流域产输沙模型中考虑泥沙来源的动态粒径计算方法

为准确反映泥沙粒径分布特征在不同时间尺度上的变化过程,提高流域产输沙模型的模拟精度,以黄河干流玛曲水文站以上区域为研究对象,根据不同季节的泥沙来源不同这一特点,采用坡面、谷沟、河道各来源的泥沙量作为权重,基于WEP-SED分布式流域产输沙模型对流域产输沙过程中的综合泥沙中值粒径进行加权平均计算,并对采用泥沙固定粒径计算方法和不同来源的泥沙动态粒径计算方法的模型模拟的玛曲水文站输沙率进行比较。结果表明：与采用泥沙固定粒径计算方法相比,采用泥沙动态粒径计算方法可有效提高模型模拟精度,其NSE值从0.601提升至0.706;采用泥沙动态粒径计算方法模拟的泥沙中值粒径呈现汛期小、非汛期大的动态变化规律,其年内分布规律与实测资料一致。     

空间体系法在闸门结构设计中的应用

针对现阶段闸门安全评价及结构设计过程中存在的问题,采用空间体系法对其进行分析,并给出具体可行且普适可重复的分析过程。以具体工程闸门为例进行研究,结果表明：空间体系法可作为长服役期及改变运行方式闸门结构安全评价的一种切实有效的方法,可快速准确计算出闸门结构的质量,误差仅为2.3%,可迅速准确得到任意开度下闸门重心位置。启门力对闸门整体结构的等效应力和位移影响较大,等效应力增加9.09%、位移增加8.24%;顶梁结构的等效应力增加55.6%、位移增加18.24%。配重块对平面闸门主横梁结构影响较大,等效应力增大了140.0%,位移增大了546.59%。     

农村污水新治理模式探究

为探索适宜的农村污水治理模式，首先系统梳理了我国农村污水治理政策发展沿革及治理现状；其次全面总结了国内外农村污水治理模式的特点、使用范围、存在的问题；提出了一种“源头分离—分类排放—分质处理—循环利用”的农村污水处理及资源化的新模式，该模式以低碳和资源化为目标，总结提炼了污水源头分离器具、污水负压传输技术、灰水处理技术、黑水资源化利用等关键技术，重点分析了与传统“统一收集、集中处理”模式的差异，分析了其经济性。本文的探索研究旨在为未来改善农村人居环境、实现我国乡村振兴战略提供技术支撑和参考。     

水库塌岸短期预测中时空界限决策研究

水库塌岸是具有一定时间、空间界限属性的地质灾害现象。时间界限指时间跨度，分为长期、短期塌岸；空间界限指不同水库区段，因地质条件差异导致的塌岸模式、预测参数的差异。目前常用的水库塌岸短期预测时长跨度为2～10年，但在实际工程应用中，缺乏足够的决策依据。从水库蓄水过程的角度，证明了塌岸短期预测时长可根据水库蓄水过程来界定，以三峡、小浪底等大型水库工程为例，验证该界定方法科学合理。并给出了塌岸预测时空界限的决策流程，将时空界限决策理论应用于甘肃马莲河水库工程短期塌岸预测中，从工程地质角度对短期塌岸预测成果的应用给出建议。     

关于完善黄河流域防洪工程体系相关举措的思考

针对黄河流域现状防洪工程体系建设情况及防洪能力进行了全面分析和综合阐述,并客观梳理了黄河流域现状防洪工程体系存在的主要问题。分别从河库蓄泄关系变化、经济社会发展对防洪提出的新要求和极端天气事件带来的新挑战3个方面分析了新发展阶段黄河防洪面临的新形势。基于此,提出了完善"上拦"工程、巩固"下排"工程、推进蓄滞洪区安全建设和实施河道及滩区综合提升治理工程等流域防洪工程体系完善举措,为推动我国新阶段水利高质量发展提供技术支持。     

