黄河下游宽滩区洪涝灾害物理暴露量研究

利用ArcGIS空间分析技术,根据已经构建的黄河下游宽滩区洪涝灾害数据库,结合实体模型试验成果,分析黄河下游宽滩区无、有防护堤两种运用模式下的人口、GDP、粮食产量和固定资产等物理暴露量。结果表明:①未调控"58·7"洪水情景下无、有防护堤模式的淹没面积分别为841.88、667.54 km~2;调控"58·7"洪水情景下无、有防护堤模式的淹没面积分别为64.46、69.78 km~2。调控"58·7"洪水情景无防护堤模式下淹没范围集中于高村—孙口河段上半部习城滩到梁集滩,调控"58·7"洪水情景防护堤模式下淹没范围集中于高村—孙口河段下半部蔡楼滩到赵桥滩。②以2010年为基础年,未调控"58·7"洪水无防护堤模式和调控"58·7"洪水防护堤模式两种情景下,人口暴露量分别为55.65万人、6.44万人,GDP暴露量分别为29.31亿元、4.51亿元。总体来看,黄河下游宽滩区遭受大洪水时洪涝灾害的防御效果,调控洪水情景优于未调控洪水,有防护堤模式优于无防护堤模式。     

黄河滩区不同治理模式的防洪效果试验

小浪底水库的建成运用和持续13 a的黄河调水调沙,使黄河下游河道得以沿程冲刷,平滩流量增大,加之近十几年黄河一直未发生大洪水,黄河下游滩区未发生较大漫滩,引起人们对宽滩区治理和运用方式的争论。目前的研究成果普遍认为,黄河下游发生大洪水的可能性仍然较大,特别是一旦出现高含沙洪水,对下游河道防洪安全的威胁更要引起高度重视。然而,在当前河道边界条件下,一旦发生这种不利水沙情况,那么黄河下游河道的冲淤、滩区淹没情况、滩区的灾情损失等将发生哪些变化,还无人开展定量研究。中常高含沙洪水条件下黄河下游宽滩区防洪形势对不同治理模式响应状况的模型试验结果表明:有防护堤模式主槽输沙能力强于无防护堤模式,但嫩滩淤积量大于无防护堤模式;有防护堤模式仅高村以下少量滩区漫滩上水,淹没面积小于无防护堤模式;习城滩两种模式中漫滩范围都较大,是防洪重点区域。建议在高村以上滩区修建高标准防护堤以保障滩区安全和经济建设,高村以下滩区实施滩区淹没补偿政策。     

黄河下游宽滩区滞洪沉沙功能与减灾效应二维评价模型及其应用

黄河下游宽滩区既是大洪水行洪滞洪沉沙的通道,又是滩区群众赖以生存和发展的家园,如何合理运用宽滩区是长期备受关注和争议的话题。本文在水沙统筹、空间统筹和时间统筹原则的指导下,建立了黄河下游宽滩区滞洪沉沙功能与减灾效应二维评价指标体系,构建了基于Pareto最优解的黄河下游宽滩区滞洪沉沙功能与减灾效应二维评价模型,利用1958、1982、1992和1996年4场洪水实测资料,对该模型的合理性进行了验证。应用上述模型对黄河下游宽滩区不同运用方式的12组二维数学模型计算方案进行了评价,结果表明,洪水量级对减灾效应影响显著;相同洪水条件下设防护堤并控制闸门运用(有闸)或分区运用(5滩、10滩)方案能在滞洪沉沙功能和减灾效应之间取得更好的平衡,可作为未来滩区优化运用的决策参考。     

黄河下游滩区洪水风险分析及减灾措施研究

黄河下游滩区洪水漫滩灾害频发,作为防洪非工程措施的洪水风险分析对于指导黄河下游滩区实施防洪减灾措施有着重要的意义。针对黄河下游滩区呈现“二级悬河”的不利局面及下游洪水泥沙含量大的特点,采用基于GIS的黄河下游二维水沙数学模型分量级计算相关洪水风险信息。根据洪水风险分析结果,制定滩区居民迁安救护方案,编制了不同量级洪水淹没下的滩区洪水风险图,增强滩区居民风险意识及应急避险撤退能力。提出了相关减灾应对措施,有着显著的防洪减灾效益。     

黄河下游滩区淹没损失估算研究

通过典型调查取得滩区社会经济指标和洪水淹没损失指标,计算滩区耕地亩均产值和洪水淹没损失率,并根据预估的不同量级洪水淹没面积,估算不同量级洪水淹没损失,为制定黄河下游滩区补偿标准和执行补偿政策的决策提供依据。     

