黄河河口演变与流路稳定关键技术研究

黄河河口清水沟流路清8汊河已进入流路自然演变的末期。为此,界定了出汊、改道、流路稳定及黄河河口稳定的内涵,系统分析了近期黄河河口水沙及流路、海岸的新变化,通过试验研究了尾闾河道出汊机制,综合提出出汊阈值、触发条件以及黄河河口流路稳定综合判别指标。在此基础上,预判了清水沟清8汊河的稳定性,提出近期流路安排应优先考虑北汊河。     

黄河现行入海流路相对稳定行河近40年的原因及发展趋势

基于对黄河现行入海流路亦即清水沟流路自1976年以来演变过程的分析,提出河口堤防标准的提高、河道频繁断流、人工干预出汊和小浪底水库的拦沙运用是黄河现行入海流路相对稳定行河近40年的主要原因,并指出,未来黄河河口流路淤积延伸乃至摆动改道的演变趋势不可避免,应切实做好流路规划及其预备流路的保护工作。     

黄河口河道演变规律探讨

通过分析黄河口河道在纵剖面、横断面、河型等方面的演变过程,总结归纳出黄河口河道的演变规律。指出:黄河口泥沙在潮汐涨落等因素影响下,河口河道纵剖面逐渐形成台阶状,与此同时,河口滩地横比降逐渐发展为倒比降;河口河道中段由顺直型河道逐渐转为弯曲型河道,而下段仍为相对顺直、游荡型河道。当河口河道中段比降减小到一定程度后,此河段开始漫滩、卡冰、出汊。河口台阶的形成揭示了黄河口流路由单股河道逐渐转为出汊的过程,即黄河口流路由“青壮期”逐渐转为“衰亡期”的过程。延长黄河口流路使用年限的途径是:①尽量减少黄河下游输向黄河口的泥沙量;②采取河口挖沙或人工改汊措施,地点宜选在河口河道的中下段。     

黄河口近期演变规律及发展趋势预测

本文分析了河口近期三条流路的演变规律,阐明了清水沟河道发育特点,“洪冲枯淤”规律及河口淤积延伸反馈影响的范围。据入海水沙变化趋势,河口延伸速率将减缓,在加强河口治理条件下,预测现河道自然出汊可能性很小,流路寿命将更加延长。     

黄河河口防洪治理规划意见

在满足黄河下游防洪总体布置要求的前提下，考虑河口三角洲社会经济发展的要求，通过对河口的流路演变分析及对流路行河年取进行预测，针对河口河段防洪存在的问题。对现行流路安排堤防加高帮宽，险工及河道整治工程的新续建及加高加固等，有计划地安排流路的局部改汊，并规划改汊所需的工程措施，从而基本保证设计条件下河口流路的相对稳定，并满足河口的防洪要求。     

黄河入海流路改走北汊1时机分析研究

从黄河现行入海流路的演变发展及近期北汊河的基本情况来看，清７断面以下现行流路的行河年限比原规划的要延长。在控制西河口水位不超过１２．００ｍ，确保防洪安全，并兼顾河口地区工农业发展及油田开采的基础上，总结河口治理措施，尽量延长清７以下河道行河年限，稳定黄河入海流路，科学掌握改汊时机，避免过早或意外地改走北汊１。     

清8出汊流路首次自然分汊摆动机理与启示

2004年7月黄河调水调沙期间,清8出汊流路发生了首次自然分汊摆动,表明河口已进入流路末期,在此河口行河进程的重大转折之际必须采取河口治理措施。此次自然分汊启示人们:①河口演变进程面临重大转折;②河口形态将对调水调沙产生重大影响;③河口复循环演变将使流路保持稳定;④应持续开展河口监测。     

黄河河口入海流路运用方式研究现状与趋势

介绍了黄河河口入海流路摆动情况,阐述了长期稳定、轮流行河、同时行河等几种入海流路行河方案及已有推荐成果。根据流路使用约束条件,指出稳定百年的黄河河口入海流路运用方式研究的主要内容包括:三角洲演变对黄河下游河道冲淤的反馈机制及效应、治理方案综合效益评估技术、稳定百年的流路运用方案与优化、黄河河口流路稳定百年的综合治理措施及效应,需要解决的关键科学技术问题有:黄河河口三角洲演变对其上游河道的反馈机制、流路运用方案的综合效益评估技术。最后,分析了流路运用方式研究的趋势。     

黄河河口变动性及其治理方法

该文根据实测资料，在总结黄河河口频繁变动的演变规律基础上，分析了高潮线以上河道出汊、衰亡的变动过程，提出了维持河口段单一窄深河槽、疏浚拦门沙、滩地放淤固槽以及准备好预改道流路等河口治理的系统工程方法。河口治理，只有根据河道演变基本规律，因势利导，以水治沙，以沙防水，才能取得良好效果。     

黄河口演变与流路稳定综合治理研究

简要回顾了黄河口演变与治理研究现状,结合黄河口面临的入海水量锐减、单一流路长期行河和小浪底水库的调节运用等新情势,提出在流路演变、岸线变化、关键技术和方案措施方面的近期研究目标。重点突破四大关键科学技术问题——尾闾河道出汊机制、海岸形态对陆海动力响应、河口流路演变多时空尺度混合模拟和河口流路水沙调配。明确六方面研究内容——黄河口尾闾出汊的孕育过程及触发机制、黄河口流路演变过程的动力机制及流路稳定的指标体系、黄河三角洲海岸演变过程与动力机制、黄河口演变的多时空尺度混合模拟技术、清水沟流路水沙通量调配技术与示范、稳定百年的黄河口入海流路方案与治理措施等。项目成果可以为黄河口综合治理和黄河三角洲高效生态经济区建设提供技术支撑。     

