新情势下黄河口演变与整治研究思路

基于黄河口水沙变异的新情况以及经济发展和生态环境建设的新需求,提出新情势下黄河口演变与整治的研究思路。针对目前研究中需要突破的薄弱环节,瞄准国际河口学领域中的前沿问题,采用多学科交叉和多种研究手段,对黄河口开展创新研究。主要研究:黄河口水沙变异特征,尾闾河道枯萎机制及其演变响应,拦门沙演变响应过程及其反馈影响;河口泥沙通量,最大浑浊带、泥沙异重流形成机理,河口海岸淤进、蚀退及其动力平衡机制;黄河口陆海相互作用的整体数模,河口演变趋势与入海流路使用年限;新情势下黄河口治理对策及水土资源优化配置。     

2000年以来黄河入海水沙变化及河口演变分析

利用实测资料对小浪底水库运用以来黄河入海水沙情势变化及其演变效应进行了系统分析和概括,结果表明:2000年以来黄河入海水沙数量急剧减少,尤其是泥沙数量减少更甚,含沙量减小的特征十分明显;汛期水、沙数量占全年水、沙数量的比例也有了一定程度减小,小于500 m3/s的小流量历时大幅度延长;小浪底水库的初期运用以及下游发生的全程冲刷使得入海泥沙有所变粗;从现阶段河道冲淤、水位、淤积延伸造陆以及尾闾口门河势变化来看,黄河口的演变正处于微变化或逆转性状态,并使得现行流路行河年限明显加长。     

椒江入海水沙通量的变化规律

基于椒江流域沙段和柏枝岙水文站1958-2013年实测径流量和输沙率资料,采用水文学和数理统计等方法,分析椒江流域始丰溪和永安溪入海水沙通量变化特征及相互关系,并对气候和人类因素影响进行讨论。研究结果表明:始丰溪和永安溪的水沙通量具有明显的年际变化和年内变化,水通量变化相对稳定,沙通量变幅大于水通量,始丰溪变幅大于永安溪;椒江洪枯季流量悬殊,洪峰暴涨暴落,梅汛期和台汛期是主要输水时期,台汛期是主要输沙时期;始丰溪和永安溪水沙通量之间具有较好的峰谷对应关系;椒江流域径流变化主要受降雨量控制,而输沙量变化还受其它因素影响;受人类活动影响,始丰溪和永安溪的水沙关系发生多次改变,突变时间与人类活动吻合;里石门水库的建成和运行,对始丰溪径流起到了调节作用,水沙通量年内分配趋于均匀。     

瓯江河口入海水沙通量的变化规律

根据瓯江流域圩仁水文站1950-2008年的实测流量资料和1956-1998年的实测输沙量资料,采用水文学和数理统计学方法,分析瓯江河口入海水、沙通量的变化规律及其相关性,并对人类活动的影响进行了探讨。研究结果表明:瓯江多年平均入海流量和悬沙通量分别为442m3/s、61.9kg/s;入海水、沙通量具有明显的年际和季节变化特征,沙通量的变幅要大于水通量;瓯江洪枯季流量、输沙量悬殊,洪峰暴涨暴落,是输水、输沙最集中时期;入海水、沙通量之间具有较好的峰、谷对应关系,但1975年特大洪水导致流域侵蚀模量发生较大变化;紧水滩、石塘水库的建成和运行,对瓯江入海径流起到了明显的调节作用,水沙通量年内分配趋于均匀化。     

近50年黄河下游水沙情势演变及其影响因素分析

根据黄河下游花园口水文站长时间序列资料,采用Mann-Kendall非参数检验法和小波分析法等方法对其多年水沙变化的特征进行分析研究。结果表明,花园口水文站1960年～2016年径流量和输沙量均呈现出显著下降趋势;花园口站年径流量于1985年发生突变,年输沙量于1998年发生突变;运用小波分析得出径流量和输沙量分别存在13 a和21 a的周期性变化规律; 1987年～1997年累计减沙量为32.34亿t,1998年～2016年累计减沙量为82.40亿t;径流泥沙演变规律受气温、降水和人类活动等多个因素影响,其中多种人类活动对水沙变异起重要作用。     

黄河口新口门水下三角洲演变特征

黄河口新口门水下三角洲的发育演变影响到国土资源的增长与流失,影响到胜利油田海上油气开发变为陆上开发的战略,影响到黄河三角洲湿地生态系统的保护,其研究的开展具有重要的实际指导意义。现通过采用实测资料分析的方法,对黄河口新口门附近水下三角洲冲淤演变特征进行了研究,研究结果表明:黄河口清水沟流路自1996年改走清8汊河已10余年,黄河口新口门附近的海域由于入海泥沙的沉积扩散,海域地形发生了非常大的变化,通过运用AutoCAD、Surfer等软件对黄河口新口门地形分析可知,黄河口新口门水下三角洲平面呈椭圆形分布,椭圆长轴不超过15 km,短轴不超过10 km,说明黄河入海泥沙的沉积分布,除了新口门的大量淤积和老口门的剧烈冲刷外,其余大部分区域的冲淤厚度都在1 m以内。     

