黄河巴彦高勒—头道拐河段冲淤变化与分布

根据巴彦高勒—头道拐河段实测大断面资料,采用锥体方法计算了不同河段、不同时段的滩槽冲淤分布。结果表明:11962—2012年该河段共淤积泥沙8.635亿t,其中主河槽淤积2.256亿t、滩地淤积6.379亿t,该时段巴彦高勒—三湖河口河段淤积泥沙1.692亿t,三湖河口—头道拐河段淤积泥沙6.943亿t,淤积主要发生在十大孔兑入汇的河段。21982—2000年巴彦高勒—头道拐河段淤积最为严重,共淤积泥沙7.657亿t,其中主河槽淤积5.805亿t、滩地淤积1.852亿t,该时段巴彦高勒—三湖河口河段淤积泥沙2.403亿t,其中主河槽淤积2.001亿t、滩地淤积0.402亿t;三湖河口—头道拐河段淤积泥沙5.254亿t,其中主河槽淤积3.804亿t、滩地共淤积1.450亿t;1982—2000年大部分淤积发生在主河槽内,导致整个河段主河槽淤积萎缩严重,排洪排凌能力降低,防汛压力增大。     

近20年来巴彦高勒-头道拐河段淤积成因分析

在分析巴彦高勒-头道拐河段上游来水来沙特点和水沙变化的基础上,分析了1987～2005年河床淤积抬升的主要原因.结果表明:天然来水量减少和人类引水量增加是近20年来巴彦高勒-头道拐河段淤积严重的主要原因,上游水库拦沙量逐年减少和十大孔兑入黄沙量增加是河道淤积的重要原因,而龙羊峡、刘家峡水库的调节又加重了汛期河道的淤积.     

初始冰塞厚度与水流条件及冰流量关系的试验研究

初始冰塞厚度是冰塞研究的基础，对冰塞的后期增厚及平衡冰塞的形成与发展均有重要的影响。本文通过水槽试验，对初始冰塞厚度的形成及变化机理进行了试验研究，揭示了初始冰塞厚度与水流条件和冰流量等因素间的相互关系。试验表明：在室内水槽中定性研究冰塞的形成与发展机理等变化规律时，使用石蜡模型冰材料是可行的。     

一岸骤然展宽河段的淤积机理及估算

本文通过试验研究和理论分析,对一侧骤然横向展宽河段的水沙运动规律、回流淤积机理、淤积分布等方面都得到了一些规律性认识、试验表明,在展宽段上存在着两种不同的水流现象:一为逐渐扩散的水流,一为回流.可将其划分为回流和行径流两个区域.每个区域内泥沙各自遵循着不同的运动规律,具有不同的淤积机理和淤积分布.通过模型试验,确定了影响回流范围的主要因素,得到了回流长度及行径流与回流之间交界面的位置的表达式.基于扩散理论和试验资料进一步导出了回流淤积率公式,提出了一个适用于该边界条件下的淤积计算模型,并用试验资料进行了验证.     

黄河刘家峡河段冰塞问题的初步研究

1961年自盐锅峡水库建成蓄水后至1967年刘家峡水库建成前,连续5个冰期在此河段发生了严重的冰塞壅水现象.冰塞壅水水位较冬季平均水位高9米余,接近千年一遇洪水位,冰花最大堆积厚度达10余米,造成上游刘家峡大坝基坑及主要公路被淹,工程局的办公、生活区均受到冰塞壅水的威胁. 本文在1962～66年实测资料的基础上,对冰塞变化规律及冰塞壅水位的计算方法作了初步探讨.     

黄河潼关河段清淤的实践

潼关位于黄河、渭河和北洛河三河汇流区的出口,距下游的三门峡大坝113.5公里。潼关以上汇流区河谷宽10余公里,而潼关外的河谷受山嵌制,突然缩窄至1公里,形成天然卡口,在三门峡水库兴建前,遇较大洪水时,有卡水壅高水位的现象。潼关以上汇流区是天然的滞洪滞沙区。潼关河床的高程变化与黄河小北干流和渭河下游的冲淤有着密切的关系,历来为人们所重视。     

黄河下游驼峰河段的形成机理

黄河下游东坝头至艾山河段,河道泄洪能力小于其上下游河道,被称为"驼峰"河段,其峰顶在高村-孙口一带。本文分析了"驼峰"河段的特点、形成的历史背景、地理环境以及泥沙运动的模式;指出了今后一段时间内"驼峰"河段的淤积及向下游延伸的不可避免性;并提出了机械挖泥与人工放淤相结合,加固大堤和滩区治理相结合的治理对策。     

