"模型黄河"工程建设的目标、指导思想及原则

合理确定“模型黄河”工程建设的目标，科学制定建设的指导思想，并根据黄河治理开发的需要拟定建设的原则，是编制好《“模型黄河”工程规划》的重要保证。规划的近期目标是续建或建设小浪底水库全库区实体模型和小浪底至陶城铺河段河道模型、三门峡水库模型、小北干流河段河道实体模型、土壤侵蚀土槽模型和黄河河口概化模型；到2010年，完善黄河实体模型试验体系(包括建成渭河下游、宁蒙河段、陶城铺至利津河段的河道模型，河口模型及黄土高原小流域侵蚀模型等)，建成相应的现代化测控系统，实现“模型黄河”与“数字黄河”的紧密耦合，使有关的黄河重大治理方案可以在“模型黄河”和“数字黄河”集成的模拟环境下进行论证、比选和完善。规划的指导思想是：以“科学技术是第一生产力”的战略思想为指导，以服务黄河治理开发的科技需求为根本，遵循“三条黄河”的现代治黄理念，全面规划、统筹兼顾、合理安排、分期实施，采用先进的实体模拟理论和测控技术，通过“模型黄河”工程建设，构架治黄科技平台，提升治黄科技水平，实现治黄现代化的战略目标。工程建设所遵循的原则是：①立足全河，统筹规划；②需求牵引，开放共享；③突出重点，分步实施；④成熟先行，研发并举；⑤先进实用，开放扩展；⑥合理布局，交互使用。     

"模型黄河"工程的总体布局和建设任务

“模型黄河”工程由各类实体模型工程、基础设施工程和测控系统工程等组成,基础设施工程和测控系统工程都是为各类实体模型服务的。根据“模型黄河”工程建设总体目标,确定的建设总体任务是：逐步建设功能齐全、模拟精度较高的黄土高原模型、水库模型、河道模型及河口模型体系,同时建成现代化程度高、技术先进、可起到“三条黄河”联动桥梁作用的自动化测控系统,以及扩展性强、布设合理的试验厅等相关基础设施。     

"模型黄河"测控系统建设

“模型黄河”自动化测控系统是“模型黄河”工程体系的重要组成部分。“模型黄河”测控自动化系统复杂庞大，是联系试验人员和实体模型的桥梁，更是实现“三条黄河”联动的桥梁。系统在逻辑上主要由采集控制层、网络层、数据层、应用层、接口层和支撑层6个部分组成，以先进性、安全性等作为建设原则，实现实时数据自动采集与自动监控、动态查询、试验过程形象化展示等功能，达到“三条黄河”相互关联、互为作用的目的。     

建设"模型黄河"工程

“模型黄河”是对“原型黄河”所反映的自然现象进行反演、模拟和试验，从而揭示“原型黄河”内在的自然规律。建设“模型内河”（主要包括黄土高原模型、水库模型、河道模型及河口模型），一方面直接为“原型黄河”提供治理开发方案，另一方面为“数字黄河”工程建设提供物理参数。通过“数字黄河”与“模型黄河”的联合运用，确保各种治理开发方案在“原型黄河”上实现技术先进、经济合理、安全有效的目标。     

"模型黄河"工程规划项目综述

为推进治黄现代化进程,黄河水利委员会党组提出了加大治黄科技含量,着力建设“原型黄河”、“数字黄河”和“模型黄河”的科学治黄新理念。通过“模型黄河”工程建设,可以直观地再现“原型黄河”,从而利用实体模拟的方法对黄河的基本规律和治理方案加以研究,并可为“数字黄河”工程建设提供物理参数。“模型黄河”工程建设是一个复杂庞大的系统工程,为使“模型黄河”工程建设作到科学、合理,遵循“立足黄委、多方参与、专家咨询”的原则,编制了《“模型黄河”工程规划》。该规划是在广泛、细致调研的基础上,依据新世纪黄河治理开发与管理的重大需求编制完成的,具有科学性和可操作性,是我国第一部由流域机构制定并得到水利部批复的系统的实体模型建设规划。“模型黄河”工程体系由实体模型系统、测控系统和试验基地等基础设施所组成;其中,模型系统是“模型黄河”工程体系最重要的核心组成部分。在今后《“模型黄河”工程规划》的实施过程中,应制定合理的实施计划,建立完善的运行管理制度,建立信息资源成果共享制度,加强基础研究,加强计量认证体系和模型试验标准化体系建设。     

