治理黄河新的里程碑——记黄河首次调水调沙

记载了黄河首次调水调沙的过程、历代治黄工作者为之付出的艰苦努力，以及首次调水调沙成功的巨大意义。     

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。     

黄河下游河道冲淤特性研究

根据三门峡水库投入运用以来３６年下游河道的实测资料，分析了各种水沙条件下黄河下游河道冲淤特性，总结了低含沙非漫滩洪水、中含沙非漫滩洪水、较高含沙非漫滩洪水、高含沙洪水、一般含沙漫滩洪水及非汛期河道的冲淤规律和各河段的相互调整关系，指出了各河段冲液最严重的洪水类型，确定了各河段冲液羡衡的临界条件。在此基础上，提出了水库调水调沙过程中应采取的对策和措施。     

小浪底水库投入运用后黄河下游游荡性河道的整治问题

小浪底水库的调水调沙运用应使游荡性河段塑造出有利的河槽形态。游荡性河道的整治应与改变不利水沙条件相结合并按顺直或微弯流路整治，保持窄深河槽和修建卡口工程是进行游荡性河道整治的关键因素。     

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。     

黄河下游河道冲淤性研究

根据三门峡水库投入运用以来36年下游河道的实测资料，分析了各种水沙条件下黄河下游河道的冲淤特性，总结了低含沙非漫滩洪水、中含沙非漫滩洪水、较高含沙非漫滩洪水、高含沙洪水、一般含沙漫滩洪水及非汛期河道的冲淤规律和各河段的相互调整关系，指出了各河段冲淤最严重的洪水类型，确定了各河段冲淤平衡的临界条件。在此基础上，提出了水库调水调沙过程中应采取的对策和措施。     

黄河调水调沙对山东河道的影响分析

分析了黄河13次调水调沙进入山东河段的水、沙情况和不同河段的冲淤情况。连续10年的调水调沙实践证明,调水调沙使得同流量相应水位明显降低、河道平滩流量明显增大、黄河下游河势趋于稳定、工程出险次数明显减少,对调整下游河道断面形态、扩大下游河道主槽过洪能力、稳定河势等具有重要的作用,取得了巨大的社会经济效益。     

黄河山东段近期重点河段河势演变与河道整治

简述1986-2005年黄河下游来水来沙及河道冲淤概况 选择4处重点河段,即：东坝头至新店集、南小堤上延至连山寺、苏阁至伟庄、义和庄至清2断面河段,述明其河势演变特点、基本规律、整治前存在的主要问题、整治工程建设与整治效果 阐明黄河下游河道整治基本经验、当前还存在的问题以及调水调沙与河势变化的关系。     

黄河下游水沙条件对河道冲淤的影响

根据1950年以来黄河下游河道实测水沙资料,分析了黄河下游河道汛期淤积比与小浪底站径流量、输沙量、平均流量、平均含沙量和采沙系数的关系;根据2002-2008年小浪底水库8次调水调沙期间的实测数据,进一步分析了调水调沙时黄河下游河道水沙条件对河道冲淤的影响.结果表明:黄河下游河道汛期淤积比随小浪底站径流量或平均流量的增大而减小,随小浪底站平均含沙量或来沙系数的增大而增大;调水调沙期间下游河道均发生了冲刷,河道淤积比随来沙量、出库平均含沙量和来沙系数的增大而增大,随出库径流量和洪水历时的增大而减小;2007年汛后小浪底出库调控流量为3 600 m3/s、舍沙量为40 kg/m3时,下游河道基本达到冲淤平衡.     

黄河下游2010年汛前调水调沙河势监测分析

利用环境减实卫星遥感监测影像,分析了2010年黄河调水调沙下游河势现状,并通过对比近几年河势变化情况,分析了调水调沙对河势的影响。结果表明:①经过多年调水调沙,黄河下游河道主槽刷深,过流能力大大增强,河势也相对稳定;②一些原来靠溜较好的工程,如驾部、南裹头、马庄、马渡险工等,有脱河脱溜的趋势,建议对这些河段加强河势变化监测;③在多年调水调沙作用下,毛庵—三官庙、黑岗口—东坝头河段工程靠溜状况趋好,河势逐步向有利方向发展,尤其是柳园口—欧坦工程河段,大部分原来不靠河的工程开始逐步靠溜,当前河势较为顺畅。     

