黄河龙羊峡水库进出库水沙输移特性

根据龙羊峡水库进出库控制站的水沙实测资料,借助变差系数、偏态系数、Pearson相关分析和回归分析等方法,分析了进出库水沙的输移特性。结果表明:水库建设期年际径流量差和输沙量差波动明显,差异显著,出库水沙量大于进库的;水库蓄水运用对进出库水沙量的影响显著,进出库年均标准化径流量、标准化输沙量均呈下降趋势;龙羊峡水库蓄水运用后出库径流量的年内分配趋于均匀化,汛期径流量减小,非汛期径流量增大;进出库径流量和输沙量具有明显的正相关性,单位径流条件下出库的产沙动力高于进库的,相同径流条件下进库输沙量在水库蓄水运用后呈增大趋势。     

三峡水库汛期“蓄清排浑”动态运用方式初探

为研究三峡水库汛期调度方式优化问题,以实测资料为基础,对三峡水库蓄水运用以来入出库沙量特性变化进行了分析,主要从泥沙角度对三峡水库采用汛期“蓄清排浑”动态运用方式进行了初步探讨。研究结果表明:三峡水库蓄水运用后汛期入库沙量大幅减小,上游溪洛渡和向家坝水库蓄水运用后三峡水库汛期6—9月份含沙量已经开始小于论证阶段5月份和10月份的含沙量;三峡水库主汛期出库沙量占年出库沙量的90%以上,且汛期出库沙量主要集中在1~2次大的出库沙峰过程中;近期三峡水库汛期采用“蓄清排浑”动态运用的泥沙调度方式,泥沙淤积可许。研究成果可为三峡水库汛期优化调度提供参考。     

黄河中游干流汛期水沙变化

龙羊峡、刘家峡两库联合运用后黄河中游干流汛期水沙条件发生了很大变化。具体表现为：①伏汛期河口镇、龙门、潼关三站水量多年平均比１９６８年前减少５０％左右，沙量减少约６０％，但相应水沙量占全年比例变化不大；秋汛期水量减少５０％以上，沙量减少６５％～８０％，相应水沙量占全年比例明显降低，同时年际间水沙量变幅减小。②水流过程的变化，伏汛期主要表现在２０００ｍ３／ｓ以上中、大流量级历时、水量、沙量的明显减少和１０００ｍ３／ｓ以下枯水流量的增加；秋汛期１０００ｍ３／ｓ以下小流量历时出现几率大大增加，水沙量也相应增多；而１０００ｍ３／ｓ以上中、大流量明显减少，９月下旬和１０月份水沙量与非汛期特征十分接近。     

黄河中游干游汛期水沙变化

龙洋峡，刘家峡两库联合运用后黄河中游干游汛期水沙条件发生了很大变化。具体表现为：（１）伏汛期河口镇，龙门，潼关三站水量多年平均比１９６８年前减少５０％左右，沙量减少约６０％，但相应水沙量占全年比例变化不大；秋汛期水量减少５０％以上，沙量减少６５％－８０％，相应水沙量占全年比例明显降低，同时年限间水沙量变幅小。（２）水流过程的变化，伏汛期主要表现在２０００ｍ＾３／ｓ以上中，大流量经历时，水量、沙量的     

小浪底水库运用以来进出库泥沙分析

截至2016年10月,小浪底水库已蓄水运用17 a。水库运用阶段一般分防凌、春灌蓄水和春灌泄水期,汛前调水调沙期,防洪运用以及水库蓄水期。2000—2016年进出库泥沙分别为49.371亿、10.381亿t;汛期入库泥沙占全年的86.6%;汛前调、汛期出库沙量分别占全年的31.1%、68.6%,细沙占出库沙量的79.6%;水库排沙比为21.0%,细沙排沙比为34.8%。水库排沙比随回水长度增加而减少,细沙、中沙、粗沙排沙比随着全沙排沙比的增大而增大,细沙增大最快。     