"模型黄河"工程应用前景展望

“模型黄河”工程在解决黄河治理开发重大问题和当前黄河治理开发中的应用表明：通过建设“模型黄河”工程并结合其他科学手段，将有效地揭示黄河的内在规律，为管理的科学决策提供强有力的支撑，同时为数学模型的建立和验证提供更多的物理参数，促进数学模型模拟技术的提高。黄河存在的很多问题也必须结合实体模型试验的方法，进行综合分析研究。另外，还可以利用“模型黄河”工程开展黄河水质污染输移、河流生态等方面的试验研究，为黄河治理开发提供更多领域的科技服务。因此，“模型黄河”工程有着很好的应用前景。     

"模型黄河"基础设施规划简述

“模型黄河”是一个复杂而庞大的系统工程，“模型黄河”工程的正常有序运转必须有完善的基础设施保障。“模型黄河”工程主要由各类实体模型工程、基础设施工程和测控系统工程组成；基础设施工程包括模型试验场(区)、模型试验厅及配套设施等。     

"模型黄河"工程建设的可行性

建设“模型黄河”工程在实体模拟理论与技术、测控技术及基础设施等方面，都已具备较好的支撑条件。目前，黄委已有相当规模的试验基地，并已建成了三门峡水库、小浪底水库、小浪底至苏泗庄河段河道等大尺度的实体模型、基础试验水槽和土壤侵蚀土槽及与之相配套的人工降雨系统等；在多沙河流实体模型试验方面具有坚实的理论基础和丰富的实践经验，同时在黄河高含沙洪水模型的相似律等方面，亦取得了理论及技术上的突破；适用于不同含沙水流动床模型试验的进出口自动控制系统和水位地形自动采集系统等已投入运用，同时具有良好的智力支撑条件及投资渠道。因而，“模型黄河”工程建设是完全可行的。     

建设"原型黄河"完善的测验体系

建设“原型黄河”完善的测验体系在黄河治理开发和管理的事业中占有极其重要的地位，是“数字黄河”和“模型黄河”工程建设的基础。“原型黄河”的测验体系，是指从测验站网的规划、布设到收集、整理、存储和刊布水文、泥沙、河床及库区形态资料的全部技术过程，基本的测验项目包括降水、蒸发、水位、水温、水质、冰情、流量、泥沙、河床（含河口）和库区冲淤变化等。     

实体模型试验在黄河治理中的应用

几十年来，黄河实体模型一直是研究和解决黄河复杂问题的重要手段之一，利用实体模型开展了大量泥沙学科的理论基础研究和治黄科研的应用基础研究。实体模型在水利工程规划与建设、河床演变与河道整治方面的基础研究、黄河下游洪水演进预报、黄河下游河道整治方案的论证、河道整治局部工程试验、河道整治工程新技术研究、挖河固堤试验研究、小浪底水库运用方式研究、黄河调水调沙试验以及数学模型研究等方面发挥了重要的作用。但是，实体模型建设还存在诸多问题：①缺乏系统性和整体性；②模型功能不全，难以满足“三条黄河”互动要求；③已有模型厅扩展性不强，测控系统不完善，量测技术相对落后，直接影响到试验的研究水平与成果质量。     

信息化建设为构架"三条黄河"作支撑

当你在黄河水量调度总控制中心,可看见工作人员轻轻点几下计算机的鼠标,远在百公里之外的闸门就会按照所输入的指令,自动地进行启闭. 当你在黄河水保生态环境监控中心,只要输入相关的参数,三维动画瞬间便模拟出黄河流域水土保持现状,调整工程布局,设计整体规划方案.伴随着参数的改变,沟道工程布局也在发生变换.     

Digital Yellow River Model

Soil erosion is one of the key concerns in land use management for the Loess Plateau of the Yellow River, where serious soil loss is the root cause of environmental and ecological degradation of the basin. In this paper, a physically-based, distributed-parameter, and continuous erosion prediction model at the river basin scale was developed with the aim of assisting in developing better land use management strategies. The framework, the major supporting techniques, and the typical erosion processes are described. The physical processes of sediment yield and transport in the Loess Plateau are divided into three sub-processes, including the runoff and sediment yield on hillslopes, gravitational erosion in gullies, and hyperconcentrated flow routing in channels. For each sub-process, a physically-based simulation model was developed and embedded into the whole model system. The model system was applied to simulate the runoff and sediment yield in several typical years in the coarse sediment source area of the Loess Plateau, and the simulated results were in reasonably good agreement with the measured values.     

