黄河下游河道泥沙粒径变化对小浪底水库调水调沙的响应规律

为研究黄河小浪底水库运用后泥沙粒径的变化规律,利用黄河下游花园口至利津间7个水文站的水文资料,分汛期、非汛期、调水调沙期3个时期,分析河道悬移质泥沙粒径变化与水库水沙调控的响应规律。结果表明:①悬移质中数粒径沿程变化不明显,7个水文站测得的年均中数粒径均集中于0.05 mm以下,河床质中数粒径变化呈现沿程衰减的趋势,各时期河床质平均中数粒径均变粗,河床存在不同程度的粗化现象;②小浪底水库坝前异重流以细沙为主,调水调沙期间各水文站测得的悬移质平均中数粒径低于全年的平均水平。孙口水文站以上河段测得的河床质平均中数粒径,调水调沙期的大于汛期的,孙口水文站以下河段测得的河床质平均中数粒径,汛期的大于调水调沙期的;③随着水库运用时间的增加,测得的悬移质中数粒径趋于稳定,孙口水文站以下河段测得的悬移质中数粒径与水库响应关系较弱。水库运用造成下游河道全河性冲刷,导致无论非汛期还是汛期与调水调沙期间,河床质中数粒径都逐年增大直至粗化现象停止。     

流域系统科学初探

随着人类社会对河流乃至流域影响广度、深度和强度的不断增加,对流域系统内部不同要素之间的互馈关系和博弈关系研究的不断拓展和深入,以致流域系统治理及其战略研究已经超过传统学科的范畴,亟需建立新的学科支撑体系。本文基于近十年的探索研究,提出了流域系统科学的概念,并对其研究对象、科学内涵、科学问题、研究方法及研究前景进行了全面阐释。流域系统科学以物质、能量、信息、价值流动过程为纽带,以行洪输沙-生态环境-社会经济三大子系统组成的流域复杂巨系统为研究对象,其基础研究需求包括各子系统内部演化过程与机理、各子系统间相互作用关系与协同演化机制、流域系统协调发展策略与战略布局3个层面。流域系统科学以传统学科为基础支撑,基于系统理论和方法探索制约流域治理保护和区域社会经济高质量发展的协同博弈关系,通过全流域系统观测网络和大数据平台建设,构建流域系统治理集成研讨厅,为流域系统治理保护与管理的战略研究提供科学的理论方法体系。     

黄河下游宽滩区重大洪涝灾害情景下的物理暴露量分析

分析黄河下游宽滩区面对重大洪涝灾害情景的物理暴露性可为黄河下游防洪减灾决策提供科学依据。基于情景分析方法和ArcGIS空间分析技术,构建黄河下游宽滩区洪涝灾害数据库,以1958年7月和1977年8月两场历史洪水为情景,结合滩区不同运用方案,分析不同洪水情景下滩区的淹没面积,从人口、GDP、粮食产量、固定资产等方面评估区域承灾体的物理暴露量,得到如下结果:①1958年7月洪水情景下基准方案的淹没面积为1 272.40 km~2。有堤无闸运用方案滩区淹没面积远小于基准方案,在有堤有闸运用方案下,8 000 m~3/s和10 000 m~3/s流量下,淹没面积几乎无变化。1977年8月洪水情景下有堤无闸运用方案滩区几乎没有洪水淹没,有堤有闸运用方案的淹没面积比1958年7月洪水情景下的要小。②如果这两种洪水情景发生在2010年,1958年7月洪水情景下人口暴露量为166.45万人,GDP暴露量为100.26亿元。1977年8月洪水情景下人口暴露量为133.67万人,GDP暴露量为63.82亿元。总体来看,基准方案的暴露量大于有堤有闸方案,然后是分区运用方案,有堤无闸方案最小。这说明在保护滩区方面,有堤无闸的效果要好于有堤有闸方案、分区运用方案和基准方案。     

国内外废旧冰箱回收处理技术的进展

我国已迎来废旧冰箱报废的高峰期，废旧冰箱给环境保护造成了巨大压力，废旧冰箱的规范化回收处理势在必行。本文从回收流程的设计、冰箱拆卸、金属回收处理、泡层与塑料回收处理等方面综述了国内外冰箱回收技术的主要进展。     

游荡型河道河势突变调整的内涵与研究方法

游荡型河道河势演变不仅包含渐变过程,也包含突变过程。河势突变是指游荡型河道局部或整体河势在短时间内发生大幅度的调整。河势突变给河流防洪、供水安全及河流治理带来了重大挑战。如果在某些情况下对河势突变适当加以利用,可有效提高河道整治工程的控导能力,增强河势稳定性。从游荡型河道河势突变调整的现实意义、内涵和研究方法等方面评述其研究进展,指出现有研究存在的不足,并提出未来开展河势突变研究需要重点关注的问题,为下一步深入系统开展游荡型河道河势突变研究指明方向。     