黄河下游河道治理三维数值模拟研究

本文采用三维水沙数学模型,根据不同重现期洪水的设计水沙条件,对黄河下游花园口至艾山河段的去生产堤方案和两道防线方案进行了模拟计算。重点关注了两种治理方案下不同场次洪水的演进过程、河道冲淤、输沙特性和典型滩区的分洪退水过程,模拟结果表明:与去生产堤方案相比,两道防线方案中的洪水演进过程因防护堤的运用方式而在不同场次洪水中差异明显;同时两道防线方案可有效地保护滩区,减缓滩区大规模的淹没,发挥防灾减灾的功效;此外,从输沙能力变化和冲淤分布比较来看,两道防线方案较去生产堤方案可提高河道的输沙能力,减少河道的淤积。     

黄河下游滩区洪水风险分析

对黄河下游滩区的洪水风险进行了分析,结果表明:①滩区近期漫滩几率为3~5年一遇;②滩区安全建设实施后能够解决20年一遇以下洪水的人口淹没和部分财产损失问题;③补偿政策的实施能使滩区群众承担的洪水风险得到分担与补偿,初步解决与黄河下游防洪的矛盾。     

黄河下游滩区综合治理标准探讨

近几年来,黄河下游滩区来水严重偏枯,人口高速膨胀,滩区居民对滩区进行了盲目、无序开发,造成滩区行洪障碍繁多,河槽淤积严重,“二级悬河”形势严峻,生产堤问题突出,人水矛盾严重。为此,必须清除滩区过洪障碍,保证大洪水能够安全、顺畅下泄;推行集中建镇政策,使滩区居民可以防御100年一遇洪水,确保生命和财产安全;进行“二级悬河”治理,使黄河滩面横比降小于河道纵比降,达到“防滚河”的要求;科学改造现状生产堤,保护滩区作物免受小洪水淹没;以滩区综合治理指标规范滩区群众行为,使滩区群众与洪水和谐相处,维持黄河健康生命。     

黄河下游典型河段滩槽分界二维洪水数值模拟

采用平面二维水沙数学模型,在黄河下游河道现存生产堤条件下,针对典型洪水进行洪水模拟计算研究。通过对黄河下游典型河段的洪水数值模拟,分析研究该区域洪水演进、漫滩及河势变化状况、滩槽流速分布及单宽流量分布,给出滩槽分流比及滩区不同程度的淹没范围。这一研究对于明确滩槽范围、为滩区受洪水灾害补偿提供明确范围、为滩区发展创造良好环境及维持黄河健康生命具有非常重要的意义。     

黄河下游宽滩区不同运用模式滞洪沉沙效果试验

黄河下游宽滩区既是大洪水期行洪通道,具有滞洪、沉沙功能,又是180多万滩区人民居住场所。如何解决保证滩区群众生命财产安全与自然行滞洪、沉沙功能的发挥这一对矛盾,是治黄工作长期面临的难题之一。通过对比不同滩区运用模式下宽滩区洪水淹没范围、滞洪量和沉沙量,分析宽滩区不同运用模式对滩区滞洪沉沙效果的影响,以期为黄河下游河道治理和宽滩区安全建设提供有力科学依据。研究结果表明,两种洪水条件下无防护堤模式淹没范围均大于防护堤模式;中常洪水条件无防护堤模式滞洪量和沉沙量大于防护堤模式;大洪水条件无防护堤模式总滞洪量稍小于防护堤模式、沉沙量大于防护堤模式;两种洪水条件防护堤模式高村以下窄河段滩区漫滩状况均较无防护堤模式严重。     

河道生产堤对洪水影响的二维数值模拟研究

河道主槽两侧修建的生产堤影响滩槽泥沙横向交换,对河床演变带来很大影响。本文针对黄河下游游荡型河段的现实状况,采用平面二维水沙数学模型按现状生产堤、废除生产堤、限制生产堤三种条件进行了典型洪水的模拟,模拟计算给出了夹河滩-高村河段不同边界洪水演进、漫滩的过程及滩区淹没程度。作者分析了三种不同边界条件对洪水水位、河段流速、滩槽冲淤的影响,表明废除生产堤使洪水提前进滩,与现状生产堤状态相比大大降低了河道洪水位;限制生产堤方案可以适当控制漫滩流量,扩大滩槽泥沙横向交换,改善滩区生产条件。为了维持黄河河槽活力,协调人河关系,抑制二级悬河发展,限制下游河道生产堤治理方案是比较适宜的。     

黄河下游滩区补偿政策探讨

依据2000年国务院颁布的《蓄滞洪区运用补偿暂行办法》,结合黄河下游滩区实际情况,提出黄河下游滩区淹没补偿范围主要包括耕地和房屋两方面。通过对黄河下游滩区社会经济情况的典型调查,计算出了耕地淹没损失率为99.03%、房屋淹没损失率为47.77%以及耕地单位面积平均水灾综合损失值,提出了淹没损失中央财政、省级财政和滩区居民分担的比例;估算的4000~15000 m3/s流量下的淹没损失为6.22亿~19.04亿元。     

