丹江口水库下游河道演变对黄河下游防洪的启示

小浪底水库投入运用后，黄河下游在较长时间内受下泄清水影响，河道冲淤演变及排泄能力将会发生较大的变化。在现场查勘的基础上，通过对丹江口水库和小浪底水库拦沙初期下游河道演变、排泄能力变化特点的对比，分析了黄河下游防洪面临的新形势；小浪底水库拦沙初期，下游河道发生冲刷，但艾山以下窄河段冲淤变化不大，近年来形成的淤积萎缩的状况难以很快改观。游荡性河段调整剧烈，工程出险机遇增大；河道水位流量关系中水流量以下部分同流量水位明显降低，中水流量 以上部分水位降低幅度可能会明显偏小，防洪形势仍不容乐观。     

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。     

黄河水沙关系协调度与骨干水库的调节作用

提出了水沙关系协调度的概念,认为黄河协调的水沙关系是指长时段内维持下游河道(主槽)不淤或微淤的水沙搭配过程。黄河下游冲淤平衡临界来沙系数是0.01 kg·s/m6,采用来沙系数和冲淤平衡临界来沙系数相对关系建立了黄河水沙关系协调度表达式。当水沙关系协调度大于1,说明某断面来沙系数大于河道冲淤平衡临界来沙系数,河道呈现淤积状态,水沙关系不协调;反之,当水沙关系协调度小于1,说明水沙关系协调,且数值越小说明协调程度越高。小浪底水库拦沙和调水调沙提高了水沙关系协调程度,减轻了下游河道淤积,但是小浪底水库拦沙库容淤满后,黄河下游的水沙关系会变为不协调,河道仍将处于淤积状态。     

三门峡水库水沙运动的若干规律——兼论水库溯源冲刷对黄河下游河道的影响

小浪底水库的合理运用对于延长水库寿命,确保黄河下游防洪减淤、长治久安,至关重要。本文基于与小浪底水库河谷地貌、水沙运动基本相似的三门峡水库潼关以下库段和下游河道数十年的基本资料,分析了水库造床及冲淤形态、水库拦粗排细和水库泄空、溯源冲刷的特点,以及溯源冲刷本身对黄河下游河道冲淤的影响。这些对于深化认识和科学制定小浪底水库拦沙后期的运用方式是非常重要的。     

不同水库拦沙期黄河下游河道调整对比分析

利用实测资料,从实测水沙条件入手,对比分析了三门峡和小浪底水库蓄水拦沙期,黄河下游冲淤效果,认为小浪底水库拦沙初期,由于水沙量、洪水场次、历时洪峰流量均减小,导致黄河下游河槽冲刷效率低,且流量较小时,存在上冲下淤的象;流量在4000m<'3>/s左右时,下游冲刷效率较大.研究成果对小浪底水库运用式和调水调沙研究有指导意义.     

小浪底水库对下游河道的冲刷效果及趋势预测

对小浪底水库对黄河下游河道的冲刷效果及趋势进行了分析和预测,结果表明:①小浪底水库投入运用以来,通过水库拦沙和调水调沙,黄河下游冲刷效果明显,至2010年10月,黄河下游河道累计冲刷泥沙19.4亿t,2 000 m3/s同流量水位下降1.6 m左右,下游河道主槽最小过流能力由2002年汛初的不足1 800 m3/s提高至4 000 m3/s;②在小浪底水库主要拦沙期的2008—2020年,下游河道基本不淤积,2020年以后下游河道快速回淤,在2028年左右回淤量达到建库前水平,届时小浪底水库拦沙期恢复的4 000 m3/s左右的中水河槽将难以维持。建议尽早开工建设古贤水利枢纽,争取在2025年前后建成生效。     

古贤水库与小浪底水库联合运用研究

介绍了古贤水库的概况,分析了古贤、小浪底水库联合运用的需求,研究提出了古贤、小浪底水库联合调控指标,即调控流量为3 500⁴ 000 m3/s,洪水历时不小于5 d。根据古贤、小浪底水库的内在联系和相互关系,考虑不同来水来沙、库区蓄水及河床边界等因素,初步拟定了水库联合运用的方式。采用水沙数学模型计算手段,分析了古贤、小浪底水库联合运用在协调黄河下游水沙关系、减少河道淤积、长期维持中水河槽过流能力等方面的效果。结果表明:古贤、小浪底水库联合拦沙和调水调沙运用,可协调进入下游河道的水沙关系,减少黄河下游河道泥沙淤积,使下游河道长期处于微淤状态,小浪底水库拦沙期恢复的下游河道4 000 m3/s以上中水河槽过流能力将保持50 a以上,同时还可使潼关高程冲刷下降2 m左右,水库联合减淤的效果明显。     

