2018年黄河上游洪水及宁蒙河道响应特征研究

利用实测资料分析2018年黄河上游洪水的水沙特点以及洪水对宁蒙河道冲淤的影响,结果表明：2018年黄河上游洪水具有洪量大、持续时间长、洪峰流量大等特点。进入宁蒙河道洪峰流量为2 880～3 600 m³/s,内蒙古三湖河口—头道拐河段发生大范围漫滩。宁蒙河道洪水期河道冲淤调整较大,内蒙古巴彦高勒—头道拐河段产生明显的“淤滩刷槽”效果,漫滩洪水冲刷效率高于非漫滩洪水。洪水对河道排洪能力的恢复作用显著,洪水后内蒙古河段巴彦高勒、三湖河口站同流量水位分别下降0.71 m和0.47 m,平滩流量分别增加约500 m³/s和320 m³/s。     

黄河典型冲积性河道输沙能力影响因素分析

以水力学、河床演变学、河流泥沙动力学等理论为指导,对黄河典型冲积性河道输沙能力的影响因素进行了研究。结果表明:较弱的水流动力条件是宁蒙河道输沙能力比较弱的主要原因;窄深的断面形态和高含沙洪水决定着渭河下游河道具有极强的输沙能力;黄河下游河道输沙能力较大的原因是该河道具有较强的水流动力条件;小北干流河道尽管水动力条件也较强,但是泥沙粒径较大导致了河道输沙能力降低。     

黄河各冲积性河道输沙能力分析

利用实测资料,从泥沙组成、主槽流速、河道比降、断面形态等方面对宁蒙河道、小北干流河道、黄河下游河道、渭河下游河道的输沙能力进行了分析。结果表明:宁蒙河道比降最小、流速低、泥沙颗粒较粗、沉降速度大,是河道输沙能力小于其他冲积性河道的重要原因;北干流河段比降大、流速大但是泥沙颗粒较粗,特别是宽浅的断面形态直接影响着河道的输沙能力;下游河道尽管河道宽浅,但是泥沙颗粒较细,特别是大流量以及高流速决定了河道的输沙能力较大;渭河下游泥沙颗粒最细,沉降速度最小,窄深的断面形态决定了该河道具有极强的输沙能力。     

水库运用对宁蒙河道水沙条件的影响

依据实测资料分析了龙羊峡、刘家峡2水库运用对宁蒙河道水沙条件的影响,结果表明:①两库调蓄运用改变了进出库站的径流年内分配,汛期水量占年水量的比例由建库前的60%降为40%左右;出库大流量历时缩短,小流量历时延长;非汛期出库流量普遍加大。②两库运用后,宁蒙河道汛期沙量占全年的比例由建库前的81%~87%降为78%~60%;头道拐汛期大于2000 m3/s流量级历时由年均32.3 d减少到2.4 d,占汛期历时的比例由26%减少到2%。③水库调蓄洪水使得对内蒙古河段支流汇入的高含沙水流的稀释作用减弱,加重了干支流汇合口局部河道的淤堵。     

小浪底水库对水沙的调控及下游河道响应

冲积性河流上修建水库后,由于对水沙的调节,下游河道将发生相应调整,直至和新的水沙条件相适应。小浪底水库位于控制黄河水沙的关键部位,1999年10月25日下闸蓄水,目前水库仍处于拦沙初期的运用阶段,五年来以水库异重流排沙为主,期间进行了三次调水调沙试验,绝大多数中粗泥沙拦在库内,进入下游的水沙量和过程均发生了显著变化,主要表现为:下泄水流含沙量低、泥沙颗粒较细、洪峰调平、汛期(7-10月)水量减少、非汛期水量增大。在这种水沙条件下,黄河下游河道持续冲刷,平滩流量增大,河槽趋于窄深、河床粗化,河势发生调整。     

2020年宁蒙河道洪水特点及冲淤变化分析

采用实测资料分析的研究方法,对2020年黄河上游洪水来源以及在通过宁蒙河道时洪水的水沙特点、河道冲淤特点、水位流量关系表现等进行了分析研究.结果表明:2020年汛期黄河上游洪水的水量大、沙量小、持续时间长;洪水对宁蒙河道产生了明显的冲刷作用,宁蒙河道洪水期河道冲刷了0.618亿t;洪水对河道过流能力的恢复作用显著,洪水后内蒙古河段代表水文站同流量(2000m3/s)水位下降0.09-0.16m,该场洪水有利于维持宁蒙河道的排洪排凌能力.     

青铜峡水库排沙对下游河道冲淤的影响

统计了青铜峡水库汛期排沙和汛末拉沙期间下游各河段的淤积状况,通过建立水库下游河道排沙比与进入河道的水沙条件的定量关系,分析有无青铜峡水库时相应时期水库下游河道的冲淤状况。结果表明:由于水库汛期排沙对水沙条件的改变是有限的,因此水库汛期运用未对其下游河道造成增淤;汛末拉沙对下游河道造成了增淤,该期间若不排沙,则同期下游河段将发生微冲。     

黄河唐乃亥以上地区洪水变化特点分析

以黄河上游黄河沿—唐乃亥河段1956年以来长系列实测资料为基础,分析阐明了1956—2006年该河段洪水水沙变化的特点.结果表明:与1970—1996年相比,1997—2006年洪水期洪水场次减少,洪峰流量降低,洪水水量减小,洪水期历时缩短,洪水峰型改变,这一变化对黄河冲积性河道演变及防洪均产生了极为不利的影响.     

黄河上游沙漠宽谷河段近期水沙变化特点及趋势

采用统计分析、相关性分析、滑动平均法和Mann-Kendall趋势检验等方法,对黄河上游沙漠宽谷河段主要控制站下河沿、石嘴山及头道拐近期水沙变化特点和变化趋势进行了分析.研究认为:1990年以来河段水沙异源的特点更加显著;2000年以来各站径流量和输沙量减少明显,与1990年以前相比分别减少24.8％～39.8％和36.6％～73.6％;径流量和输沙量在汛期的集中程度降低;水文站水沙关系变化不大;趋势分析表明各站水沙均呈显著减少趋势,且输沙量的减少比径流量更明显,其中头道拐站减少幅度最大.同时对影响沙漠宽谷河段水沙条件变化的降水量、引水引沙、支流来水来沙、水库运用、河道冲淤调整等因素进行了初步分析.     

黄河沿—唐乃亥河段水沙变化特点分析

以黄河沿—唐乃亥河段实测资料为基础,分析了该河段水沙条件的变化特点。结果表明:与1970—1996年年均水、沙量相比,1997—2006年来水量、来沙量减幅分别为15.7%～76.4%和22.6%～81.1%,沙量的减幅大于水量的;唐乃亥站汛期87.3%的水流过程主要集中在小于1 000 m3/s的小流量级,洪峰流量大于1 000 m3/s的年均洪水场次由3.56次减少到2.70次,最大洪峰流量由5 450 m3/s减小到2 750 m3/s。