一,二维连接的河口冲淤数模

在河口，河流动力和海洋动力相互作用，动力因素极为复杂。对于多沙河口，其冲淤演变规律更为复杂，河口的范围包括河口段河道，入海口及口外邻近海域。本建立的适用于河口三部分水域的一、二维连续的冲淤数学模型，其中上能反映多沙河口冲淤演变频繁的现象。通过数模计算探讨了黄河口入海水沙与潮流、风吹流及波浪相互作用下的输沙规律，并实际计算了黄河口的冲淤地形及规划方案中各条流路河口的淤积范围等。     

黄河口海岸演变规律

利用观测资料,总结了在黄河水沙、波浪、海岸工程等因素作用下黄河口海岸的演变规律。研究发现：①黄河三角洲海岸演变不仅受黄河水沙、潮汐、潮流的影响,而且还明显受波浪、海岸工程等因素的影响;②黄河三角洲海岸演变的趋势是朝着垂直于东北强浪的方向发展;③刁口河停止行河后河口海岸蚀退的原因不仅是河流泥沙减少,而且还有海堤在波浪作用下引起的侵蚀。建议：①黄河三角洲社会、经济、生态等规划应给黄河口流路充分的空间,而且黄河口流路安排应遵循“先在三角洲两侧、后在中心”的顺序,这样可以充分利用渤海容沙体积,减缓黄河口淤积延伸对黄河下游河道的反馈影响;②近期把清水沟尾间河道改向莱州湾。     

长江口河段近期演变特点与整治研究建议

长江口河段历史上大规模的并岸并洲形成了目前两岸和崇明岛分隔南、北支的宏观边界,同时进一步塑造了近河口段宽窄相间的江心洲分汊河型和河口段"三级分汊、四口入海"的喇叭型河口。阐述了长江口近河口段和河口段2种不同的河型与河床地貌概况,分析了长江口河段近期演变特点和存在的问题,在此基础上提出了应加强河道观测与分析研究工作,尽早实施九龙港节点整治工程,深入研究南港河势控制关系等整治研究建议。     

基于RS和GIS的黄河口海岸线演化研究

利用黄河口地区遥感影像作为基本数据源,采用GIS技术对SPOT高精度数据与信息量丰富的ETM数据进行联合处理,提取海岸线并叠加分析,对比统计1986—2006年海岸线演化的时空动态特征。结果表明:黄河口地区海岸线演化的总体趋势为不断向海域淤积扩张;黄河从北汊入海时,北汊造陆速度加快,南侧遭受侵蚀。黄河口海岸线演化主要影响因素有黄河来水来沙量、岸坡岩土体工程地质特性、海洋动力、海平面上升、地面沉降等。     

黄河口海洋动力输沙能力分析

采用数学模型和资料分析的方法对清水沟时期黄河入海泥沙的输移扩散规律进行了分析研究。通过数模计算得出：随着河口三角洲的演变,河口海洋动力输沙能力也相应变化,河口沙嘴突出岸线的程度越大,海洋输沙能力越大,输入外海的泥沙越多;对于特定的岸边界,海洋输沙能力的变化取决于入海水沙搭配关系,在入海沙量相同条件下,来沙系数越小,输送至外海沙量越多,反之亦然。通过实测资料分析指出：黄河口海洋输沙十分复杂,涉及岸边界、各种持续和偶发的动力等诸多因素。实测的冲淤分布往往是诸多因素综合作用的结果,很难分离出某种因素单独所起的作用。实测数据显示,河口泥沙冲淤分布与来水来沙条件相关性不强。但总的看来,黄河改道清水沟以来,1977-2000年间,来沙量偏少,输入外海泥沙的比例比其它流路时期偏大,排沙比达54％,平均每年输入外海泥沙的绝对量为2．83亿t。但具体到各个年份,不论是排沙比还是绝对量,年际间差异都很大,每年输入外海的沙量并不局限在2.3亿t。     

建设黄河口生态水利枢纽工程研究

为解决黄河人海水量减少给河口三角洲地区可持续发展带来的制约,许多专家提出过建设黄河口水利枢纽或生态枢纽的建议,据此完全可以合成一个生态水利枢纽综合工程方案：在原刁口河流路和现清水沟流路的分汊点西河口,通过合理的闸、坝、涵、库设计,建设生态水利枢纽的中枢工程;以清水沟流路和刁口河流路作为该枢纽的主动脉,配套建设黄河最下游的输水渠系;在枢纽终端的北、东两片咸淡水交汇海域建设生物多样性繁育区,从而可有效提高水资源的利用效益,形成维系海、河、陆生态平衡,促进河口地区可持续发展的新型治河工程。     

新水沙条件下的黄河河口治理

分析了黄河河口未来来水来沙的变化及其影响,从人类活动要与自然协调共处出发,讨论了在新来水来沙条件下黄河河口治理中的几个主要问题,包括入海流路、三角洲演变、防洪抗凌、水资源、生态环境和湿地保护、社会经济规划布局以及河口管理等。指出了尽管黄河水少沙多的基本特性不变,河口的演变规律就不可能有大的变化,但正确的人为干预是非常重要和有效的,这为治理方案的研究留出了很大空间。水资源是黄河河口治理的核心,根本出路在于调整产业结构、大力建设节水型社会和提高用水效率。黄河河口存在的种种问题之间具有密不可分的联系,必须采取综合治理的方法,进行统一管理。河口治理是黄河全流域治理的一部分,必须统筹兼顾,合理发展。