对洪水资源化维持黄河健康生命的初探

通过对实施黄河洪水资源化的研究,认为采取“蓄洪”、“调沙”、“冲污”、“造床”、“引洪”等方式,可以解决黄河中下游的断流及缺水、泥沙淤积等问题,还能缓解黄河水质污染、生态环境恶化等。利用好黄河的洪水资源,可实现“堤防不决口,河道不断流,污染不超标,河床不抬高”的目标,从而维持黄河的健康生命。     

黄河2007年汛前调水调沙生产运行分析

对黄河2007年调水调沙生产运行情况进行了分析,结果表明:本次调水调沙取得了下游河槽全线冲刷、主河槽最小平滩流量由调水调沙前的3 500 m3/s增大到3 630 m3/s和人工塑造异重流成功等良好效果。取得的主要收获有:①进一步积累了人工塑造异重流的经验;②加深了对下游河道水沙演进规律的认识;③为河道整治工程设计提供了原型观测数据;④再次证明调水调沙作为扩大下游河道排洪能力、处理黄河泥沙、维持黄河健康生命的措施之一是行之有效的。     

未来黄河下游治理的主要对策

针对黄河下游治理难度大、河情十分特殊的实际,提出了黄河下游治理的主要对策：①必须把握黄河未来水沙变化的规律;②要解决好黄河下游水资源不足的实际问题,在加大减沙入黄措施的同时寻求调水济黄途径;③应加大宽河道整治力度,重点研究“二级悬河”治理的对策;④对黄河下游宽河道边界应有新的布局;⑤黄河口治理应采取“输、挖、分”并举的方案,即束水冲沙、输沙入海,挖沙疏浚和科学分洪。     

黄河口尾闾变化的遥感分析

黄河口尾闾的变化是由黄河口海岸侵蚀机制与堆积机制共同作用的结果。利用遥感技术对河口尾闾进行监测,可直观反映调水调沙对河口段河道冲淤变化的影响程度,也是调水调沙试验在河口影响的平面形态的最好展现。结果表明：调水调沙期间,河口口门附近不管是河道延伸,还是造陆面积都有不同程度的增加;调水调沙对河口的冲淤平衡有重大的作用。     

伊洛河洪水对黄河防洪的影响

介绍了伊洛河洪水的特性及危害,指出了存在的伊洛河上中游控制性工程能力不足、对黄河下游造成的防洪压力大等问题,分析了伊洛河各级洪水对黄河干流的顶托情况、对黄河干流入汇口河势的影响以及对黄河干流河道的影响,提出了相关对策及建议:①尽快编制并提请审批《伊洛河中下游防洪规划》,对伊洛河中下游进行全面治理;②在伊洛河上中游干流或支流上修建水库拦蓄洪水;③尽快明确伊洛河堤防优先加固的堤段及标准;④进一步建立和完善伊洛河流域洪水预警预报系统,完善防洪非工程措施;⑤对入黄口利用透水桩坝进行整治,在入黄口设置观测断面;⑥明确伊洛河干流发生大洪水时橡胶坝的塌坝运用原则;⑦由流域机构统一管理伊洛河防洪建设与治理工作;⑧继续开展相关专题研究。     

2010年黄河调水调沙期间花园口洪峰增大的成因

对2010年黄河调水调沙期间花园口站出现的洪峰增值现象进行了分析,结果表明:洪峰增大的主要原因是洪水运行过程中,铁谢-逯村间展宽河段内粗颗粒泥沙发生沉积,产生了一个临时的潜水沙坝,造成其上游的蓄水量增加,在水流的持续作用下,沙坝被冲开从而造成了逯村站流量的加大;在洪水波向下游运行的过程中,又产生了沿程河槽的冲刷,流速递增,从而造成了流量进一步加大.     

小浪底水库泥沙淤积观测与分析

通过布设174个断面,采用地形法对小浪底水库泥沙淤积形态进行了观测,分析表明:自大坝截流至2005年汛前,库区淤积量为14亿m3,纵向淤积呈明显的三角洲形态,横向表现为平淤,对异重流的形成是有利的。在低水位期与三门峡、万家寨等水库联合进行调水调沙,可以将小浪底水库淤积的部分泥沙冲出库外,因此,营造异重流排沙是减少水库淤积、延长水库寿命的重要手段。     

黄河河势演变

河势演变主要是指河道水流平面形式的变化。黄河是世界上河势演变最复杂的河流。为给河道整治提供依据，笔者对黄河游荡性河段、弯曲性河段以及由游荡向弯曲转变的过渡性河段半个世纪的河势演变进行总结、研究，提出黄河河势演变的特性及河势演变的基本类型。     

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。