黄河下游河道形态变化及应对策略——“黄河下游滩区生态再造与治理研究”之一

在对黄河下游河道形态演变过程以及"一级悬河""二级悬河"成因进行分析的基础上,针对宽河固堤、窄河固堤、防护堤等治理思路,认为泥沙处理是黄河下游治理的关键所在,下游滩区仍需长期发挥滞洪、沉沙作用,窄河固堤、防护堤等方案将会加剧"二级悬河"的不利态势,不利于黄河长治久安。为实现滩区"洪水分级设防,泥沙分区落淤,滩槽水沙自由交换",保障黄河下游长期防洪安全,构建黄河下游沿黄城市生态空间,推动滩区群众快速脱贫致富,实现治河与惠民双赢,在充分吸纳黄河下游河道治理成果的基础上,经论证提出了黄河下游生态治理新思路,即对滩区进行功能区划,分为生态移民安置区、高效农业区以及资源开发利用区等,利用泥沙放淤、挖河疏浚等手段,将由黄河大堤向主槽的滩地依次分区改造为"高滩""二滩"和"嫩滩",各类滩地设定不同的设防标准。     

引洪放淤治理"二级悬河"可行性探讨

为减轻＂二级悬河＂对下游防洪带来的威胁,根据黄河下游的实际地形和来水来沙情况,指出以自流方式引洪放淤治理＂二级悬河＂的可行性表现在：①有适合引洪放淤的地形条件;②有大面积的受＂二级悬河＂威胁的滩区需要治理;③有合适的水沙条件;④滩区存在巨大的沉沙空间.因此,根据滩区的实际地形,充分利用黄河洪水泥沙的特点采取引洪放淤治理＂二级悬河＂是可行的.     

黄河下游滩区治理与生态再造模式发展——“黄河下游滩区生态再造与治理研究”之四

黄河下游是我国黄淮海平原的生态屏障,"二级悬河"举世闻名,其滩区治理问题一直是治黄工作的重点和难点。黄河下游滩区治理的关键在于稳定主槽,协调水沙关系,并考虑生态发展和社会稳定等多种因素。以往治理模式多立足于治河,在不同的角度考虑了提高河道行洪输沙能力、提升滩区群众防洪安全水平等多方面需求,但均在一定程度存在实施难度大、周期长、无法彻底消除"二级悬河"影响等诸多问题,在生态发展理念方面考虑较少。本文在充分考虑黄河水沙调控体系对协调下游水沙关系的作用后,提出了"洪水分级设防、泥沙分区落淤、水沙自由交换"模式,借以实施黄河下游滩区生态再造与治理,彻底消除"二级悬河"影响,通过与调水调沙工程体系配合,将在一定时期内保证黄河下游滩区的稳定,服务于黄河下游生态经济带建设。     

黄河下游宽滩河段泥沙均衡配置方法

黄河下游宽滩河段具有重要的滞洪沉沙作用,为了维护黄河下游河槽均衡稳定,治理"二级悬河",合理利用泥沙资源,开展了黄河下游宽滩河段泥沙均衡配置研究。提出了黄河下游宽滩河段泥沙均衡配置方法,通过黄河下游宽滩河段泥沙配置层次分析,确定泥沙配置目标和评价指标,分析了黄河下游宽滩河段泥沙均衡配置的配置方式、配置单元和配置能力,并建立了黄河下游宽滩河段泥沙均衡配置数学模型。     

黄河下游引黄灌区发展及泥沙治理历程探讨

黄河下游引黄灌区普遍存在不同程度的泥沙问题。如何合理处理利用引黄泥沙问题始终围绕黄河下游引黄灌溉发展的不同阶段。本文从黄河下游引黄灌区在不同发展时期面临的泥沙淤积问题为着眼点,综述了灌区发展及泥沙治理的4个历程,分别为灌区建设与泥沙处理阶段、灌区发展与泥沙治理利用阶段、灌区节水与泥沙远距离输送阶段和灌区泥沙资源化与水沙配置阶段。针对目前黄河下游引黄灌区面临的主要水文问题,指出灌区水沙资源优化配置是解决问题的主要途径,配置目标是共同协调配置灌区的水资源与泥沙资源,配置方法是多目标规划方法。     

黄河下游陆集滩“二级悬河”治理模型试验研究

在以往研究的基础上,根据试验研究河段的水文、泥沙特点,合理设计物理模型比尺,并对模型进行水位过程率定和验证,对黄河下游"二级悬河"试验河段淤填堤河治理措施进行物理模型效果检验。实体模型试验表明,通过"二级悬河"治理,当遇到较大上滩洪水时,滩地顺堤行洪流速降低,堤根水位下降、水深减小,洪峰期滩区分流比减小,滩区断面形态得到一定改善,滩地横比降大幅减小,"二级悬河"形势发生明显改善,堤防的安全性大幅提高。     