黄河巴彦高勒蒸发实验站水面蒸发模型的建立

采用分段风速函数建立了黄河巴彦高勒蒸发实验站的道尔顿水面蒸发模型,计算结果表明:当风速小于3 m/s时,模型计算蒸发量与实测蒸发量相关关系很好,可基本消除水面蒸发经验公式在不同风速段出现不同系统性误差的现象;风速大于3 m/s时,模型计算结果不太理想。     

堰塞坝的形成机理与溃决风险

基于多座溃决堰塞坝案例的调查,对堰塞坝的形成机制、溃决风险及其影响因素进行分析总结,认为堰塞坝主要是由地震或降雨或火山喷发引起的山体滑坡、崩塌、泥石流所形成,形成方式可概括为滑坡、崩塌、泥石流以及碎屑流,其中滑坡是形成堰塞坝最主要的形式。堰塞坝的工作条件、坝体几何特征以及坝体物质组成和内部结构都与人工土石坝存在明显差别,其溃决的可能性远高于人工土石坝。指出堰塞坝的溃决风险主要取决于上游来水量、坝的拦蓄水量、坝的几何尺寸和坝的结构与物质组成,并讨论了降低堰塞坝溃决风险的应对措施。鉴于堰塞坝极高的溃决可能性与严重的致灾后果,建议今后加强堰塞坝溃决机理、溃坝过程的试验与数值模拟研究工作,提出能合理反映堰塞坝溃口发展规律、溃坝洪水流量过程的数值模型与相应计算方法,为科学预测堰塞坝溃决致灾后果,制定堰塞坝溃决应急预案提供技术支撑。     

舟曲堰塞河段上下断面水量平衡初步分析

为便于施测舟曲堰塞河段的流量,在该河段上布置了2个测流断面(上断面和下断面)。基于水量平衡方程和12 d(2010年8月10~21日)实测的上下断面水文资料,对其水量平衡进行了初步分析,说明应急监测条件下可能带来误差的原因。分析结果表明,上下断面所测流量误差符合要求,舟曲上下断面水量总体上基本平衡。该监测成果可作为有关应急抢险指挥部门决策的重要依据。     

小浪底水库运用后山东黄河防凌问题分析

黄河小浪底水库运用后，可有效控制黄河下游河道流量，基本解决了山东黄河的防凌问题。但受小流量封河、跨流域调水和突发事件等因素的影响，山东黄河防凌又出现了新的问题。2001年小浪底水库投入防洪调度运行以来，对黄河山东段的河道变化情况及气温、水情、凌情等因素进行了分析，提出了做好防凌工作的建议。     

黄河什四份子弯道冰期水流及冰塞特征研究

覆冰条件下,弯道水流固有的三维特性更为复杂,对河流弯道冰下水流特征及冰塞的研究有助于推进防凌减灾工作。依据2020年1月稳封期的原型观测数据,对黄河什四份子弯道冰下水流及冰塞特征进行了详细分析。结果表明,弯顶节点工程引起的回流是阻冰的重要条件,上游下潜的冰花因水动力不足及河势等因素影响发生堆积,冰塞在弯内形成并沿凹岸主槽逐渐向上游发展,同时,弯顶卡冰封河与下游较大的水流流速,促进了清沟的形成;入弯至弯顶区间,冰下水流流速垂线分布基本服从双对数分布规律;受凹岸冰塞及回流影响,纵向上,水流流速呈减小趋势,在弯顶附近开始恢复;径向上,河道主流被冰塞压迫并逐渐趋于凸岸,致使弯道主流易位,凸岸水流流速大于凹岸,清沟向凸岸偏移;弯道水流湍动能与雷诺应力主要在近底处存在较大的变幅,表明近底水流运动活跃,且二者大小与流速大小在径向与纵向分布上具有较好的一致性,受冰盖影响,水流湍动能沿水深近似呈"S"形分布,雷诺应力分布无明显规律。     

黄河什四份子弯道河冰生消及冰塞形成过程分析

什四份子弯道因其特殊的河道形态及地理位置而成为黄河内蒙古段易发生冰塞断面。通过对2014—2015年冬季该段野外冰情监测及水文、气象资料分析,结合Landsat8遥感影像数据解译,研究了什四份子弯道河冰生消及冰塞形成过程。结果表明,野外观测结合遥感影像解译能够准确地反映河冰的时空特性。该河段弯道凹岸处冲积岸冰及凸岸静态岸冰的生长,极大地束窄了河面宽度,降低了水流的输冰能力,而使其成为初始卡冰位置;冰盖至此向上游发展,弯道下游因来冰量减少和上下游水力坡度增大而形成清沟;受弯道径向水流方向改变及弯道螺旋流的影响,导致冰花在冰盖下主槽与滩地的交界处堆积;稳封期受气温升降变化使得冰盖表面冻融交替,冲积冰反射率增大,后期解译的遥感影像中平滑岸冰面积较初始封河期增加。     

