基于HEC-HMS模型的西南山区中小河流模拟产沙研究

西南山区中小河流分布广泛,洪水大多汇流时间短,洪峰大,因此携带泥沙破坏力强。以川西南典型山区河流——寿溪河为例,基于HEC-HMS模型中的MUSLE算法构建流域产沙模型。即,首先采用该模型通过产、汇流及河道洪水演算过程对场次降雨进行洪水预报,再依据洪水预报结果基于MUSLE公式进行流域产沙模拟。该公式通过计算流域的产沙过程和泥沙输移过程,预测单场降雨下面蚀和细沟侵蚀的情况。主要涉及到的计算因子包括降雨强度、下垫面情况、地形状况及土壤状况,因此,研究从以上4个方面对流域产沙进行了相关性分析。结果表明：降雨强度与流域产沙量有正相关关系,泥沙区间变化率在趋于初始降雨强度时达到峰值;在计算范围内,当覆被因子减小为原来的20%时,泥沙的区间变化率达到50%,增大为原来的180%时,区间变化率仅为13%;覆被因子和地形因子变化率相同的情况下,流域产沙的变化情况完全相同,在平缓短坡上,下垫面的植被覆盖越密集,流域产沙越少;对流域土壤状况来说,土壤中细颗粒占比越大,流域产沙量越多。     

黄甫川和浑河两流域产输沙规律

黄甫川，浑河是黄河中游河口镇至龙门区间的一级支流，水土流失严重，类型多样，其主要产沙地层为砒砂岩，黄土和风积沙。黄甫川流域各产沙地层产沙模数分别为；砒砂岩２３０００ｔ（ｋｍ＾２．ａ），黄土１７０００ｔ／（ｋｍ＾２．ａ）、风积沙１４００ｔ／（ｋｍ＾２．ａ）。常河流域黄土产沙模数为５２００－７５００ｔ／（ｋｍ＾２．ａ）。小流域沟间地和沟谷地产沙分别占总产沙量的２０％－３０％和７０％－８０％，泥沙输移比     

流域产输沙规律分析

流域产沙分析对水利工程设计和水土保持综合治理的规划有着重要的指导意义，但由于产沙机制的复杂性，目前还很难寻求完整描述产沙机制的理论，本文旨在通过对屯溪站实测资料的分析，以探讨河流泥沙系统的内部规律，定量分析不同因子与流域产沙的相互关系及影响程度，并以回归分析方法建立河流输沙量的数学模型。     

黄土地区一次暴雨产沙数学模型的研究

本文在大量实测资料的基础上，采用成因分析方法建立了黄土地区小流域一次暴雨径流深、产沙量及泥沙输移比公式。为了计算大流域的产沙，将大流域分割成若干注流域，由河道将小流域相联，这样小流域的产沙计算和已有的河道冲淤计算的数学模型相联，从而形成一套较为完整的由降雨预报流域产沙的数学模型，并使模型程序化，通过率定验证取得了较为满意的结果，并在较大流域上进行了计算。     

我国流域侵蚀产沙的地带性特征初探

本文从分析不同自然带影响侵蚀产沙的各项地带性因子的组合关系入手，从宏观上对我国流域侵蚀产沙的地带性分布特征进行了研究，得到了我国流域产沙模数随纬度和经度变化的曲线，并对其形成机理进行了解释．     

蒲石河流域水沙关系分析

近些年来，蒲石河流域乃至整个东部山区，由于受暴雨的侵蚀和人类活动的影响，造成严重的水土流失、泥石流等灾害现象频繁发生。为根治水土流失，首先要弄清流域的产沙成因及水沙关系特性，为治理工作提供更可靠的科学依据。文章通过对蒲石河流域水沙关系分析分析，概化出该流域产沙模式     

泥石流流域的产沙

泥石流是饱含大量泥沙石块的固液两相的灾害性急流,泥沙石块等固体物质以泥石流为载体,大规模地搬运至泥石流流域沟口堆积扇或江河湖库,泥石流流域属山区特小流域,流域的产沙源主要是冰碛体、滑坡体、崩坍体、堆积体和坡面松散土体.从形成泥石流的产沙机理来看,可分为滑移型产沙过程、搬运型产沙过程、滑移—搬运型产沙过程.泥石流流域的产沙量,包括一次泥石流过程的产沙量、一次泥石流过程的产沙模数、泥石流流域的年均产沙量,都远远大于一般流域.为了有效地控制泥石流流域的产沙,须采取工程措施(以拦沙坝群为最好)和非工程措施相结合的办法,对泥石流流域进行综合治理.     