黄河口的河床演变

这是长期研究黄河口演变所得成果的简要报导。包括六个方面。(1)河口的一般情况。近口河槽大水冲、小水淤的特性。计算河槽冲淤方法。时段水流造床能力的表达法。(2)1855年以来的改道变迁情况。改道频率、延伸速率和造陆速率。(3)1950年以来的大型变迁。变迁后河线、断面、纵剖面变化情况。河道分汊和并汊的特性。分汊、并汊前后的比降关系。(4)新河形成和发展过程。改道后纵剖面变形特性。河道发展的阶段性。(5)海域条件。入海泥沙的分布及其与海域条件、河道条件及来水条件的关系。(6)塑造河口形势的主要因素及其关系。提出了改善河口形势的方法。     

黄河入海水沙变化特征及其趋势预测

基于1951-2013年的利津水文站实测水沙数据,利用Eviews、SPSS、Matlab等工具,综合采用相关分析、累积距平、Mann-Kendall、R/S分析、Morlet小波分析和ARMA模型等方法,研究黄河入海水沙量变化规律,对其未来趋势进行分析预测,以期为黄河治理开发决策、黄河三角洲湿地演化研究提供参考。结果表明:近63年黄河入海年均水沙量总体上呈下降的趋势,年平均径流量为301.66亿m3,年平均输沙量为7.04亿t。黄河入海水沙量变化具有较明显的阶段性特征,其径流量和输沙量丰枯变化过程基本一致,整体上经历了丰-枯两个阶段的变化过程。黄河入海径流量和输沙量分别在1977年和1990年出现了突变。黄河入海水沙存在多尺度的周期性变化,径流存在5年、11年、15年和23年的周期,23年的时间尺度第一主周期;输沙存在6年、14年和22年共三个主周期,14年的时间尺度为第一主周期;水沙量的周期变化存在相似性,相关性较明显。黄河入海水沙量在未来一定阶段内整体上将呈现一种增加的趋势。利用ARMA模型对水沙量未来五年的变化进行了定量预测,径流量最优模型为ARMA(4,1),输沙量最优模型为ARMA(2,1),水沙量的预测值与实测值较接近,预测效果较为理想。     

2016—2017年调水调沙中断后黄河口演变特征

从2002年开始持续进行的黄河调水调沙,在2016年和2017年因黄河水沙总量明显减少而中断,2018年恢复调水调沙。为了解调水调沙中断后河口地形演变特征和沉积物粒度变化特征、给黄河三角洲的开发及生态保护提供科学依据,根据2015—2018年黄河口海域实测地形资料以及沉积物粒度资料,结合同期黄河利津水文站来水来沙情况,分析了2016—2017年调水调沙中断后及2018年恢复调水调沙后河口地形和沉积物粒度演变特征及其影响因素,结果表明:2015—2018年黄河口海域经历了冲刷—微淤—显著淤积的过程,这与黄河入海沙量的变化相一致;2017年入海沙量较少,研究区海域底质沉积物受到冲刷筛选,而2018年研究区海域受到大量黄河入海较细粒泥沙的补给,底质沉积物中值粒径和平均粒径变小,粒度表现为相对较细。为更好地监测黄河来水来沙对河口地形演变的影响,应对黄河口海域测验范围、时间、频次等进行优化设计。     

黄河尾闾河道纵剖面调整对入海水沙的响应

为更全面地认识黄河尾闾河道形态的调整规律,基于1977—2017年利津水文站实测水沙资料以及典型断面资料,探讨黄河尾闾河道河床纵剖面形态在不同时期的变化过程,建立河床纵剖面凹度、纵比降与水沙条件的相关关系。研究表明:现行流路尾闾河道纵剖面主槽平均高程整体表现出先上升后降低的特征;纵剖面凹度在清8改汊前后,均表现出先增大后减小的特征,整体为"下凹"型;河道纵比降在流路改道(汊)后达到最大,在流路运用结束之前逐渐减小;尾闾河道纵剖面调整过程伴随着沿程、溯源的冲淤过程,与流路发展阶段和入海水沙过程密切相关,其中纵剖面凹度与汛期来沙系数有较密切的负相关关系;河道纵比降在不同时期对水沙条件表现出不同的响应规律,即当溯源淤积起主导作用时河道纵比降与汛期来沙系数有较好的负相关关系,当水流的挟沙能力起主导作用时则有明显的正相关关系。     

新情势下长江口综合整治的思考

长江口多级分汉,河道演变复杂,治理需求高。为加快长江口整治,国务院于2008年批准了《长江口综合整治开发规划》。在梳理规划批准以来整治工程实施情况的基础上,从稳定河势、保障防洪潮、提升水土资源保护与利用、改善航道等方面分析了规划工程实施效果,并从水沙情势、经济社会高质量发展和生态文明建设对长江口综合整治提出了新要求。基于分析结果,建议从抓紧开展规划修编,加快推进工程建设,加强河口保护、河口基础研究以及多目标协同治理等方面,对长江口进行综合整治。     