水库运用对宁蒙河道水沙条件的影响

依据实测资料分析了龙羊峡、刘家峡2水库运用对宁蒙河道水沙条件的影响,结果表明:①两库调蓄运用改变了进出库站的径流年内分配,汛期水量占年水量的比例由建库前的60%降为40%左右;出库大流量历时缩短,小流量历时延长;非汛期出库流量普遍加大。②两库运用后,宁蒙河道汛期沙量占全年的比例由建库前的81%~87%降为78%~60%;头道拐汛期大于2000 m3/s流量级历时由年均32.3 d减少到2.4 d,占汛期历时的比例由26%减少到2%。③水库调蓄洪水使得对内蒙古河段支流汇入的高含沙水流的稀释作用减弱,加重了干支流汇合口局部河道的淤堵。     

黄河下游滩槽冲淤演变与水沙过程的响应关系

采用实测资料分析的方法,研究了黄河下游滩槽冲淤演变对水沙过程的响应关系。研究结果表明:1986年后,进入黄河下游的水沙明显减少,导致下游河道滩槽皆淤。2000年后,由于小浪底水库蓄水拦沙运用,下游全程持续冲刷。黄河下游滩槽冲淤演变与水沙过程存在响应关系:主槽冲淤量随水量参数、水量分配参数的增大而减小;随沙量参数、沙量分配参数的增大而增大;滩地冲淤量随水量参数、沙量参数、水量分配参数和沙量分配参数的增大而增大。     

黄河下游水沙变异与河道响应

对龙羊峡、刘家峡和三门峡3座水库修建后黄河下游的水沙变异与河道响应情况进行了分析,认为:①三门峡水库运用后,汛期下泄水量占全年的比例平均为45%,和天然情况相比减少了15%,排沙量更为集中(占全年的95%以上),和天然情况相比增大了10%左右,水沙更趋不平衡;②汛期洪水减少,洪峰流量和洪峰期水量减小,含沙量增大,形成小水带大沙;③洪水的造床作用明显减弱,使得河流平面尺度和断面尺度减小,河床冲淤演变所涉及的范围有所减小,河道的淤积更加局限在中水河槽内,主槽和嫩滩的淤积导致了“二级悬河”的发育和发展。建议在现有水库对水量实行调节的同时,尽快修建中游泥沙调节水库,实现黄河水沙的统一调控,创造比较和谐的水沙关系,维持黄河健康生命。     

水库蓄水对流域输沙量特征研究

为了研究三峡水库蓄水后长江流域输沙量特征,基于流域水沙流量资料,对长江主干流水沙流量变化、三峡水库(TGR)上游水沙变化、三峡水库内泥沙淤积变化以及下游河道侵蚀变化进行分析。结果表明：(1)自1990年后,宜昌和大同两个站点的输沙量均急剧下降,宜昌的泥沙减少幅度大于大同;三峡水库蓄水前,两个站点的累积水沙流量呈增长趋势;水库蓄水后,累积水沙流量趋于平稳。(2)三峡水库蓄水前,清溪场和宜昌间的河道基本没有净侵蚀或沉积;水库蓄水后,从2003-2019年截留泥沙平均每年为118Mt;(3)在2001-2002年,河道由沉积逆转为净侵蚀,在此转变过程中,人类活动为主要原因。     

黄河水沙变化与下游河道发展趋势

引起黄河水沙变化的原因有人为因素和自然因素两方面，通过分析，发现在人类活动的影响下，黄河上中游水沙变化的趋势是：年水量大量减少，且汛期水量从占全年的６０％减为３０％－５０％；洪峰流量大幅度削减，来沙量有所减少，但减少的幅度小于水量减少的幅度。小浪底水库建成运用初期，下游河道冲刷浆向纵深方向发展，滩地冲蚀量要比三门峡水库拦沙期小得多；水库转入蓄清排挥运用期，孙口以上河段将发生冲刷，孙口至艾山冲淤平衡     

泾河长系列水沙变化规律与归因研究

近些年泾河径流量及来沙量大幅减少,在一定程度上影响到流域的水资源开发利用,为了厘清水沙减少程度及变化特征,探寻其变化背后的驱动因素,采用联合滑动t检验、距平累积曲线法和Copula等方法,从不同层面对泾河长系列水沙规律进行了研究。同时,建立分布式水文模型,分情景对泾河流域径流泥沙对气候和土地利用变化的响应进行了模拟。结果表明:气候变化对径流和泥沙减少的贡献率约为21. 20%和6. 08%;土地利用变化对径流泥沙减少的贡献率约为4. 04%和11. 08%;泾河流域径流泥沙变化除受气候变化影响外,还与土地利用(覆被)类型、面积比重等有关。研究结论表明:人为拦蓄和引水是河川径流减少的主要原因,而泥沙减少的主因除了退耕还林还草之外,通过淤地坝等水保措施直接拦沙也起到了重要作用。     

