维持黄河健康生命的关键途径分析

维持黄河健康生命,关键要控制河川径流的数量和质垣不低于某一水平、进入下游的泥沙量不高于某一水平且水沙搭配基本协调。因此,需要通过严格控制人类用水、涵养黄河水源和实施调水补黄工程等增加黄河水量;严格执行国家排污标准,控制入黄排污量、改善支流入黄水质;以实现持续有效地减沙为目标,加大多沙粗沙区水土流失治理力度,努力减少入黄泥沙并改善泥沙级配;科学调控入黄的洪水泥沙,使之不仅兼顾进入下游的水沙搭配,而且兼顾小浪底水库拦沙库容的长期有效利用,并妥善安置入黄泥沙;推进黄河流域水沙一体化管理,构建和谐社会环境。     

调水调沙对下游引黄供水的影响分析

一、调水调沙是改善黄河下游水沙关系的关键措施 黄河治理开发中许多重大问题的症结在于水少沙多、水沙关系不协调,相应的解决措施是增水、减沙与调水调沙. 增水可通过两种途径来实现:一是相对增水,即节约用水;二是绝对增水,即实施外流域调水.减沙主要有三条途径:一是在黄土高原进行水土流失综合治理,二是利用骨干工程拦减进入下游河道的泥沙,三是依靠黄河小北干流广阔的滩区放淤.三者共同构成拦减进入黄河下游河道粗泥沙的防线.     

官厅水库流域水沙优化配制与综合治理措施研究I-水库泥沙淤积与流域水沙综合治理防略

本文就官厅水库泥沙淤积过程和流域水沙综合治理进行了研究,指出入库水少沙多、蓄水拦沙运用等是造成官厅水库严重淤积(包括拦门沙淤堵及坝前淤积)的主要原因,三角洲淤积形态与淤积分布不均衡是官厅水库泥沙淤积的主要特征;泥沙严重淤积导致官厅水库防洪标准降低、供水无保证、库周淹没损失扩大,以及影响泄洪建筑物的安全和发电供水质量等一系列问题;从官厅水库流域水沙配置的角度,提出了上游拦沙(水土保持和水库拦沙)、中游用沙(水沙综合利用和优化配置)、库区治沙(挖泥疏浚)和下游排沙用沙等内容的流域水沙综合治理措施,给出了官厅水库泥沙淤积治理的应急、近期及中长期的治理方案.     

论小浪底水库拦沙和调水调沙运用中的下泄水沙控制指标

分析了黄河下游河槽水力形态与流量和含沙量的关系;黄河下游河槽输沙能力与河槽水力形态、泥沙沉速和来沙系数的关系.按照黄河下游各河段的河槽水力形态和输沙能力与流量、含沙量和泥沙沉速的关系,优化水库拦沙和调水调沙相结合的调度,组合形成黄河下游河槽长距离输沙减淤和不淤积的流量、含沙量和泥沙沉速的水沙过程,可以给出水库拦沙和调水调沙的水沙控制指标.     

黄河泥沙处理对策的探讨

在简略概括分析黄河水沙基本特点及变化趋势的基础上,就黄河泥沙各项处理对策进行了较全面的讨论。黄河泥沙处理是个长期的艰巨的工作,只有在大力开展水土保持综合治理的同时,建立水沙调控体系并优化调度,合理处理利用水沙,才能充分发挥"拦、排、调、放、挖"综合治理体系的主体效应。     

黄河上游水沙调控的关键科学问题与研究重点

为了促进黄河上游水沙问题的系统解决,从流域系统的角度,结合水沙灾害防治和水资源管理的实际需求,认为黄河上游水沙关键过程与调控是保障黄河上游防洪安全、用水安全和黄河长治久安的重要基础科学问题,具体包括:1风-水-重力侵蚀产沙的耦合过程;2沙漠宽谷河道冲淤过程及河床演变机理;3水库群联动调控水沙的理论与方法。研究重点包括:1沙源解析方法与黄河上游泥沙来源;2风-水-重力侵蚀产沙机理与输移过程;3沙漠宽谷河道洪-床-岸作用机理与冲淤效应;4黄河上游水库群调节与河道水沙过程的响应;5黄河上游水沙关键过程调控理论与方法。     

