赣江上游河流含沙量变化趋势分析

通过对水沙资料分析，阐明了赣江上游水沙地区组成及来沙量变化态势。     

入流泥沙粒径组成对弱分层水体异重流及挟沙特性的影响

利用水槽设计水库分层水体模型试验,研究温度弱分层水体中不同入流泥沙粒径组成时异重流及其泥沙运动的特性。选用颗粒粒径0.01 mm、0.02 mm、0.05 mm的泥沙,开展了不同入流泥沙粒径组成条件下的异重流试验研究。在水温弱分层水库水体中,分析入流泥沙粒径组成的变化对分离点水深和间层流厚度的影响规律;不同泥沙粒径组成下,分析异重流在水库断面的泥沙浓度、较深的水域挟沙量变化规律;研究了泥沙沉淀量和悬浮量与入流泥沙粒径组成的关系。研究结果表明:在弱分层条件下,维持入流泥沙浓度3.75 g/L、入流速度0.005 m/s不变,异重流在水库中泥沙沉淀比例为29%~38%,泥沙在水库中的悬浮比例为46%~60%;粒径组成变化导致分离点深度和间层流厚度不同,颗粒粒径越大,分离点深度越深,间层流厚度越厚;异重流挟沙能力弱,水库淤积更严重,泥沙也会造成水库水浑浊;入库泥沙粒径越小,水库悬浮的泥沙浓度越大,水库的内源污染越大;当入库泥沙粒径较小时,宜在水库深水区取水,可减少水处理费用。研究成果可为水库取水、调水调沙提供参考。     

基于坝前淤积厚度的淤地坝拦沙量计算方法

淤地坝是黄土高原水土流失严重地区的主要水土保持工程措施之一,准确计算淤地坝的拦沙量,对预测未来黄河输沙量、确定新时期黄河治理开发方略等具有重要意义。为探索更精确、实用的淤地坝拦沙量计算方法,基于收集到的典型淤地坝设计文件中的库容曲线数据和实测淤积资料等,通过点绘淤地坝库容曲线(即库容V与坝高H关系曲线)和函数拟合,分区(黄土丘陵沟壑区各副区和黄土高塬沟壑区)建立了基于坝前淤积厚度的拦沙量计算公式。研究表明：黄土高原地区淤地坝库容曲线符合幂函数关系,对35座典型淤地坝按幂函数V=aH^b进行拟合,确定系数R²均在0.940 0以上,式中系数a与指数b成负相关的对数函数关系且a、b值可由淤地坝总坝高、总库容来确定;分区建立的淤地坝拦沙量计算公式,确定系数R²均在0.880 0及以上,用20座有设计资料的淤地坝对建立的拦沙量计算公式进行验证,最大误差在30%以内、平均误差为4.22%,能够满足淤地坝拦沙量估算的精度要求。     

黄河下游河道平衡输沙的沙量阈值研究

考虑黄河未来可能的水资源条件,以及生态保护、经济社会发展多目标对水量年内过程分布需求,根据黄河下游水沙资料、河道冲淤资料,采用实测资料分析、公式计算、数学模型模拟等多种方法研究了有利于黄河下游河流生态良性维持的平衡输沙的沙量阈值。未来进入黄河下游的年来水量为250亿m~3左右,实测资料分析和公式计算表明,未来较小的平衡输沙阈值为2.0～2.2亿t。数学模型计算在小浪底水库等现有工程联合调控作用下黄河下游平衡输沙的临界沙量为2.5亿t。中游古贤水库建成后和小浪底水库联合调度,可以进一步提高汛期的输沙效率,平衡输沙的沙量阈值可进一步提高。研究成果对黄河下游治理具有重要意义,可为黄河泥沙处置措施优化提供技术支撑。     

全球河流入海沙量估算述评

全球河流入海沙量作为地球系统运行变化的重要而敏感的指标,在一定程度上会对全球社会、经济和环境问题产生重要影响,从而引起国内外研究者的高度关注。针对由于缺乏可靠、完整的河流输沙量数据,很难准确估算全球河流入海沙量的数值及其变化,且已有文献估算值差别很大,缺乏统一认识的问题,收集整理了20世纪50年代至今国内外27篇文献中全球河流入海沙量的估算值,并对近期相关典型研究成果进行述评。调查发现,早期估算的入海沙量数值差异很大,随着人们对这一问题的深入研究,近年来全球入海沙量估算值日趋合理,大多集中在120亿~200亿t/a。分析认为,人类活动影响前后的河流入海沙量宜分别按190亿t/a和130亿t/a考虑。     

非均匀推移质泥沙级配的研究

针对推移质泥沙级配的研究现状，讨论了底沙运动交换模式，在此基础上，利用沙量守恒原理，建立了宽级配非均匀推移质级配的计算公式     

黄土高原现状梯田和林草植被的减沙作用分析

2000年以来,黄河来沙明显减少。本文以黄土高原主要产沙区为对象,利用卫星遥感与实地调查相结合方法,获取2012年研究区各支流的梯田面积和质量信息,分析2010—2013年林草植被覆盖率及其较天然时期的变化;提出林草与梯田叠加作用地区的减沙量计算方法。基于流域尺度上构建的黄土丘陵沟壑区林草植被覆盖率与产沙系数、梯田比与减沙幅度之间的响应关系,计算在多年平均降雨条件下黄河龙门、北洛河状头、汾河河津、渭河咸阳和泾河张家山等5站以上现状林草植被和梯田的减沙能力,其值为10.65亿t,占该区天然年均来沙量的60%。     

黄河潼关以上现状淤地坝拦沙作用研究

2000年以来黄河输沙量大幅减少,为揭示淤地坝拦沙对减少黄河输沙量的作用,基于第一次全国水利普查有关数据、淤地坝防汛统计数据、各省逐年淤地坝年报数据及对典型骨干坝和试点小流域坝系的实测资料,采用典型推算的方法,计算了现状淤地坝近年的实际拦沙量。结果表明:截至2011年,潼关以上黄土高原地区共有骨干坝5467座、中小型淤地坝约50350座;2007—2013年黄河潼关以上现状淤地坝年均拦沙量为1.228亿t/a,较20世纪70—90年代明显下降。     

黄河中游干流汛期水沙变化

龙羊峡、刘家峡两库联合运用后黄河中游干流汛期水沙条件发生了很大变化。具体表现为：①伏汛期河口镇、龙门、潼关三站水量多年平均比１９６８年前减少５０％左右，沙量减少约６０％，但相应水沙量占全年比例变化不大；秋汛期水量减少５０％以上，沙量减少６５％～８０％，相应水沙量占全年比例明显降低，同时年际间水沙量变幅减小。②水流过程的变化，伏汛期主要表现在２０００ｍ３／ｓ以上中、大流量级历时、水量、沙量的明显减少和１０００ｍ３／ｓ以下枯水流量的增加；秋汛期１０００ｍ３／ｓ以下小流量历时出现几率大大增加，水沙量也相应增多；而１０００ｍ３／ｓ以上中、大流量明显减少，９月下旬和１０月份水沙量与非汛期特征十分接近。