黄河冰凌地电测试曲线小波分析及预警技术

采用地电测试技术对黄河冰水两相流进行视电阻率测试,绘制了电测深曲线。曲线经小波分解后,2个水平分解的曲线类型差异都十分显著,且平稳流凌时曲线无明显阈值,端点(河床淤泥)视电阻率值为15.52Ω.m,而局部冰塞时曲线经过2个水平分解后的阈值为6.68Ω.m。现场测试及小波分析表明:黄河封河期间平稳流凌与出现冰塞时的电测深曲线有明显差异,可以通过曲线特征和总体阈值进行判别。     

黄河上游水库群防凌优化调度研究

本文针对黄河上游凌汛期河道水量调节特点和龙羊峡、刘家峡水库防凌运行方式,分析了影响刘家峡水库防凌运用的主要因素,研究了刘家峡水库防凌库容与梯级出力的关系,借鉴逐步优化思想,提出了优化刘家峡水库防凌库容的方法,并建立了模拟优化模型,最后用实际资料对模型进行了检验。     

2005-2006年度黄河下游冰塞成因及对策分析

2005-2006年度凌汛期，由于气温变幅大及下游封河期上游来水量较大等原因．黄河下游滨州河段发生了小浪底水库运用以来的第一次冰塞，防凌形势十分紧张。在加强小浪底水库调度的基础上．加强了河道内浮桥及跨河施工设施的调度管理，并采取加强冬季引水控制、涵闸分水等有效措施，减轻了黄河下游的防凌压力。     

黄河头道拐段冰输移及堆积过程数值模拟

头道拐河段因其特殊的河道形态及地理位置而成为黄河内蒙古段最易形成冰坝的河段,研究该河段河冰输移及堆积过程是理解内蒙古段河冰过程及卡冰结坝作用机理的关键。本文基于耦合的二维有限元水动力学模型和DPM(Discrete Parcel Method)河冰动力学模型,模拟了黄河头道拐河段2020—2021年冬季封河过程并进行了验证,讨论了不同水力条件、上游流凌密集度及河道形态对封河过程的影响。结果表明：相比于官牛犋弯道,河道弯曲率大、束窄程度高的什四份子弯道更易形成卡冰,且流量越小,卡冰作用越明显,冰盖向上游发展速度越快。河道流凌密集度小于0.4时,各种流量下研究河段未发生卡冰;流凌密集度增大至0.4,表面流冰首先在弯曲率系数较大的什四份子弯道处形成卡冰,随着流凌密集度和流量的进一步增大,下潜并输移到下游的流凌也会在官牛犋弯道形成卡冰,因此,头道拐河段形成卡冰的流凌密集度临界条件为0.4。应用冰水耦合二维动力学模型可以很好地模拟天然河道河冰输移、堆积过程中河道的水力特性、冰厚增长及封河形态,揭示了影响河冰过程的相关因素及作用机理,为黄河内蒙古段防凌减灾工作提供技术支撑。     

黄河防凌与调度

黄河流域冬季由于受来自西伯利亚季风的影响，气候干燥寒冷，降雨稀少，流量较小，许多河段都要结冰封河，在气温、流量及河道特征等因素的综合作用下会造成冰凌洪水灾害。通过对上、中、下游凌情的分析，提出利用水库控制泄流减轻或避免凌汛灾害。     

水内冰冰塞堆积演变的研究

本文根据黄河河曲段六年的冰情资料，分析研究了该河段冰塞演变及冰期水位变化的规律，建立了冰塞运动有关参数的关系式，在此基础上，对实验室模拟冰塞的运动进行了分析研究。研究表明：实验室模拟冰塞的演变规律与天然冰塞的演变规律相似。     

历史上的黄河凌汛灾害及原因

历史上黄河凌汛灾害严重，特别是清咸丰五年（1855年）铜瓦厢决口改道后至1955年的100年中，发生凌汛决溢的年份达29年，决口近百处，平均三年半就有1年发生凌汛灾害。山东为黄河凌汛灾害的重灾区。新中国成立后．分别于1951年和1955年凌汛期在山东利津发生漏洞决口；1951年在内蒙古河套河段浸溢决口达60余处：2001年又在宁蒙河段乌兰木头发生民堤溃决。凌汛灾害的产生，主要受河道形态、气温和河床流量等多方面因素的影响和制约。