论黄河下游河道的生态安全屏障作用

黄河下游近800 km河道是举世闻名的"地上悬河",是淮河水系和海河水系的分水岭。人民治黄70 a来,黄河下游治理取得了举世瞩目的成就,由下游标准化堤防、河道、中游水库群、分滞洪工程、非工程措施等所构成的防洪体系已成为黄淮海平原的生态安全屏障。但是,由于黄河水少沙多、水沙关系不协调,因此泥沙问题长期以来并没有得到根本解决,威胁下游防洪安全的"二级悬河"不利形态依然存在。依靠自然力量和现有水沙调控体系无法消除"二级悬河",治理"二级悬河"并彻底控制其进一步发展,必须借助于人工干预。本文提出结合现有技术,完善水沙调控体系,有效进行调水调沙,恢复下游合理的行洪滞洪处理泥沙的河道形态,以确保黄淮海平原生态安全屏障的安全。同时,结合沿黄城市发展,打造集滩区居民脱贫与持续发展、"二级悬河"治理、沿黄城市生态空间等为一体的生态带。     

新水沙条件下黄河下游泥沙均衡配置方案

由于自然气候条件的变化和人类活动的影响,黄河下游的来沙量大幅减少,为了维护黄河下游河槽均衡稳定、治理"二级悬河",合理利用泥沙资源,开展黄河下游泥沙均衡配置研究。采用黄河下游泥沙均衡配置数学模型,按照新水沙条件和配置模式,计算了黄河下游泥沙均衡配置方案,计算结果表明,来水来沙条件对泥沙配置状况的影响较大,一般年来水量约260亿m3条件下,如果年来沙量少于4亿t左右,黄河下游河槽不淤积萎缩,修建防护堤对增大平滩流量有一定作用,滩区放淤可以改善泥沙分布状况。通过对各配置方案综合评价,提出了建议方案及不同配置方式的泥沙配置比例。     

不同治理模式下黄河下游水沙运行机制研究——“黄河下游滩区生态再造与治理研究”之二

通过建立黄河下游花园口至艾山河段二维水沙模型,采用实测资料分析和模型计算等多种手段研究黄河下游水沙运行机制。黄河下游宽河段以艾山为卡口形成平原水库,当发生漫滩洪水时,水流进入滩区,泥沙大量落淤,而后清水退入主槽,既减轻主槽淤积甚至产生"淤滩刷槽"效果,又减少了艾山以下窄河段的洪峰流量和泥沙淤积,是黄河下游防洪减淤体系的重要组成部分。受滩区人类活动和来水来沙等因素影响,现状河道存在漫滩水流顶冲堤防、顺堤行洪以及滩槽水沙交换不畅等问题,中小洪水期间河道淤积的泥沙90%以上分布在主槽和嫩滩,即使大洪水期间滩区构筑物影响减弱,仍有约50%淤积量分布在嫩滩;滩区防护堤方案缩窄了河道,客观上减少下游河道淤积7%~30%,但是加大了大洪水期间嫩滩淤积量;生态治理方案实施"高滩"淤筑和"二滩"再造,消除了"二级悬河"和滩槽横向倒比降,实现了洪水自然漫滩,减少下游河道淤积20%~50%,嫩滩淤积减少幅度更大,有利于遏制"二级悬河"形成。     

黄河下游"二级悬河"的治理措施及建议

众所周知,黄河下游河槽淤积萎缩十分严重,是著名的地上悬河,经过多年的小水过流状态,河道又演变成为"槽高、滩低、堤根洼"的"二级悬河"局面,防洪形势非常严峻,通过疏浚河槽、淤堵滩区串沟、淤填堤沟低洼地带、完善防滚河工程体系、适当加固生产堤等治理措施,缓解"二级悬河"的形势,维持黄河健康生命。同时提出,"二级悬河"的症结还在于进入下游河道水沙条件的变化,应加大科研力度,认识和运用自然规律,因势利导,做到"水沙平衡","人与自然和谐共存"。     

黄河下游“二级悬河”近期治理河段现状及存在问题分析

从黄河下游滩区形成特点、结构形态等角度,对工程所在河段现状进行了详细的调查,为黄河下游＂二级悬河＂近期治理河段的环境影响研究提供了详细的基础数据,并详细论述了黄河下游滩区存在的问题。     

黄河下游“二级悬河”成因及治理措施初探

文章分析了黄河下游"二级悬河"的成因及危害,探讨了"二级悬河"的治理措施,提出了"二级悬河"治理的建议。     

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。     

水利枢纽联合运用对遏制黄河下游河道淤积的作用

黄河水少沙多，下游河道不断淤积抬高，形成地上悬河，防洪任务日趋严重。如何减轻黄河下游河道泥沙淤积，是黄河治理中的重要目标之一。就目前而言，修建大型水利枢纽工程是一项有效和切实可行的措施。在黄河上修建大型水利枢纽工程会明显地改变进入黄河下游河道的水沙过程，特别是在枢纽运用初期，下泄水流含沙量显著降低，对减轻黄河下游河道泥沙淤积，遏制河床抬高具有明显作用。利用泥沙数学模型计算的方法，就小浪底水库和古贤水库对黄河下游河道的减淤作用进行了较为深入的研究，得到了如下主要成果和认识。     