小浪底水库运行以来对黄河下游河道河床演变特性的影响

小浪底水库自1999年10月下闸蓄水,23年来深刻改变了进入黄河下游河道的径流泥沙过程,进而引起了下游河道的再造床。本研究以1960—2022年长序列水文泥沙、断面地形、遥感影像等多源资料为基础,从径流泥沙、冲淤演变、形态调整三个方面阐明了小浪底水库运行以来对下游河道河床演变特性的影响。结果表明：(1)水库拦沙效果显著,下泄水量在年内分配更加均匀、沙量则向汛期更加集中;大流量和高含沙事件的严重程度和发生频率均有所降低;悬沙调整不明显,床沙粗化显著。(2)扭转了黄河下游河道持续淤积的趋势,冲淤调整主要发生在花园口至高村的游荡性河段;冲刷效率持续下降,主槽过流能力得到显著恢复。(3)游荡性河段横断面形态向窄深发展,二级悬河发育得到有效缓解,整体河势处于相对稳定状态。研究成果丰富了多沙河流修建水库对下游河道影响的科学认识,也可为小浪底水库优化调度提供科技支撑。     

小浪底水库运用以来黄河下游冲淤调整特点

系统分析了小浪底水库运用5年来黄河下游河道的冲淤调整情况,结果表明：下游河道沿程冲刷,河道萎缩局面得以遏制;水文站同流量水位下降;河道排洪能力增大,平滩流量增大。但由于下游来水量偏少,河道冲刷量尤其是下游中段冲刷偏少,河道断面调整幅度较小。同时基于洪水造床作用远大于平水过程造床作用的认识,建议充分利用小浪底水库拦沙的有利时机增强河道的排洪输沙能力,及时加强针对枯水条件下的研究工作。     

论黄河小浪底水库拦沙后期的运用及水沙调控

小浪底水库是确保黄河下游防洪、减淤的关键性工程,2007年已进入拦沙后期。为了尽可能地延长水库的使用寿命和减少下游河道的淤积,以最大限度地发挥小浪底水库的作用,制定合理的水库运用方式是非常重要的。回顾了小浪底水库运用以来的贡献和新情况,评述了拟定的水库运用方式的研究成果,根据三门峡水库和黄河下游河道数十年来的冲淤变化的实践经验,提出了小浪底水库拦沙后期运用方式的原则和水沙调控的建议。     

黄河下游河道均衡输沙关系研究

黄河下游河道不同的河道特性造就了河道冲淤演变的不均衡发展,本文以1960-1999年黄河下游水沙资料为基础,应用统计方法对黄河下游不同量级洪水与不同含沙量洪水的输沙规律进行了分析,提出了实现均衡输沙的水沙条件。结合实体模型试验资料对小浪底水库拦沙后期,黄河下游河道的冲淤演变趋势进行了预测,指出在后期运用过程中应注意上、下游河段输沙的均衡发展。     

黄河下游典型年份水沙条件与河床演变特征分析

文章采用实测资料分析方法,研究黄河下游典型年份的水沙条件与河床演变特征。研究结果表明:黄河下游2006年是典型枯水枯沙年份,年水沙量与多年同期相比均偏少。全年洪水过程仅2场,分别是6月小浪底水库调水调沙洪水和8月小浪底水库异重流排沙产生的“06·8”洪水。黄河下游河道2006年利津以上冲刷1.318亿m~3,冲刷集中在夹河滩以上,非汛期冲淤沿程分布具有“上冲下淤”的特点。     

小浪底水库拦沙期防洪减淤运用方式研究取得多项创新性成果

<正>由黄河勘测规划设计有限公司,黄河水利科学研究院、黄委水文局等单位完成的"小浪底水库拦沙期防洪减淤运用方式研究"项目通过了主管部门组织的成果鉴定。鉴定认为.该项目基于实地调研和原型观测,运用数学模型计算,实体模型试验等技术手段,系统研究了小浪底水库拦沙期防洪减淤运用方式的关键技术,在以下几个方面取得了突破和创新:(1)首次提出了"多年调节泥沙、相机降低水位冲刷、拦沙和调水调沙"的小浪底水库拦沙后期防洪减淤运用方式,系统解决了多沙河流水库调度和下游河道减淤的技术难题.     

