄河空间泥沙分布状况及存在的主河槽淤积比例偏大、主河槽萎缩、河道输沙能力下降、排沙入海比例减少等问题的基础上，构建了黄河泥沙空间优化配置的总体框架，提出了泥沙优化配置的理论方法，确定了黄河泥沙配置的1 个总目标、2 个子目标、6 个评价指标、7 种配置方式和10 个配置单元。研发了黄河泥沙空间优化配置数学模型，该模型由河道水沙动力学模型和泥沙多目标优化配置模型两个子模型构成。河道水沙动力学模型计算河道平滩流量、滩槽冲淤量和引水含沙量等，泥沙多目标优化配置模型由综合目标函数和配置约束条件构成。优化配置方案由两个子模型联合计算而得。本文介绍了优化配置模型的计算过程和采用的计算参数。  

黄河下游河道健康状况评价与治理对策

河流健康包括河道健康、河流生态系统健康和河流的社会经济价值.本文以黄河下游河道健康为研究对象,分析了河流健康与河道健康的关系,采用8个评价指标对黄河下游河道健康状况进行了评价,结果表明:20世纪50～60年代黄河下游3个河段健康状况较好,为健康与亚健康等级,70年代以后3个河段健康状况逐年恶化,至2000年左右健康状况达到最低点,特别是花园口-高村河段,为亚病态等级,2000年以后由于黄河水量统一调度和小浪底水库调水调沙等下游河道健康状况有了较大程度的好转,达到亚健康等级.维持黄河下游河道健康的有效途径是"增水、减沙、调节水沙过程",建立完善的黄河水沙调控体系足今后黄河治理的重要措施之一,本文还提出了多沙粗沙区治理、修建古贤水库、塑造与维持下游中水河槽等6项黄河下游治理的相关措施.  

二维潮流及泥沙数学模型

本文利用控制体积法对沿水溶平均的二维水流及泥沙微分方程进行了离散，建立了二维潮流泥沙数学模型，并利用连云港附近的潮流及含沙量资料对模型进行了验证计算，验证结果表明，无论是水位、流速、流向，还是含沙量都与实测资料符合良好，由此可以看出，本模型不仅能应用于潮流泥沙计算，而且可以推广到各种平面不恒定流的泥沙冲淤计算中。