对黄河下游河道治理若干问题的思考

对黄河下游河道治理中水资源调度管理、泥沙处理与利用、“二级悬河”治理等问题进行了分析，指出水资源的管理应从加强水量调度管理、减少水资源浪费、增加黄河可调控水量等方面入手；泥沙处理与利用应从在黄河滩区及两岸低洼地实施引黄（洪）放淤、积极尝试借助引黄涵闸实施引黄放淤、借助调水调沙实施重点河段的疏浚治理等方面入手；“二级悬河”的治理应从上游拦沙与下游处理泥沙结合、破除生产堤、加快防洪工程建设等多方面入手。     

黄河泥沙资源利用的长远效应

黄河多沙给两岸人民带来了严重的洪水灾害,因此黄河的治理措施多基于泥沙的灾害性。随着经济社会发展对黄河水资源的需求日益增加,加之黄土高原地区特殊的地理地貌特征等因素,未来黄河仍将是一条少水多沙河流。经过长期的治黄实践,人们逐渐认识到黄河泥沙的资源属性,其在黄河防洪安全、放淤改土与生态重建、河口造陆及湿地水生态维持、建筑材料等方面具有巨大的利用潜力。研究发现,黄河下游的河道淤积泥沙主要来自少数几场高含沙洪水;水库在拦截黄河泥沙的同时,也对泥沙级配进行了自动分选,为泥沙分类利用创造了条件。利用水库拦减高含沙洪水,不仅可减少下游河道淤积和滩区淹没损失,还为泥沙资源的集中利用创造了前提条件,具有巨大的社会和经济效益;同时,树立充分发挥水库的拦沙作用与泥沙资源集中利用有机结合的新理念,不仅能使水库持续发挥其拦沙减淤效益,也将更彰显黄河泥沙资源集中利用的长远效应。为此,必须从政策和管理层面建立良性运行机制,加强舆论宣传,吸引社会资金和广大群众主动参与黄河泥沙资源利用工作,实现黄河的长治久安。     

关于黄河下游二级悬河治理的探讨

分析了黄河下游二级悬河的形势,针对二级悬河治理的必要性和紧迫性,提出治理二级悬河应坚持全面规划、统筹兼顾、远近结合、标本兼治、综合治理的原则,主要措施包括:①加快建设二级悬河严重河段堤防的加固和防护工程;②破除生产堤等行洪障碍,利用大洪水淤滩刷槽;③利用中常洪水引洪淤滩;④人工疏浚河槽,淤填堤河,淤堵串沟;⑤结合引黄沉沙淤填堤河洼地。近期应做好规划、开展试点、加强相关研究工作。     

黄河干流泥沙分布状况及存在问题

利用实测资料系统分析了1950.7-2005.6不同时期黄河干流泥沙分布特点。通过上游宁蒙河段河道冲淤量、主槽平滩流量,中游龙潼河段河道冲淤量、潼关高程、三门峡水库拦沙量、小浪底水库拦沙量,下游主槽冲淤量、滩地冲淤量、主槽平滩流量、二级悬河状况、以及出口断面沙量等参数的变化,综合分析了不同时期不同来水来沙条件下,黄河干流泥沙分布引起的问题。提出了有利于减轻黄河干流泥沙淤积灾害的建议。     

对口丁坝双岸整治对黄河下游河道冲淤的影响

选取低含沙水沙系列、枯水多沙水沙系列以及规划设计的未来50 a水沙系列,利用黄河下游一维水沙数学模型,模拟计算了对口丁坝双岸治理方案下黄河下游河道在3种水沙系列条件下的冲淤状况。结果表明,游荡性河段采用对口丁坝方案整治后,输沙能力得到了提高,该河段多输送的泥沙一半以上输送到利津以下,其余部分淤积在高村—利津河段,其中淤积以高村—艾山河段为主,艾山—利津河段的冲淤情况与现状相比变化不大。     

黄河泥沙物化特性与改性利用研究进展

泥沙治理是协调黄河水沙关系的关键，在新时代绿色发展理念的推动下，黄河泥沙的资源属性日益凸显，黄河泥沙治理与资源利用成为研究热点。通过对现有黄河泥沙治理与资源利用相关的文献资料进行分析，归纳总结黄河泥沙物化特性、泥沙对黄河生态安全的影响以及泥沙资源利用途径。结果表明：黄河泥沙主要源自中游多沙粗沙区，不同河段的泥沙物化特性略有不同；碱激发改性是泥沙资源利用的主要技术手段，改性剂类型对泥沙改性材料强度等性能影响较大。结合黄河泥沙治理与资源利用研究进展，提出建立黄河泥沙治理的统一标准、将黄河泥沙与多种废弃材料或工业副产品相结合进行资源利用等建议，以提高黄河泥沙整体利用率。