官厅水库流域水沙优化配置与综合治理措施研究Ⅰ——水库泥沙淤积与流域水沙综合治理方略

本文就官厅水库泥沙淤积过程和流域水沙综合治理进行了研究，指出入库水少沙多、蓄水拦沙运用等是造成官厅水库严重淤积(包括拦门沙淤堵及坝前淤积)的主要原因，三角洲淤积形态与淤积分布不均衡是官厅水库泥沙淤积的主要特征；泥沙严重淤积导致官厅水库防洪标准降低、供水无保证、库周淹没损失扩大，以及影响泄洪建筑物的安全和发电供水质量等一系列问题；从官厅水库流域水沙配置的角度，提出了上游拦沙(水土保持和水库拦沙)、中游用沙(水沙综合利用和优化配置)、库区治沙(挖泥疏浚)和下游排沙用沙等内容的流域水沙综合治理措施，给出了官厅水库泥沙淤积治理的应急、近期及中长期的治理方案。     

黄河泥沙合理配置方案研究

黄河泥沙合理配置对于黄河综合治理和泥沙综合利用具有重要意义。通过改进黄河泥沙配置综合评价方法,按照新水沙系列和配置模式条件,采用黄河泥沙空间优化配置数学模型,计算黄河泥沙配置方案,对各种泥沙配置方案进行综合评价,提出了建议配置方案及合理的泥沙配置比例。结果表明,入黄水沙量对泥沙配置状况有明显影响,抬高小浪底水库汛限水位对泥沙配置状况影响不大,黄河上中游水库建设对泥沙配置状况明显改善,下游防护堤治理对泥沙配置状况有所改善。结合黄河上中游水土保持、水库建设和跨流域调水,维持四站入黄年平均水量约250亿m~3和沙量约3亿t,可以维护黄河河道均衡稳定。现状水库河道条件建议方案对黄河泥沙的合理配置比例为水库拦沙35%、引水引沙21%、滩区放淤3%、挖沙固堤4%、河道冲淤3%、输沙入海34%;合理空间分布为上游20%、中游30%、下游14%、河口36%。     

黄河泥沙处理对策的发展、实践与认识

在简略概括分析黄河水沙基本特点及变化趋势的基础上 ,就黄河泥沙各项处理对策的提出背景、实践结果以及存在问题进行了较全面的回顾总结。黄河泥沙处理是个长期、复杂、艰巨的工作 ,只有综合规划、统筹考虑 ,在大力开展水土保持综合治理的同时 ,建立水沙调控体系并优化调度 ,合理处理利用水沙 ,才能充分发挥“拦、排、调、放、挖”综合治理体系的主体效应     

黄河流域保护和发展存在的问题与对策

梳理了黄河流域生态保护和经济发展现存的主要问题:下游宽河段治理对策同水沙条件不适应,水沙调控体系的主体构架尚未形成,中上游区域经济发展基础差、生态环境恶劣且水资源短缺。基于前人与现状黄河治理思路,提出黄河治理的对策:①宽河段治理采用"两道防线"与生态治河结合方案,即运用长距离高浓度管道输沙技术等手段,重构"二滩"农业集成、高滩移民建镇的功能空间,将依托高标准堤防的高滩解放出来;采用预制板桩组合坝结构高标准修建控导工程与防护堤,以加强第一道防线建设,发挥控制流路、束流输沙的作用,保障"二滩"设防流量下不遭受洪灾,将河势调整作为上中游水库调度运用的子目标,通过河道工程引导河势与提升输沙能力,实现宽滩区有效利用、中水河势稳定控制与特殊洪水行洪都适应的良性治理目标。②尽早修建古贤与黑山峡工程,构建黄河水沙调控体系的主体水库,通过全河水沙调控防灾促进流域生态建设与区域经济协调发展,这事关人口集中贫困区、革命老区、少数民族聚集区的社会经济发展,事关西部经济振兴与国家生态、粮食、能源安全和社会稳定大局。③利用现代工程措施改变侵蚀基准面,把黄土高原水土严重流失区改造成错落有致的相对平原,辅以生物措施,大量拦减入黄泥沙量并持续发挥生态效益。④实施西线南水北调与藏水外调工程,解决黄河流域和华北地区水资源紧缺状况与生态环境严重退化的问题,为国家供水安全、能源安全、粮食安全、生态安全提供水资源保障,这(藏水济黄)是关系中华民族永续发展的根本大计。     