长江大通以下流域对入海水沙通量贡献的探讨

长江大通站以下子流域占长江流域总面积的6%，一直是入海水沙通量的监测盲区。为了探讨该区域对长江入海水沙通量的贡献，综合比较了大通以下流域与相邻的汉江和鄱阳湖流域的自然条件和人类活动影响，初步揭示了大通以下流域的产水产沙特点，并粗略估算了其产水产沙量。结果表明，大通以下流域径流量占全流域总径流量的6.3%，而其输沙率大约只相当于大通输沙率的3%~4%。     

吕二沟小流域水土保持措施对径流和侵蚀产沙的影响

以甘肃天水吕二沟流域22年实测水文泥沙数据为基础,从降水～侵蚀产沙、径流～产沙关系入手,统计分析了小流域水土保持措施对径流和侵蚀产沙的影响。结果表明：小流域径流和侵蚀产沙在年内的分布与降水的季节分配和植被生长发育期有关;径流和侵蚀产沙的年际变化是随流域水土保持措施全面实施和小流域林草植被面积的增加,流域径流量和侵蚀产沙量逐渐减少。从单次降水～径流、降水～侵蚀产沙关系曲线来看,小流域水土保持措施发挥着明显的减水、减沙效益,为流域的综合治理、水土资源的合理开发利用提供科学依据。     

人工神经网络模型在流域水沙预防中的应用

运用ＢＰ人工神经网络模型的基本原理，根据流域产流产沙的基本规律，以流域降雨条件为基本影响因子，由流域实测资料建立了ＢＰ神经网络模型。该模型具有很好的学习和泛化性能。同时该模型能用于评价流域内人类活动因素对流域产流产沙规律的影响。将该模型应用于兴山碧溪、顺利峡站，并与实测资料进行了分析比较，表明，模型基本合理１、可靠。     

流域输沙模数与流域面积关系研究

提出至今所有流域泥沙输移比与流域面积关系其实质都是流域输沙模数与流域面积的关系。前人的流域输沙模数与流域面积关系的研究结论认为一般都是呈现反比关系,黄河中游流域输沙模数与流域面积不是这样的关系,这是一个特例。本文通过三个不同层面,即长江干流、黄河干流,长江上游、黄河中游主要支流及任意流域的流域输沙模数与流域面积关系的分析研究,认为黄河中游流域输沙模数与流域面积不是反比关系,这不是特例。因为,长江上游无论是干流还是支流或任意流域的流域输沙模数与流域面积同样不存在一个规律的反比关系。流域输沙模数与流域面积的真正关系不是受控于流域面积的大小,而是取决于流域所在区域的地质构造单元的性质、地貌类型及土地利用的合理性等多个因素,其中最本质的是地貌类型、地质构造单元的活动性质及控制面积。本研究可以推进河流泥沙学科的发展、开拓环境学科的研究思路和有助于流域大型水库的泥沙淤积前景的科学预测;同时对流域尺度转换理论在地学中的正确应用的可能性也是有重要的启迪作用。     

黄河干流梯级开发构架与泥沙控制布局研究

大量实测资料分析表明,黄河流域主要的产沙区间为河口镇至潼关区间,黄河支流按入黄沙量大小排序为渭河、无定河、窟野河、北洛河、祖厉河、皇甫川、延河、清涧河、洮河、汾河等。对黄河干流36个梯级开发工程、13条主要来沙支流224座水库研究表明,干流龙羊峡、刘家峡、大柳树、碛口、古贤、三门峡、小浪底等七大骨干工程的总库容为944.97亿m3,总有效库容为472.26亿m3,拦沙库容为466.65亿m3,分别占36个梯级水库拦沙总库容的91%9、3%、90%。小浪底水库虽然具有巨大的拦沙库容,但是其上游水库或者未建、或者淤满、或者位于来沙区上游,因此其拦沙压力巨大,剩余拦沙年限仅10余年。小浪底水库淤满后,黄河泥沙将失去控制,会对黄河下游防洪构成危害。     

黄河流域近百年产沙情势变化

基于实测降雨、水文、坝库拦沙、灌溉引沙和河道冲淤等数据,分析了1919-2016年黄河潼关以上流域实际产沙量、产沙强度和不同时期下垫面在多年平均降雨情况下的产沙能力变化。结果表明,20世纪30年代以后,流域产沙能力逐渐增大,至50~70年代达到顶峰;80~90年代以后,流域产沙逐渐减少,其中2010-2016年流域产沙强度只有1919-1939年的23%。1919-2016年流域年均产沙量为13.7亿t。在多年平均降雨和1919-1953年下垫面情况下,潼关年均来沙量应约为14.6亿t;至1956-1975年,该值达到16.6亿t。     