近期黄河下游河道冲淤演变

1黄河下游河道历年冲淤变化人民治黄50年来，黄河治理开发取得了巨大成就，同时黄河水沙条件发生了新的变化，黄河下游河道冲淤变化经历了几个明显过程。（1）1950年至1960年，三门峡水库建库前，来水来沙为天然情况，河道冲淤演变与天然来水来沙条件有关，演变规律为“多来、多排、多淤”、“少来、少排、少淤”，总的趋势是河床淤积，大水淤滩刷槽，小水淤槽，淤积沿程变化、横向分布不均，年际冲淤变化较大。（2）1960年9月至1964年10月，三门峡水库蓄水拦沙，下泄清水，下游河道冲刷较快，年平均冲刷泥沙5．78亿t，冲刷范围遍及整个下游…     

小浪底水库运用前后黄河下游河道冲淤特征分析

采用实测资料分析和对比分析相结合的方法,研究小浪底水库运用前后黄河下游河道冲淤特征。研究结果表明:黄河下游水沙呈减小趋势,小浪底水库运用后,水量年内分配首次发生改变,汛期来水量比重小于非汛期;小浪底水库运用前,黄河下游河道整体呈淤积状态,小浪底水库运用后,黄河下游保持相对稳定的冲刷;小浪底水库运用前,黄河下游河道过流断面减小,主槽萎缩,小浪底水库运用后,河道断面以冲深下切为主,下游持续冲刷有助于中水河槽塑造。     

黄河小浪底水库初期运用与下游河道冲淤的响应

根据实测资料,分析了小浪底水库初期运用(2000-2006年)期间水库淤积的特点,重点研究了水库运用对下游来水来沙条件的改变、下游河道冲刷及其特点、水库与河道泥沙冲淤的关系等等,并与三门峡水库蓄水拦沙运用期间下游河道的变化进行了对比,据此对小浪底水库运用及调水调沙提出了建议。     

小浪底水库运用后黄河下游河道洪水与泥沙输移特性

根据小浪底水库拦沙运用后的河道观测资料,分析了黄河下游河道泥沙冲淤及河床质组成的时空变化特性。伴随着河道的持续冲刷,导致河床粗化、细泥沙补给不足,水流挟沙能力明显降低。建立了河道冲刷效率与累积冲刷量的量化关系,河道冲刷效率随累积冲刷量的增加呈指数衰减。2018年黄河下游河道的输沙能力相对于2000年降低约57.1%。分析了洪水期河道冲淤量与水沙量、流量及累积水量间的函数响应关系。考虑到河床粗化对输沙能力降低的影响,对2018年7月洪水冲淤结果进行了验证。建立了在洪水不同含沙量级条件下,利津站含沙量恢复值与流量间的关系。     

小浪底水库的修建对下游河道的冲淤影响

通过小浪底水库拦沙期下泄清水冲刷下游河道的计算与三门峡水库初期运用实测资料对比研究,根据冲刷强度、河道整治工程状况及河床条件的分析表明,小浪底水库拦沙期,黄河下游河道不会发生类似60年代初期河势变化造成的紧张抢险局面。但由于生产堤约束形成的槽高于滩的河道形态,宽河段河势变化仍有可能形成横河、滚河的不利情况。同时,文章还结合三门峡水库运用实测资料预估了小浪底水库对下游窄河道的减淤作用。     

黄河小浪底水库拦沙后期运用方式的思考与建议

小浪底水库于1999年10月下旬下闸蓄水,2007年起进入拦沙后期。水库的运用方式,对于延长水库寿命,确保黄河下游防洪减淤,至关重要。本文基于三门峡水库数十年的运用经验,指出"拦粗排细"只有在水库淤积状态下出现,水库冲刷则可能出现"拦细排粗"或"粗细俱下、粗沙略多"的情况,评述了拟定的小浪底水库拦沙后期的运用方式,提出了水库运用应从"拦沙减淤"向"调沙减淤"转变的水库合理运用的基本原则和调整黄河中游大型水库的目的任务以确保黄河下游长治久安的建议。     

黄河小浪底水库异重流排沙效果分析及下游河道的响应

全面分析了小浪底水库蓄水拦沙期2000-2006年库区及下游河道泥沙冲淤调整;在分析泥沙输移规律的基础上量化了连续冲刷状态下河道输沙能力变化与累计冲刷量间的关系,揭示了冲刷条件下河道输沙能力降低是因为床沙有效交换层内小于0.05mm的细沙及中沙补给不足造成的;结合三门峡水库拦沙期的观测资料,对比研究了异重流洪水期间小浪底水库的排沙效果及其下游河道对高含沙异重流水沙过程的响应,指出了小浪底水库对洪水具有较大的"拦粗排细"潜力,且高含沙异重流洪水不会造成河道严重淤积.因此,在洪水调度中,要充分利用水库塑造异重流洪水,多排少拦,以达到下游河道长期减淤的目的.