黄河水沙空间分布及其变化过程研究

本文对不同时期黄河水沙的空间分布及其变化过程进行了系统分析,研究结果表明,1950～2005年黄河年平均总水量约为593.5亿m3(其中包括水土保持减水量、干支流引水耗水量及河口入海水量),年平均总沙量约为17.9亿t(其中包括水土保持减沙量、水库拦沙量、引水引沙量、放淤固堤沙量、河道冲淤量及河口人海沙量),不同时期黄河水沙总量变化很大,但黄河总水沙量比基本稳定为0.03t/m3.1986年以来黄河下游来水来沙量减少的主要原因,一是上中游耗水减沙量增多,1986～1998年平均上中游水土保持减水和工农业引水等耗水量达213亿m3,水土保持减沙、水库拦沙、引水引沙和河道冲淤等沙量合计达8.57亿t,已分别占上中游总水沙量的45%和53%,二是自然气候条件改变,引起上中游1986～1998年平均总水量比1973～1985年减少约136亿m3,而上中游年平均总沙量只减少约0.7亿t,导致水少沙多的局面加重.由于自然条件的变化和人类活动的影响,黄河水沙空间分布更趋不合理,表现为主河槽萎缩、"二级悬河"加剧、河口退蚀等,引起小水大灾和生态恶化,防洪形势更为严峻,应通过水沙联合优化配置和泥沙资源化利用治理黄河的水沙灾害.     

黄河流域泥沙系统治理科学研究与工程实践

黄河泥沙治理是保障黄河长治久安的关键。党的十八大以来,特别是黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略实施后,系统治理理念逐步深入黄河治理。受气候变化和人类活动加剧等因素影响,黄河流域泥沙治理工作面临新形势和新要求。近十年来,围绕黄河流域泥沙系统治理进行了大量科学研究和工程实践,提出黄河泥沙工程控制理论,开展黄河流域泥沙系统治理顶层规划设计,提出入黄、水库、河道、河口四级泥沙控制模式及治理措施,黄河泥沙系统治理取得显著成效。针对黄河泥沙治理新需求,提出以黄河泥沙工程控制理论支撑数字孪生黄河智慧决策体系建设、加大防溃决多拦沙新型淤地坝推广力度、加快黑山峡水利枢纽和南水北调西线等国家重大工程前期工作进程等建议,以全面提升黄河流域泥沙系统治理水平。     

小浪底水库“拦沙后期”水沙调控运用的思考

阐述了小浪底水库对黄河下游防洪减淤的贡献和当前下游河道出现的新情况。根据三门峡水库的经验,提出在"拦沙后期"水库下泄泥沙的级配控制、扩大下游河道的输沙能力、水库高含沙调控等水库水沙调控可能遇到的挑战。建议在"调沙减淤"的理念下,制定新的水库水沙调控模式和运行方式,建立包括水库以及下游河道在内的一整套水沙调控决策系统,以尽可能地延长水库寿命和确保下游河道的长治久安。     

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。     

基于空间尺度的黄河调水调沙

基于空间尺度的黄河调水调沙即利用小浪底水库不同泄水孔洞组合塑造一定历时和大小的流量、含沙量及泥沙颗粒级配过程,加载于小浪底水库下游伊洛河、沁河的"清水"之上,并使其在花园口站准确对接,形成花园口站协调的水沙关系,实现既排出小浪底水库的淤积泥沙,又使小浪底-花园口区间"清水"不空载运行,同时使黄河下游河道不淤积的目标.实施基于空间尺度的黄河调水调沙要重点解决三大关键问题:一是确定小浪底水库不同泄水孔洞组合,二是小浪底-花园口区间洪水、泥沙的准确预报,三是准确对接(黄河干流)小浪底、(伊洛河)黑石关、(沁河)武陟三站在花园口站的水沙过程.通过基于空间尺度的调水调沙试验,进一步深化了对黄河水沙规律的认识,探索了人工调控黄河洪水流量、含沙量、泥沙颗粒级配等协调水沙关系的可行性,为充分利用自然力量治理黄河泥沙寻找了一条新的途径.     

