新时期黄河调水调沙思考与建议

黄河调水调沙连续开展二十余年，是协调黄河水沙关系行之有效的措施，在减淤、塑槽、生态等方面发挥了显著效益。但新时期黄河水沙情势异变，水库及河道边界条件也发生调整，调水调沙面临冲刷效率下降和后续动力不足两个突出问题。为适应新时期新形势变化，有必要对调水调沙进行优化创新，以更好地发挥其长期综合效益。采用实测资料分析的方法，结合工程实际调度经验，提出基于现状水沙调控工程体系优化调水调沙的措施，包括小浪底水库多排沙提供沙源以及挖掘干流水库群潜力为调水调沙补充后续水流动力。从保障黄河长久安澜的角度，提出完善调水调沙的建议：一是加快推动骨干工程建设，完善水沙调控体系；二是积极创新调水调沙运用模式，动态优化调控指标。上述工程措施和非工程措施的结合，可有效解决黄河泥沙治理难题。     

黄河水沙调控体系建设初步研究

解决黄河水少沙多、水沙关系不协调的有效途径是增水(节水和外流域调水)、减沙(水土保持措施减沙,干支流水库拦沙,小北干流放淤)、调水调沙.完善的黄河水沙调控工程体系应包括黄河干流龙羊峡、刘家峡、黑山峡、碛口、古贤、三门峡、小浪底七大骨干水库和支流泾河东庄水库、沁河河口村水库、伊洛河陆浑与故县水库等,非工程体系主要包括水沙预报系统、不同空间尺度和不同时间尺度的水沙调控调度模型等.黄河水沙调控工程体系必须保证黄河水沙的多年调节、满足调水调沙对水流动力的要求、能够调节水库泥沙、满足小北干流放淤对水沙条件的要求、确保黄河不断流以及支持流域经济社会发展等.     

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。     

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.     

小浪底水库调水调沙后续动力不足原因和对策

小浪底水库是现状黄河水沙调控体系的核心,为完善黄河水沙调控机制,需研究小浪底水库调水调沙后续动力不足的原因及增强对策.以小浪底水库调水调沙实践为基础,分析入库水沙条件和库区排沙规律、调水调沙动力不足的特征和原因;研究增强小浪底水库后续动力的要求,包括降低水位冲刷、保持有效库容、协调下游水沙关系等,需要中游水库塑造适宜的...     

黄河调水调沙研究进展

调水调沙是促使黄河不淤的工程措施之一,通过人工调控塑造协调的水沙关系,主要目标是调整水库淤积形态,促进下游河道冲刷,提高下游河道的行洪能力。在前人研究和相关实践的基础上,总结了调水调沙的技术关键和其对上游水库及下游河道的各方面影响,并针对存在的问题,对黄河调水调沙相关研究的发展趋势进行了探讨．认为：异重流排沙机理、高含沙水流输沙的实现、下游河道的综合治理、调控流量的加大和对河口湿地生态的维护将可能成为黄河水沙时空调控理论进一步发展的方向。     

对黄河水沙调控体系建设的思考

近年来,黄河水利委员会在黄河水沙调控体系建设上进行了很多的探索和实践,如调水调沙试验,小北干流淤粗排细的放淤试验,包括下游标准化堤防建设等,目的都是为了解决水少沙多、水沙不协调以及其他一些由来已久的黄河老大难问题.     

纪念人民治理黄河70年 治黄科技成果及应用回顾

正黄河调水调沙理论与实践黄河的根本问题是水少、沙多、水沙关系不协调。黄土高原严重的水土流失,造成大量泥沙在黄河下游强烈堆积,使下游河道成为地上悬河,防洪形势非常严峻。黄河调水调沙是通过人工手段改变天然水沙不平衡关系的减淤方式,力图控制位于关键地位的水库     

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。     

基于不协调度的黄河下游水沙变化分析

为全面了解黄河水沙关系变化情况并为水沙调控提供参考,引入由来沙系数计算的水沙不协调度概念,把三门峡站作为进入黄河下游水沙资料的控制站,根据其1963—2017年实测流量与含沙量资料,分析了黄河水沙关系不协调状况及变化情况。结果表明:近年来黄河的流量和含沙量呈显著下降趋势,迟滞7 a和14 a的含沙量与流量有较强的相关性,多年平均年内流量变化相对于含沙量变化存在一个月的迟滞;黄河水沙不协调在2005年以前以水少沙多为主,其中20世纪80年代中期不协调度较低,但仍呈现出显著的水少沙多状态;2005年以后水沙不协调表现为水多沙少;汛期水沙不协调是影响全年水沙不协调的主要原因,7月是年内水沙最不协调的月份。     

黄河尾闾沙洲及河口形态对水沙变化的响应

基于多源高分辨率卫星数据和实测地形资料对黄河尾闾河道沙洲、河口沙嘴及滨海区对水沙变化的响应过程进行多尺度分析.结果表明:2013-2015年,黄河水沙逐年减少,河口沙嘴横向淤长,拦门沙形态由长条形逐渐转为类似圆形;2016-2017年,水沙锐减,调水调沙中断,河口沙嘴及滨海区遭受冲刷;2018-2020年重启调水调沙工...     