黄河干流宁蒙河段风沙入黄沙量计算

黄河流域风沙活动主要分布在三个区域,即青海省龙羊峡以上黄河左岸的共和沙区、宁夏沙坡头至内蒙古河口镇黄河干流两岸的沙漠区以及河口镇以下至无定河河口之间黄河右岸支流的上游区。其中以沙坡头至河口镇之间风沙对黄河的危害最为严重。据输沙平衡法初步计算,该河段每年进入黄河干流的风成沙量约2190万t。     

河龙区间水利水保工程减沙效益水保法研究成果汇总浅析

在汇总“七五”期间水保基金、水沙基金和自然科学基金等３个项目水保法分析的河龙区间１４条支流水利水保工程减沙效益成果的基础上，对各项措施面积、措施减沙指标以及减沙量分别进行了对比讨论，提出了三种成果的差异以及造成差异的原因，并为进一步研究黄河的水沙变化提出了一些新的见解。     

黄河水沙变化与下游河道改造

20世纪80年代中期以来,进入黄河的水沙量及其过程发生了重大变化,潼关水文站水量和输沙量大幅下降,已由1919~1959年期间的平均水量426亿m3/年、输沙量16亿t/年下降到2000~2012年的231亿m3/年和2.76亿t/年,随着黄河上中游水土保持和生态建设的持续开展,预计未来50~100年潼关站年平均水量和输沙量将逐步稳定在210亿m3/年左右和3亿t/年左右。水沙变化关系到治黄方略的制定,关系到黄河的长治久安。为了顺应黄河水沙的变化,确保黄河防洪安全,实现下游河道不改道、河床不抬高的治理目标,本文提出了新的水沙条件下黄河下游河道治理的总体思路是:改造河道、解放滩区。具体措施包括:稳定主槽、缩窄河道、完建堤防、治理悬河、滩区分类。建议深入研究下游河道改造的方案与河道缩窄的可行性及其影响,为黄河下游河道改造提供科技支撑。     

基于水沙组合分类的黄河中下游水沙变化特点研究

为进一步揭示黄河中下游水沙关系及变化规律,本文通过自组织映射(Self-Organizing Map)-K均值聚类(K-means clustering)耦合方法,利用黄河中游潼关水文站1919—2018年的年径流量及年输沙量数据,对该站的水沙组合进行分类。结果表明:潼关站水沙类型有沙多水多、沙多水中、沙中水中及沙少水中4种。结合新中国成立后黄河流域水土保持事业的发展情况,以1960年及2000年为时间节点将研究时段分为3个阶段,分析了上述4种类型在3个阶段的出现频率及变化特点。考虑到黄河水沙条件的变化,又对1986年以来潼关站的水沙组合进行分类。结果表明:该站在1986年后的水沙类型有沙中水中及沙少水中2种。两种时间序列下的分类结果略有差异,体现出黄河水沙变化的复杂性。     

黄河水体COD监测技术探讨

近年来，在黄河流域工农业高速发展的同时，黄河水污染也日趋严重，且以有机物污染为主，通过分析认为，黄河水质监测中采用的反映有机污染的主要指标CODMn已不能客观反映黄河水体的有机污染程序，而CODCr的代表较好，黄河多泥沙的特点给CODCr的监测带来种种困难，根据以往的一些研究结果，作者提出在黄河河口镇以上断面CODCr的监测可按照国家监测标准要求执行，河口镇以下断面非汛期时按照国家监测标准要求进行监测，汛期则仅监测清水中的CODcr，但监测结果不能作为国家环境治理措施制定的依据。     

基于经验模态分解方法和信息熵的水沙关系研究

为研究黄河中游水沙关系及其细部演化特征,利用黄河中游控制性水文站——潼关水文站1919—2015年实测径流量和输沙量资料作为研究数据,采用经验模态分解方法分析径流和泥沙随机变化的复杂性,并运用信息熵理论计算不同时间尺度上径流和泥沙分解序列及原始序列的熵值、径流与泥沙各分量与其原始序列之间的互信息、径流与泥沙之间的互信息。结果表明:潼关水文站径流量与输沙量变化具有显著下降的趋势;径流量和输沙量在一定程度上表现为某种同步变化关系;径流量与输沙量的长周期分量及趋势项互信息较大,因此水沙关系宜采用长周期研究,趋势项分量数据信息阐述原始序列数据信息比较可靠。     

黄河干流水力资源开发及其有关问题

黄河干流河开发水力资源为２８２１．９万ｋＷ，主要集中在码曲至野狐峡、野狐峡至青铜峡、河口镇至龙门及潼关至花园口四个河段。截至１９９５年底止，黄河干流已建和在建水电站共１１座，总装机容量８９２．１万ｋＷ，约为黄河可开发水力资源的３１％；已建成的７座水电站累计发电２７３９亿ｋＷ·ｈ，总产值１７８亿元，为电站总投资的４倍。据规划，黄河干流梯级电站共４７座，总装机容量３２０９．２万ｋＷ，年发电量１１５４亿