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。     

小浪底水库拦沙对黄河下游河道的减淤作用

在小浪底水库蓄水拦沙期,进入黄河下游河道的水沙条件发生显著变化,含沙量急剧降低,中水流量持续时间增长,水库调水调沙提高了河道输沙能力,改善了泥沙淤积部位。拦沙期(1999年10月—2018年10月),黄河下游河道共计冲刷21.015亿m~3。分析小浪底水库运用以来黄河下游河道泥沙冲淤时空变化特性及水库对水沙的调控效果,对比计算有、无小浪底水库两种工况下黄河下游河道冲淤量变化及减淤作用。水库拦沙期黄河下游河道减淤比为1.373∶1,其拦沙减淤效果与水沙条件、水库运用方式及河道边界等因素有关。     

黄河水沙调控体系建设关键问题研究

根据黄河水少沙多、水沙关系不协调的基本特征,分析了现状黄河水沙调控存在的问题:一是现状工程条件下,能提供的水流动力条件不足,联合调节水流和泥沙比较困难,不能较长时期维持小浪底水库拦沙期塑造的黄河下游中水河槽;二是现状工程运用不能解决协调宁蒙河段水沙关系和供水、发电之间的矛盾,宁蒙河道淤积萎缩,防凌防洪形势严峻;三是潼关高程居高不下。考虑防洪防凌、减淤、水资源配置等需求,研究提出了黄河水沙调控体系的总体布局,即以干流七大控制性骨干工程龙羊峡、刘家峡、黑山峡、碛口、古贤、三门峡、小浪底为主体,海勃湾、万家寨水库为补充,支流陆浑、故县、河口村、东庄水库配合,共同构成工程体系,由监测体系、预报体系和决策支持系统构成非工程体系,为水沙联合调度提供技术支撑。从河道减淤、防洪防凌安全以及水资源优化配置等需求出发,研究了黄河水沙调控指标体系,定量提出了维持河道排洪输沙功能的调控指标、河段防洪防凌指标以及实现水资源有效管理的调控指标等。在此基础上,研究提出了水沙调控体系联合调控方式。从待建工程的开发任务、在水沙调控体系中的地位和作用以及黄河治理开发的迫切要求出发,分析确定了待建骨干工程的开发次序为古贤、黑山峡和碛口水利枢纽工程。古贤水利枢纽工程在黄河治理开发和管理中具有承上启下的战略地位,对于保障黄河防洪安全具有重要作用,建议尽快兴建古贤水利枢纽,争取在小浪底水库拦沙库容淤满前投入运用。     

论黄河泥沙的“两极”治理

黄河治理的主要任务是治沙。治沙的重点必须放在泥沙主要来源的中游地区和河道末端的河口地区。中游地区的治理应以工程治理为主,以在多沙支流上修建大中型拦泥库为主要手段,治理目标为大幅度地减少入黄沙量;河口治理应以淤海造陆为主要方向,化害为利,为河口地区的可持续发展提供保障。     

海狸1600型挖泥船进行黄河口门疏浚施工试验分析

1黄河口门疏浚试验工程概况黄河河口是世界上淤积延伸最剧烈、最复杂的地区。黄河挟带大量泥沙到达河口,因入海口水面拓宽、流速减缓,潮汐顶托,咸淡水混合加之泥沙絮凝作用,使泥沙迅速沉积口门,形成拦门沙。拦门沙质地坚硬,俗称“铁板沙”,常以浅滩的形式出现,一般顺河流轴线长5～6km,横向范围6～7km,高于内河道1m左右,是行凌泄洪排沙的主要障碍,也是造成河口流路不稳的重要因素。利用船舶机械疏浚拦门沙是国际治理河口惯用的方法。但黄河含沙量高,河口边界条件复杂,其它大江大河的河口治理经验无法直接指导黄河口治理。为探索黄河口拦门沙…