黄河下游防洪形势分析

对小浪底水库运用前后黄河下游河道的断面面积、平滩流量、3 000 m~3/s流量时对应的水位、最大流量及堤防高程等要素变化的综述表明,目前下游河道排洪能力已经迅速增大。在目前来水来沙条件及现有水利工程调蓄下,当黄河下游发生历史洪水过程,花园口断面不会出现超过10 000 m~3/s的洪峰流量。在未来黄河流域洪水水量及沙量减少条件下,通过小浪底等干支流水库的调节,预测今后黄河下游发生较大洪水的可能性会进一步减少。大水带大沙的输沙特性已不存在,黄河下游河道依靠洪水排沙的几率明显降低。从长远看,黄河下游的泥沙问题依然存在。在未来洪水较少的情况下,利用小浪底水库塑造"人工"洪水实现水库排沙,并使下游河道产生冲刷仍是下游河道治理的重要措施。由于黄河下游防洪形势的变化,应转变黄河下游治理方略。如何对下游滩区进行有效治理,发挥广大滩区的作用,需要进一步深入研究。     

黄河下游宽滩区土地利用格局时空演变及影响因素

以兼具防洪安全和百姓安居双重功能的黄河下游宽滩区为研究对象,利用变化动态度、转移矩阵、迁移轨 迹图、Logistic 回归模型等方法,分析 1980—2020 年黄河下游宽滩区土地利用时空演变特征及迁移轨迹,探讨影 响土地利用变化的主要因素。结果表明：耕地、水域和建设用地是黄河下游宽滩区的主要土地利用类型,其中建 设用地聚集于连续的、成片的大滩区;1980—2020 年耕地面积呈持续增大趋势,水域呈持续减小趋势,建设用地 基本维持稳定;1990—2000 年是变化最剧烈的时期,主要是耕地面积的大幅增加以及水域面积的大幅减小;2000 年以前主要是水域转化为耕地,2000 年以后耕地（128.71?km 2）与建设用地（129.61?km 2）的相互转化占据主导;有别 于其他区域（流域）,影响黄河下游宽滩区土地利用变化的主要因素是河道工程、滩区规模以及政策法规等。未来 需基于滩区自然禀赋和河道整治情况,探索土地分类管理和用途管制制度,推动黄河下游宽滩区土地合理利用与 可持续发展。     

黄河下游未来治理方案浅议

针对当前黄河下游河道滩区概况及存在的一些新情况和新问题,提出了"两步走"的黄河下游河道治理方略。近期拟采取"滩区防护堤+格堤"的治理方案;当进入黄河下游河道的水流泥沙条件满足窄河条件时,远期实施"窄河固堤"方案。建议黄河下游堤防的防御标准从固定的22 000 m~3/s流量改变为防御1 000年一遇频率洪水。黄河下游堤防规划与建设实行远近结合,一次规划,分步实施;对黄河下游滩区分类分层次管理;消除北金堤滞洪区。     

黄河下游中常洪水调控指标

从塑槽径流条件、水流动床阻力、河道整治、滩区及防洪等方面,论证了未来黄河下游主槽目标过流能力采用4 000m3/s左右的合理性,提出了黄河下游发生明显淤滩刷槽的临界流量。同时,根据不同量级洪水河道的冲淤特点,提出了小浪底水库控制下游流量、含沙量指标。即在目标主槽过流能力条件下,控制漫滩洪水流量不低于6 000m3/s,含沙量不大于250-300kg/m3;小漫滩洪水和非漫滩洪水,尽量按流量2 300-4 000m3/s、含沙量20-50kg/m3的水沙搭配控制,避免出现4 000-6 000m3/s8、00-2 300m3/s两个量级的洪水过程。     

谈黄河的防洪问题

正黄河中游暴雨频繁、强度大、历时短,洪水具有洪峰高、历时短、陡涨陡落的特点。目前黄河流域建成水利工程总库容达900亿m~3,有效库容超过450亿m~3,形成了比较完整的防洪工程体系,但是洪水问题不可能彻底解决。1843年黄河花园口站洪峰流量达到33 000m~3/s,目前花园口过流能力最大为22 000m~3/s,黄河下游最窄处过流能力只有11 000m~3/s。所以未来下游城市群发展、滩区治     