黄河下游河道治理战略研究

从有历史记载以来,黄河治理就备受关注,就治河而言,从未停止过宽河与窄河的争论。宽河方略以现有黄河大堤为堤线,以逐步废除生产堤全滩区运用方案作为代表方案;窄河方略堤线考虑河道整治工程治导线、有关滩槽划分界限成果、河道内现状工程分布等因素,陶城铺以上宽河段平均堤距4 km左右、陶城铺以下河段基本维持现状堤线布置。通过对宽河方略、窄河方略下不同方案的设置条件、运用方式等进行研究,从对下游防洪、河道冲淤的影响、治理效果及经济指标、治理风险等多方面对两种方略进行比较,认为宽河方略可以更好地发挥宽滩区的滞洪沉沙作用,利于洪水的管理和调度,可为下游河道治理和滩区群众生产发展共赢创造条件,应作为黄河下游河道治理的推荐方案。     

黄河下游滩区补偿政策研究

黄河下游滩区补偿政策研究是黄河水利委员会为解决黄河下游治理方略和确保滩区群众生产之间矛盾而设立的专项研究,研究成果已于2005年10月通过验收。该研究选取“96·8”洪水、2000年调水调沙和2003年防汛漫滩村庄及部分“落河村”进行调查,依据2002年颁布实施的《蓄滞洪区运用补偿暂行办法》,结合黄河下游滩区情况,确定了黄河下游滩区淹没补偿范围。     

黄河下游未来治理方案浅议

针对当前黄河下游河道滩区概况及存在的一些新情况和新问题,提出了"两步走"的黄河下游河道治理方略。近期拟采取"滩区防护堤+格堤"的治理方案;当进入黄河下游河道的水流泥沙条件满足窄河条件时,远期实施"窄河固堤"方案。建议黄河下游堤防的防御标准从固定的22 000 m~3/s流量改变为防御1 000年一遇频率洪水。黄河下游堤防规划与建设实行远近结合,一次规划,分步实施;对黄河下游滩区分类分层次管理;消除北金堤滞洪区。     

黄河下游滩区行洪和沉沙功能演变分析

黄河下游滩区的行洪和沉沙作用未来究竟有多大,是滩区治理战略方向确定的关键依据。利用实测资料,系统分析了黄河下游实测洪水泥沙变化、滩区不同时期行洪和泥沙淤积变化。结果表明:受洪水量级大幅减小、河道整治工程相对完善以及滩区生产堤建设等综合因素影响,1986年以来滩区行洪和沉沙功能与历史时期相比已显著减弱。采用数学模型对比分析了下游河道"现状格局"和"彻底废除生产堤"两个方案滩区的沉沙作用,结果表明:在潼关年均来沙3亿t条件下,未来50 a内滩区基本不发挥沉沙作用;来沙6亿t条件下,未来50 a内滩区发挥一定的沉沙作用;从滩区泥沙淤积比例这个关键指标看,"废除生产堤"方案仅比"现状格局"方案高2%。提出了重新对滩区行洪和沉沙功能进行战略定位的建议。     

MIKE21在黄河下游洪水演算中的应用研究

应用MIKE21河流模拟系统,建立了黄河下游夹河滩一高村河段的水动力学数学模型.实测水位与模拟水位的对比表明,该模型能正确模拟洪水演进过程.通过对黄河下游滩区在"92·8"和"96·8"典型洪水情况下水流运动过程进行的数值模拟,确定在洪水期蓄滞洪区的淹没情况,以及利用蓄滞洪区进行分滞洪水的效果,结果表明:规划滞洪堤方案能减少洪水进入滩区的水量.削峰滞洪作用比较明显.     

泥沙淤积对黄河下游中小洪水风险影响评价

泥沙淤积导致黄河下游中小洪水灾害发生次数及损失大小发生了变化。利用90系列洪水资料,分析了小浪底水库和黄河下游河道系统不同组合条件下滩区中小洪水风险变化特点。水库和下游河道淤积都导致了黄河下游中小洪水漫滩淹没损失发生的次数增多、损失值变大。在维持黄河下游平滩流量4 000m3/s条件下,泥沙淤积导致滩区中小洪水漫滩次数由小浪底水库拦沙运用初期的年均0.10次增大到拦沙运用后期的年均2.18次,相应的洪水灾害损失值也由年均0.220亿元增大到年均2.400亿元。     

黄河下游漫滩洪水调控模式研究

针对漫滩洪水特性提出了改善黄河下游“二级悬河”的方案,应用动床模型试验对改善方案进行了模拟研究。结果显示：控制漫滩可以有效的减缓“二级悬河”的发展,加大主槽累计冲刷量,减小滩区淹没面积及改善河道横比降。如果黄河下游遭遇大漫滩洪水,可以在控制漫滩条件下排放最大洪峰流量不超过10 000 m3/s的过程洪水。     

黄河下游滩区补偿范围确定

根据国家蓄滞洪区运用损失补偿政策,结合黄河下游滩区实际情况,分析提出了黄河下游滩区空间补偿范围、损失补偿范围及有关实施补偿的原则,为估算洪水淹没补偿额和制定补偿标准提供依据。