东江上游河流水沙分析

分析了东江上游地区河流水沙特性,并阐述了水库的修建和运用对该地区水沙输移的影响。东江上游地区是整个流域泥沙的重要来源区,该地区地表径流主要来自于降水,河流泥沙也主要来自于降水和径流所造成的土壤侵蚀。从长系列看,东江上游地区径流量虽然在不同时期波动较大,但相对稳定,而河流输沙量呈下降趋势。东江上游来水来沙主要集中在每年的汛期,其汛期来水来沙量分别占全年的70%和88%。枫树坝水库和枕头寨水库建成运用,减小了径流量的季节差异,降低了河流流量脉动特性。同时其河流输沙率在枫树坝水库和枕头寨水库建成以及枕头寨水库调整后分别下降了30%和50%。近年来,东江下游进行的大规模无序采沙,其采砂量已经远大于上游来沙量。在东江流域进行水沙管理时,不仅要采取措施遏制这种无序采沙行动,同时也要进一步研究流域水沙输移问题,以达到维持整个河流系统的水沙平衡。     

黄土高塬沟壑区两种牧草蓄水保土效果试验

为了分析黄土高塬沟壑区牧草对蓄水保土的作用,在南小河沟范家山设置了牧场草区、金皇后苜蓿区和对比区,并进行了径流试验,观测了各小区的径流量、含沙量、冲刷量、土壤含水率和耗水强度等。结果表明:牧场草区、金皇后苜蓿区的径流量、含沙量、冲刷量均比对比区小,牧场草区、金皇后苜蓿区比对比区径流含沙量分别减少36.09%5、5.65%,牧场草区、金皇后苜蓿区冲刷量比对比区分别减少53.32%6、9.93%。牧场草区、金皇后苜蓿区耗水强度与对比区相同,但土壤含水率比对比区大。     

1982—2014年汀江流域长汀段水沙演变规律分析

为掌握气候变化和人类活动干扰条件下汀江流域的水沙演变规律,基于汀江流域长汀段1982—2014年实测水沙资料,运用累积距平法和Morlet小波变换分析了该流域的水沙变化特性。结果表明:径流量和输沙率年内分配都不均匀,径流量主要集中在3—6月份,输沙率主要集中在3—6月份及8月份;径流量和输沙率在1982—2014年的时间序列上发生2次突变,突变拐点为1991年和2000年,1982—1991年为水沙减少的阶段,1992—2000年为水沙增多的阶段,2001—2014年又为水沙减少的阶段;径流量和输沙率在1982—2014年的时间序列上均表现出显著的周期性,径流量的第一主周期为44月,输沙率的第一主周期是18月。研究结果可为汀江流域水资源的合理开发利用和管理提供科学依据。     

论黄河水沙变化趋势预测研究的若干问题

1980年代中期以来黄河水沙情势发生了巨大变化,明晰其过程、特征及水沙变化研究的关键所在,有助于聚焦核心科学问题,重点攻关,为黄河流域生态文明建设提供科技支撑。本文系统分析了黄河流域1950—2016年水沙变化过程,梳理了不同阶段各家水沙变化趋势预测成果,辨析了趋势预测结果差异显著的原因。研究表明:黄河水沙锐减,时空减幅不同步,年内利于输沙的流量持续时间和水量、沙量都在减少,含沙量则与水利水保工程建设呈现协同的阶段变化,黄河水沙异源的空间分布格局仍然持续;黄河水沙变化趋势多借助于"水保法"、"水文法"和"物理过程模型法"等开展预测,不同时期的预测成果差异显著,其中机理和机制等的认识不足、评价技术等的缺失及预测条件变化的不确定性等是导致差异显著的主要原因。今后需加强黄河水沙变化机理、措施的群体效应、预测结果可信度评估和治黄策略等关键科学问题研究,为准确预测新情势下黄河水沙变化趋势提供理论基础。     