维持黄河下游河道与滩区稳定的泥沙处置方案

变化环境下研究提出可以维持黄河下游河道与滩区稳定的泥沙处置方案对黄河下游乃至流域治理具有重要指导作用。通过实测资料分析、数学模型等手段,分析入黄泥沙的时空分布变化,认为三门峡水库建成后的3个水库运用阶段输沙入海是泥沙处置的主导方式,小浪底水库建成后变为以水库拦沙为主导,大型水库是影响泥沙空间分布及河道冲淤的重要因子;黄河年均来沙8亿、6亿、3亿t情景,黄河下游无法实现河道和滩区稳定,拟定了5个泥沙处置方案,通过分析评价得到最优方案,即古贤、桃花峪水库+滩区生态治理方案,建设古贤水库可以基本实现黄河下游50 a河床不淤高,滩区生态治理能够消除“二级悬河”,加上桃花峪水库可显著提高滩区防洪标准,综合评价该方案最优。     

南水北调西线工程总体布局及一期工程方案研究

南水北调西线工程从长江上游调水进入黄河上游,已研究70多a,历经多个研究阶段,形成调水方案数百个。经过深入论证,西线工程总体布局和工程规划方案已纳入2002年国务院批复的《南水北调工程总体规划》,并在2008年完成第一期工程项目建议书。2008年以来,随着西线工程前期研究工作的深入,结合新形势和新发展要求,其调水规模和调水线路研究已逐渐聚集,形成了上下线组合调水的总体布局方案和一期工程方案。一期工程的上线和下线是独立的调水线路,其中上线已经过数十年勘察论证,前期工作基础扎实,入黄位置高,覆盖范围广;下线利用在建工程作为水源水库,水源条件相对较好。一期工程已具备开展可行性研究的条件。建议国家尽早决策西线工程开工建设,补齐国家水网主骨架,为实现“让黄河成为造福人民的幸福河”和支撑西部发展提供有力水资源保障。     

黄河泥沙工程控制理论与实践

泥沙控制是黄河保护治理的关键。采用系统控制理论的基本思想,建立水沙关系协调度作为泥沙控制系统目标,提出了黄河泥沙系统治理的四级调控模式。一级控制通过黄土高原水土流失综合治理“拦沙”和控制沟道侵蚀基准面减蚀,实现从源头减少入黄泥沙;二级控制通过修建干支流水库拦沙和调水调沙等技术实现对水沙关系的有效调控;三级控制通过宽滩河道生态治理,保障宽滩区充分发挥削峰滞洪沉沙的调节功能;四级控制通过河口综合治理稳定和控制尾闾泥沙侵蚀基准面减少溯源淤积。基于从黄河中游泥沙发源地到河口地区的四级系统工程调控,维持黄河下游百年尺度稳定行河和大河安澜。     

黄河流域泥沙系统治理科学研究与工程实践

黄河泥沙治理是保障黄河长治久安的关键。党的十八大以来,特别是黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略实施后,系统治理理念逐步深入黄河治理。受气候变化和人类活动加剧等因素影响,黄河流域泥沙治理工作面临新形势和新要求。近十年来,围绕黄河流域泥沙系统治理进行了大量科学研究和工程实践,提出黄河泥沙工程控制理论,开展黄河流域泥沙系统治理顶层规划设计,提出入黄、水库、河道、河口四级泥沙控制模式及治理措施,黄河泥沙系统治理取得显著成效。针对黄河泥沙治理新需求,提出以黄河泥沙工程控制理论支撑数字孪生黄河智慧决策体系建设、加大防溃决多拦沙新型淤地坝推广力度、加快黑山峡水利枢纽和南水北调西线等国家重大工程前期工作进程等建议,以全面提升黄河流域泥沙系统治理水平。     

黄河流域抽水蓄能开发研究与思考

抽水蓄能作为新能源大范围开发的稳定器与助推剂,是促进黄河流域节水减排的关键,其大规模发展势在必行,但黄河流域水资源短缺,如何在碳排放与水资源双重约束下,实现能源结构绿色低碳转型,对黄河流域生态保护与高质量发展具有重要意义。依据《抽水蓄能中长期发展规划(2021—2035年)》,系统梳理了黄河流域八省(区)(不包括四川)抽水蓄能已建、在建及拟开发项目规模,初步估算了抽水蓄能大规模开发对地表水资源指标的占用情况,从调节库容占用和综合利用效益发挥两个方面分析了抽水蓄能运行对既有水利工程的影响。结果表明：黄河流域已建、在建、规划、储备抽水蓄能站点共计100座,总装机规模126 050 MW,累计耗水约2.521亿m³;依托已建水利工程加装可逆式机组对梯级水电功能进行再造时,应充分评估对原有水利枢纽综合利用任务与工程安全的影响。