塔里木河流域洪水演进研究进展

塔里木河流域洪水多是由暴雨或冰雪融水导致的。开展塔里木河洪水演进的研究有助于优化现有的塔里木河流域防洪预案,直接服务于汛期的防洪管理。通过收集大量文献资料,结合现有研究成果,针对塔里木河三源流(阿克苏河、叶尔羌河、和田河)洪水演进研究、塔里木河干流洪水演进研究等进行评述,提出了塔里木河洪水演进研究中需要关注的关键问题:(1)揭示塔里木河三源流及干流洪水演进规律;(2)构建塔里木河干流水沙演进数学模型;(3)提出塔里木河干流防洪安全与洪水资源利用协同调控模式。     

黄河下游宽滩区滞洪沉沙功能与减灾效应二维评价模型及其应用

黄河下游宽滩区既是大洪水行洪滞洪沉沙的通道,又是滩区群众赖以生存和发展的家园,如何合理运用宽滩区是长期备受关注和争议的话题。本文在水沙统筹、空间统筹和时间统筹原则的指导下,建立了黄河下游宽滩区滞洪沉沙功能与减灾效应二维评价指标体系,构建了基于Pareto最优解的黄河下游宽滩区滞洪沉沙功能与减灾效应二维评价模型,利用1958、1982、1992和1996年4场洪水实测资料,对该模型的合理性进行了验证。应用上述模型对黄河下游宽滩区不同运用方式的12组二维数学模型计算方案进行了评价,结果表明,洪水量级对减灾效应影响显著;相同洪水条件下设防护堤并控制闸门运用(有闸)或分区运用(5滩、10滩)方案能在滞洪沉沙功能和减灾效应之间取得更好的平衡,可作为未来滩区优化运用的决策参考。     

黄河下游畸形河势现状及对策

黄河下游在长期小水作用下产生一些畸形河势,通过分析原型以及黄河下游2017年洪水预报模型试验畸形河势演化发展情况,系统研究黄河下游游荡型河段4处畸形河段不同流量条件下河势变化特点及规律。结果表明:目前形成的4处典型畸形河势发育尚不充分,在中常洪水下发生自然裁弯的概率较小;开仪、裴峪河段4 000 m~3/s流量释放2 d左右可以使该河段畸形河势得到初步改善,但畸形河势完全消除需要的洪水量级较大,依靠目前小浪底水库泄放中常洪水的水动力改善畸形河势并不现实,可采用挖河疏浚-泥沙资源利用-河道整治工程有机结合的方法归顺河势。     

黄河下游宽滩区洪涝灾害物理暴露量研究

利用ArcGIS空间分析技术,根据已经构建的黄河下游宽滩区洪涝灾害数据库,结合实体模型试验成果,分析黄河下游宽滩区无、有防护堤两种运用模式下的人口、GDP、粮食产量和固定资产等物理暴露量。结果表明:①未调控"58·7"洪水情景下无、有防护堤模式的淹没面积分别为841.88、667.54 km~2;调控"58·7"洪水情景下无、有防护堤模式的淹没面积分别为64.46、69.78 km~2。调控"58·7"洪水情景无防护堤模式下淹没范围集中于高村—孙口河段上半部习城滩到梁集滩,调控"58·7"洪水情景防护堤模式下淹没范围集中于高村—孙口河段下半部蔡楼滩到赵桥滩。②以2010年为基础年,未调控"58·7"洪水无防护堤模式和调控"58·7"洪水防护堤模式两种情景下,人口暴露量分别为55.65万人、6.44万人,GDP暴露量分别为29.31亿元、4.51亿元。总体来看,黄河下游宽滩区遭受大洪水时洪涝灾害的防御效果,调控洪水情景优于未调控洪水,有防护堤模式优于无防护堤模式。     

基于遥感的黄河下游九堡至大张庄河段河势演变分析

黄河下游九堡至大张庄河段畸形河势严重威胁滩区安全。基于Landsat-8卫星遥感影像,采用修正归一化差异水体指数(MNDWI)对该河段近10 a河势进行提取并分析,结果表明:该方法可对水体进行自动化、智能化提取,实现对河势变化的实时追踪;经过10 a的自然调整,九堡至大张庄河段Ω形河势在汛期洪水的作用下已得到明显改善,河势基本归顺,工程间迎送流关系总体良好,但大张庄工程靠河尚不稳定,仍需密切关注其河势变化。同时也印证了有利的水沙过程可有效改善不利河势,为黄河下游畸形河势的治理提供了参考。