维持黄河下游中水河槽的小浪底调控指标分析

塑造和维持黄河下游中水河槽,是维护黄河健康生命的一项重要任务,也是对小浪底水库拦沙期运用的基本要求。通过分析黄河下游河道平滩流量的变化与进入下游的水沙量之间的响应关系,以及建立平滩流量与滑动平均汛期水量和洪水流量的关系,提出长期维持黄河下游中水河槽的调控指标为:流量不小于2 600 m~3/s,历时不小于6 d。通过分析当前4 000 m~3/s左右中水河槽的下游河道洪水冲淤特性,提出当前维持中水河槽对小浪底水库的运用要求为:汛前调水调沙尽可能塑造接近下游平滩流量的洪水过程,调控流量为3 500 m~3/s左右;汛期结合中游洪水过程塑造2 500m~3/s以上量级且具有一定历时的洪水过程。     

泥沙淤积对黄河下游中小洪水风险影响评价

泥沙淤积导致黄河下游中小洪水灾害发生次数及损失大小发生了变化。利用90系列洪水资料,分析了小浪底水库和黄河下游河道系统不同组合条件下滩区中小洪水风险变化特点。水库和下游河道淤积都导致了黄河下游中小洪水漫滩淹没损失发生的次数增多、损失值变大。在维持黄河下游平滩流量4 000m3/s条件下,泥沙淤积导致滩区中小洪水漫滩次数由小浪底水库拦沙运用初期的年均0.10次增大到拦沙运用后期的年均2.18次,相应的洪水灾害损失值也由年均0.220亿元增大到年均2.400亿元。     

黄河下游高效输沙洪水调控指标研究

黄河下游河道冲淤变化主要取决于水沙条件,即随流量大小和含沙量高低而变化,含沙量越低则泥沙淤积比越小、单位输沙水量越大,反之,含沙量越高则泥沙淤积比越大、单位输沙水量越小。在黄河水少沙多、水资源日趋紧缺和供需矛盾日益突出的现实条件下,为兼顾河道少淤和减少输沙水量,可通过水库调度,优化水沙搭配、塑造高效输沙洪水。以黄河下游实测场次洪水为基础,建立洪水期下游河道泥沙淤积比与水沙因子间的响应关系,求得流量为4 000 m~3/s时冲淤临界含沙量约为50 kg/m~3;基于黄河下游河道洪水泥沙输移规律,以维持黄河下游河道基本不淤积为约束条件,分析单位输沙水量随含沙量的变化情况,提出了高效输沙洪水泥沙优化配置指标,即洪水流量为4 000 m~3/s、河道淤积比为0～15%时,相应的高效输沙洪水含沙量配置区间为50～75 kg/m~3。     

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。     

黄河下游典型滩区滞洪沉沙模式设计与分析

为改善黄河下游河槽萎缩、二级悬河的不利河势,促进滩区可持续发展,在黄河下游滩区划分滞洪沉沙区,分析了滞洪沉沙区防护堤的建设标准,探索了滞洪沉沙区的运用方式。结果表明:东坝头以上河段滞洪沉沙区防护堤的防洪标准应为8 000 m~3/s,东坝头以下河段应为6 000 m~3/s;黄河下游主行洪区以外共划出20个行洪滞洪沉沙区,面积约占滩区总面积的64.59%、人口约占滩区总人口的84.13%;滞洪沉沙区的运用按照"先上后下、数量最少、损失最小"的原则进行。同时分析了滞洪沉沙区分区管理模式的优点。     

In the Central Committee of the Communist Party of the Soviet Union and the Council of Ministers of the USSR

Power Technology and Engineering -     

分流对弯道水流紊动强度影响的试验研究

采用先进的三维超声波多普勒流速仪（ADV）对不同分流比情况下弯道水流紊动特性进行了系统的试验研究。根据试验数据,探讨了不同分流比工况下弯道水流的紊动机理,分析了其紊动特性,同时对紊动强度分布特点进行了比较。     

前置掺气坎坡度对阶梯溢洪道掺气水流影响的数值模拟

为研究复杂边界条件下气液两相界面的流动及混掺现象对工程建设的影响,结合某大型水电站的溢洪道,利用RNG k-ε模型对其进行三维流场模拟,采用有限体积法离散控制方程,并用GMRES算法进行压力求解,对前置掺气坎式阶梯溢洪道和传统阶梯溢洪道泄流壁面上的高速掺气水流进行数值模拟。结果表明:随着掺气坎坡度的增加,其掺气空腔及掺气浓度均有所增大,随着水流下泄掺气浓度沿程降低,达到一定距离后趋于稳定,掺气浓度值达到了减免空蚀破坏的要求;与传统阶梯溢洪道的模拟结果进行对比可知,增设前置掺气坎后,既可以增加前几级阶梯的掺气浓度使水流提前达到水气平衡,也没有降低阶梯式溢洪道的消能率,为解决传统阶梯溢洪道中出现的工程难题提供了一种新思路。