引海水冲刷黄河口的试验研究

基于模型试验 ,作者研究和探讨了海水注入点上、下游河道溯源和沿程冲刷过程及平衡比降、冲刷的效果和冲刷后水位的变化。结果表明 ,引海水冲刷黄河口 ,配合小浪底水库运用 ,能够延长河口流路的使用寿命 ,在一定程度上缓解黄河山东河道的防洪压力 ,对减缓黄河下游河床抬高是有利的     

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%。     

黄河口河道80,90年代的演变

８０年代黄不可来水来不少先干后枯。１９８５年以来进入一个枯水系列，河槽迅速淤积。河口清水沟自１９７６年启用，到１９７９年，清－４断面以上河势已大致稳定，冲淤特性已符合黄河大水刷槽、小水淤槽的规律。以后迅速向下发展，１９９１年清－１０断面以上已形成发明、水流集中、单一整齐的河槽。     

议新情势下珠江河口的治理问题

近年来,在自然演变的背景下,区域日益加剧的人类活动,使得珠江河口水沙动力格局及水生态环境发生一系列演化和响应。该文从珠江河口自然属性和社会属性的视角,分析珠江河口水沙动力格局特征以及当前面临的新情势、新问题,以新发展理念为指引,以构建河口文明为总目标,思考河口治理的总体思路及宏观布局,提出了维护水沙动力格局稳定、完善区域防洪排涝体系、构建区域水资源配置格局、加强河口湾形态保护及生态保育等近期治理对策措施,旨在将珠江河口综合治理推上新台阶。     

黄河入海水沙通量变化对河口挖河效果的影响

根据利津站2001年10月-2002年7月的水沙实测资料,运用统计分析方法,通过对挖河同堤前后人海口区水沙通量的变化和河口河道观测范围内河床冲淤变化的关系,探讨了黄河人海水沙通量的变化对挖河固堤工程效果的影响,认为：①就挖河段本身来讲,即使在小水的状态下,挖河段河底平均高程的降低对其上下游河段也有一定的减淤影响;②尽管调水凋沙的过程比较短,水量也不是很大,但持续仅20d的中水流量对挖河后的河床的埋造作用是显著的;③如果黄河枯水少沙的状况长期维持下去,在时间及河段的选择上进行有规律的挖河固堤是有必要的;④结合小浪底水库调水调沙应用,在河口地区选择河段、挖河设备以及确定其他各项挖河参数,可以达到冲刷河口的目的。     

河北省水资源情势演变对生态环境的影响

论述了河北省水资源演变情势,阐明随着水资源量的减少和经济发展用水量的增加对水生态环境所产生的不良影响--环境干化、土壤沙化、水质污染加重、地质环境恶化等.据此,针对存在的水问题,从提高环境意识、加强水资源保护与管理、实施经济补偿等方面提出战略对策.     

1950-2007年黄河入海水沙通量变化趋势及突变特征

基于1950-2007年黄河利津站水沙数据,采用Mann-Kendall检验以及Mann-Whitney-Pettitt(MWP)与贝氏变点分析方法来分析黄河人海水沙通量变化规律,结果表明:黄河全年人海径流通量与泥沙通量分别以-8.1139亿m3/a和-0.2285亿t/a速率显著减少,汛期变化幅度大于非汛期,尤以泥沙通量为甚;全年以及汛期和非汛期人海径流通量与泥沙通量时序均存在显著转折,且各自变点出现时间不完全一致,全年人海径流通量与泥沙通量时序转折分别发生于1968年、1985年、2002年和1968年、1985年、1996年;入海水沙通量变化趋势与时序变点与流域自然因素变化与人类活动影响密切相关,部分变点出现时间与人类活动介入相吻合.     

对黄河口演变两个问题的探讨

黄河口系多沙弱潮河口,感潮段短,其长度一般为15～30公里。潮流界只发生在口门附近,汛期不明显。因此,黄河口的河口段即潮流界以下的河段也短,目前在黄河口测验工作中,习惯于把改道点以下的新河称为河口段。河口段的演变主要受河流动力和海洋动力的相互作用。为了把水沙输送入海,河口段在不断调整其比降与河长,使河道向相对平衡状态发展。 黄河巨量泥沙输入滨海区,使海岸线向外延伸,同时滨海区的等深线亦产生相应的变化。本文从分析实测资料着手,主要探讨黄河河口段比降与河长的调整规律和滨海区15米等深线的变化情况。     

基于遥感图像的黄河口近年演变特征分析

选取1996年、2000年每年一期和2006年～2009年每年两期(汛期和非汛期)黄河口卫星图像,通过分类处理提取海岸线,求得研究区内陆地面积,对比各时段黄河口地区变化;并选取1996年～2009年利津水文站水沙资料进行分析,与岸线、面积变化进行对比。得出黄河口地区受到水沙条件变化影响较大,1996年～2000年,受黄河断流影响,滩区面积减小;小浪底水库投运后,调水调沙效果显著,2000年～2006年滩区面积明显增加,但总面积仍然小于1996年;2007年以后由于水沙量减少,面积有所减小。黄河口地区近年来呈侵蚀态势,今后对黄河口陆地蚀退的改善和治理仍需重视。