黄河调水调沙

黄河下游河道淤积的主要原因在于“水少沙多，水沙不平衡”，按照黄河下游河道冲淤规律，只要把进入黄河下游河道的不平衡的水沙关系调节为协调的强大功能。小浪底水库位于控制进入黄河下游河道水沙的关键部位，该水库控制了黄河径流量的91％，控制了近100％的黄河泥沙，2002年7月4日进行的黄河首次调水调沙试验控制花园口断面流量不大于2600m^3/s，平均含沙量不大于20kg/m^3，小浪底水库泄流历时不少于10天，黄河下游河道共冲刷泥沙0．362亿t，试验达到了预期的目的。通过这次试验，共取得测验数据520万组，这为今后建立更加符合原型黄河实际的数学模型和实体模型提供了极其重要的物理参数，试验证明，利用水库调水调沙，将不协调的水沙关系调节为相协调的水沙关系，是有利于输沙入海、减轻下游河道淤积甚至冲刷下游河道的有效途径之一。     

基于三门峡水库反馈效应的古贤水库调控指标分析

调水调沙是协调黄河水沙关系的重要途径之一。在对黄河潼关站1974-2017年汛期日均洪峰流量超过1 500 m~3/s的162场场次洪水进行系统分析的基础上,筛选出82场以龙门来水为主的非漫滩洪水作为古贤水库调水调沙期近似下泄的水沙过程。通过对场次洪水在三门峡水库的沿程冲淤调整分析,从有利于三门峡库区河段冲刷、潼关高程降低和洪水冲刷效率等多方面综合考虑,提出调水调沙期间古贤水库适宜下泄的流量和含沙量等水沙调控指标为:洪峰流量2 000～4 000 m~3/s,且在小北干流河段不漫滩,含沙量低于30 kg/m~3,持续时间3～10天。     

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.     

黄河调水调沙对花园口水文站测验河段的影响

调水调沙实验是小浪底水库生产运行之后黄河上的一项重大治黄实践,先后进行的9次调水调沙实验对黄河下游河道水沙关系的调节以及冲刷下游河道取得明显的效果。黄河花园口是调水调沙实验最重要的控制断面之一,其数据作为小浪底水库调水调沙的重要水文依据。文章利用花园口水文站2002～2007年小浪底水库调水调沙试验期间的实测水位、流量、含沙量、大断面资料,通过对上游来水来沙情况、断面水位～流量关系、同流量级水位变化、测验河道过水能力、洪水传播历时进行分析计算,来有效研究小浪底水库调水调沙的运用对花园水文站测验河段的不同影响,探寻花园口河道特性及其洪水演进规律。     

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.     

黄河上游梯级水库群调水调沙潜力初步研究

利用水库群开展水沙调控是解决黄河上游泥沙淤积的有效措施之一。以1956~2010年长系列来水、来沙资料为准,分析了黄河上游沙漠宽谷河段的水沙规律和调控时机,以龙羊峡、刘家峡水库(龙刘)为调控手段,在以水定电模式下建立黄河上游梯级水库群联合调度模型。在3种情景下求解模型可知:(1)黄河上游调水调沙14、30 d的最大需水量分别是32×10~8和67×10~8m~3;(2)定量给出了梯级水库群的调水调沙潜力,调水调沙14 d的周期为2年1次,调水调沙30 d的周期为3年1次;研究成果对黄河上游沙漠宽谷河段河道水沙调控以及梯级水库群科学调度具有重要的指导意义和应用价值。     

让黄河成为造福人民的幸福河——"黄河流域生态保护和高质量发展专家解读与研讨会"专家建言选摘

<正>中国工程院院士、中国水利水电科学研究院教授王浩治理黄河要以问题为导向,水少就要节水、增水,沙多就要减沙、泥沙再利用,水沙关系不协调就要全河统一监测、调控,还要配合水保措施、植被措施、工程措施等手段减沙,通过节水、跨流域调水等方式增水,通过全河的调度、调水调沙,把水沙不协调问题解决好。黄河当前的首要问题是水少问题,首先要坚持"节水优先",节水,就是要自律式发展,高效用水、分质用水、再生用水、一水多用,提高水的利用效率。黄河流域未来最大缺水量为200亿m~3左右,这个缺水量可以通过西部调水工程来解决,保障黄河高质量发展、矿产能源开发、粮食安全、城市群     

黄河治理开发与保护的远景形势展望和对策

《黄河流域综合规划(2012—2030年)》的实施,对于保障黄河流域的防洪安全、供水安全、生态安全,具有极为重要的作用,但从长远来看,协调黄河水沙关系仍是一项艰巨而复杂的任务。要长期坚持不懈地进行水土流失综合治理,减少入黄泥沙,进一步加强节约用水,继续实施跨流域调水,有效增加黄河的水资源量,利用完善的水沙调控体系科学调控水沙,保障黄河防洪安全、供水安全和生态安全,维持黄河健康生命,谋求黄河长治久安。     

当前黄河防汛特点与水库优化调度

分析了当前黄河防汛出现的新特点:人类活动造成的黄河流域下垫面变化对中小洪水影响较大,但对大洪水不会有决定性的影响;河道被侵占,进一步发生萎缩,将加重洪水灾害;小浪底水库为黄河下游水沙调度提供了优化空间,但调度难度及要求相应增大;群防队伍组织困难,防汛战斗力差,遇险外迁撤离任务重;黄河下游河道特殊,情况复杂,舆论宣传报道难掌控。提出了未来水库优化调度的建议:黄河水沙关系不平衡,需进一步完善水沙调控的工程体系和非工程措施,开展水沙联合调度;黄河属于资源性缺水河流,应进行分期汛限水位和分级洪水调度研究,开展洪水资源化利用的合理调度。同时分析总结了调水调沙的作用与效果,提出在基本保障黄河两岸工农业引用水的情况下,要用好规划确定的黄河输沙与生态水量,持续开展黄河下游调水调沙。