刍议治黄治沙战略新措施-黄河小北干流放淤

泥沙问题是长期困扰黄河下游防洪的核心问题。在小浪底水库拦沙运用初期,中游水土保持初见成效,古贤、碛口水库投入运用前的这段有限的时期内,如何减轻黄河下游防洪压力,改善下游“二级悬河”的被动局面,研究和探索新的泥沙处理措施是当前十分复杂、紧迫的任务。结合2004年在黄河小北干流连伯滩实施的放淤试验工程,分析论述了在该河段进行大规模放淤具备的条件和重大意义,从而认为黄河小北干流必将成为一块治黄治沙的新战场。     

黄河下游引黄灌区泥沙灾害评价

在对黄河下游引黄灌区泥沙的灾害性及特点进行深入分析的基础上,提出了灌区泥沙灾害的经济评估指标、环境评估指标及引黄退水对排水河道排涝能力的影响指标,从定量上综合反映灌区泥沙灾害的影响程度,并结合具体情况对灌区泥沙灾害进行了评估。     

黄河河川径流耗水量预测分析

在分析黄河流域1950－1999年间不年代 川径流耗水量年限变化特点的基础上，利用指标方法，回归方法和双向差分模型分别预测了2005、2010和2020年水平黄河流域河川径流耗水量，研究结果表明，黄河河川径流耗水量基本呈稳定升高趋势，三种方法预测的结构基本一致，黄河流域三个水平年河川径流耗水量将比1999年分别上升9％、13％和21％。     

建设“数字黄河”工程

“数字黄河”工程是借助全数字摄影测量，遥测，遥感（RS）、地理信息系统（GIS），全球定位系统（GPS）等现代化手段及传统手段采集基础数据，通过微波，超短波，光缆，卫星等快捷传输方式，对黄河流域及其相关地区的自然，经济，社会等要素构建一体化的数字集成平台和虚拟环境。在这一平台和环境中，以功能强大的系统软件与数学模型对黄河治理开发和管理的各种方案进行模拟，分析和研究，并在可视化的条件下提供决策支持，增强决策的科学性和预见性。建设“数字黄河”工程，是实现黄河治理开发和管理现代化的关键途径，包括数据采集，数据传输，数据存储及处理，数学模拟和决策支持5个环节，以及防汛减灾，水量调度，水质监控，水土流失治理与监测，水利工程运行与管理，电子政务，黄河网等7方面的内容。“数字黄河”工程的基础平台包括通信网络，计算机网络和基础数据库。要保证“数字黄河”工程的顺利实施，必须统一组织，做好规划，确保投入，应用牵引。     

"数字黄河"工程建设推动黄河水利现代化进程

“数字黄河“是“原型黄河“的虚拟对照体,是借助信息技术等现代化手段采集基础数据,对全流域及相关地区的自然、经济、社会等要素构建一体化的数字集成平台和虚拟环境.“数字黄河“工程从2001年开始建设,2003年4月水利部正式批复了“数字黄河“规划.在总体规划下,黄委明确了“数字黄河“工程的近期目标,并对各个组成部分进行科学全面的总体设计,明确了工程建设方法与步骤.目前,“数字黄河“工程蓝图绘就,框架体系基本建成,六大业务应用系统建设取得可喜的进展,在黄河治理开发中已初见成效.     

对黄河下游河道的再认识

一、造成小水大灾的原因 近年来,随着清水资源的优先开发,龙羊峡、刘家峡两座大型水库投入运用,及上中游地区工农业用水的增加,黄河下游的问题更加突出。龙羊峡、刘家峡水库汛期的最大蓄水量可达100亿m~3,使得汛期进入下游的水量大幅度减小,含沙量增加,洪峰流量减小,洪水的造床作用减弱,河槽严重淤积并萎缩,平滩流量减小,二级悬河进一步发展,几乎年年出现长时间断流,防洪和水资源利用问题更加突出。     

黄河下游河流动力地质作用

黄河下游河流动力地质作用主要包括淤积作用、冲刷侵蚀作用和渗流潜蚀,其中黄河下游的淤积作用是最主要的河流动力地质作用。对黄河下游河流动力地质作用效应进行了分析,认为:河流地貌断面形态与输水输沙能力有较大关系;河势变化,尤其是河势突变对河流安全运行有重要影响;渗流潜蚀作用降低和改变土体介质的力学强度和物理性状,可引发渗漏、沙沸、流土等不良工程地质现象和堤岸溃决险情。