黄河口水沙变异特征研究

根据利津水文站的实测水沙资料,分析了1950年以来黄河口水沙的变化特征。结果表明,1986年以来进入河口的水沙量、水沙年内分配和年际变化、水沙搭配、洪水特性等均发生了特征性变异,即枯水枯沙年连续出现时间长,年际变幅减小;10月份水沙特征已接近非汛期,洪峰流量逐年减小;汛期约50％的时间、全年有72．8％的时间流量小于500m^3／s;小流量级径流量和挟带泥沙量比例增大,大流量级径流量和挟带泥沙量比例减小;输水流量级已由2000m^3／s以上降到了1000m^3／s以下,3000m^3／s以上流量级输沙比例减幅达43．35％。     

1956-2009年延河水沙变化特征及其驱动力研究

分析降雨、人类活动等因子驱动下的流域水沙效应是流域管理的基础。本文采用移动平均法、累计距平法,线性回归统计等,分析了1956-2009年期间延河流域的降雨、径流和输沙量变化及其驱动因素。结果表明:延河流域降雨量与径流量、输沙量变化趋势基本一致,均可分为1956-1969年的基准期和1970年以后的3个时段的治理期等4个阶段。基准期三者均达到最大,治理期以输沙变化的时段性最为显著;且三者基本符合先大幅度下降(1970-1983年),然后明显上升(1984-1993年),再迅速下降(1994-2009年)的时段性。径流泥沙的时段性既是降雨量出现阶段性变化的结果,更是阶段性人类活动的水沙效应结果。整个治理期降雨和人类活动对减少径流的贡献比是60∶40,对减少泥沙的贡献比为30∶70;治理时段引起水沙变化的主要人类活动包括:1970-1983年的淤地坝、水库等水利设施建设大大减少水沙;1984-1993年的农业包产到户政策使得减水减沙幅度逐渐减少;1994年以来延河治理和退耕还林战略等极大地减少了流域径流泥沙。研究结果对延河流域管理实践有指导意义。     

孤山川流域水文特征变化及驱动因素

研究流域水文特征的变化及驱动因素对流域水资源开发利用与保护,水土保持及生态环境的建设具有指导意义。以孤山川流域为研究区,利用Kendall秩序相关法分析1956-2009年流域降水、径流、泥沙等水文要素的演化趋势,采用小波变换法对系列的周期进行提取,利用有序聚类法分析径流和泥沙序列的变异点,并分析气候变化和人类活动对水沙的影响情况。结果表明:近54年来孤山川流域实测降水量没有显著变化,而年径流量和输沙量显著减少;年径流量和输沙量序列都存在5、14和28年左右的周期,且均在1979年和1996年发生突变。气候变化和人类活动对年径流量减少的贡献率在不同时段有不同的值,在人类活动对下垫面影响的过渡期,贡献率分别为72.2%和27.8%;90年代中期到21世纪初,它们的贡献率分别是27.8%和72.2%。本研究将为孤山川流域水资源开发利用及优化配置提供科学借鉴。     

我国主要入海河流水沙变化分析

本文利用"中国河流泥沙公报"数据,结合各流域长系列年降水量资料,利用趋势分析和水沙双累计曲线方法相结合分析径流模数和输沙模数的变化,探讨我国主要入海河流水沙的历史变迁。数据系列至2006年,大多数数据长达50年。根据河流下游站历年水沙变化趋势,将我国主要河流大致分为3类:水量基本不变沙量降低、水量和沙量均降低、几近断流断沙。按地域看,我国淮河及其以南河流年水量无明显的改变趋势,而年沙量呈明显下降趋势;淮河以北地区河流水沙量均呈明显下降趋势,特别是黄河径流量的近10年平均值仅为多年平均值的1/3,输沙量从20世纪五、六十年代的约12亿t/a锐减至近10年的约1.6亿t/a,而海河水系的河流下游几乎是断流断沙。总体上,我国大多数河流的沙量明显下降,本文所列的10条河流下游站近10年的输沙量年平均值低于多年平均值的一半。流域降水量的变化不是河流入海水沙量的明显降低的主要原因,水沙量的降低主要是人类活动造成的。