黄河干流生态环境需水量初探

黄河干流生态环境需水量是黄河健康生命水量的重要组成部分。黄河河道生态环境需水量应主要包括以下几个方面：保护河道内水生生物正常生存繁殖的水量；维持河流水体功能水质的水量；满足河道湿地基本功能的水量；维持河口一定规模湿地的水量；有利于河口水生生物生存及河口生态修复的水量。对黄河干流重点河段环境需水量的分析认为：①现状纳污水平下，黄河干流所需流量很大，在目前水资源条件下很难实现；②阶段目标控制水平下，龙门以上河段所需流量基本可以得到保证，但龙门以下河段难以得到保证；③要实现黄河“污染不超标”的目标，入黄支流必须满足入黄水质目标要求，入黄排污口必须满足国家污水综合排放标准。     

北洛河改道入黄对渭河及潼关高程的影响分析

根据设计的2个水沙系统,分析了北洛河改道入黄对渭河下游河道减淤及潼关高程的影响,结果表明:①北洛河改道入黄对渭河下游河道具有明显减淤作用,减淤比为26.4%~18.3%;②北洛河改道入黄可以降低渭河下游中常洪水的水位,流量为200 m3/s及6 000 m3/s的水位较现状分别平均少上升0.23~0.18 m和0.15~0.12 m;③北洛河改道入黄对黄河小北干流河段具有增淤作用,但是影响幅度较小;④北洛河改道入黄对潼关高程下降有利有弊,利大于弊;⑤由于黄河小北干流河段来水和来沙较北洛河大,因此北洛河改道入黄后的前几年可能会造成黄河倒灌北洛河入黄口。     

黄河干流污染自净稀释水量研究

研究了现状纳污、污染可控及目标控制三种纳污模式下的污染稀释自净水量,结合黄河水资源可调控性,对三种纳污模式下水量的可保证性进行分析指出：现状纳污水平下,黄河干流所需污染稀释自净流量很大;要实现黄河干流水体功能目标,入黄支流必须满足入黄水质目标要求,入黄排污口必须满足国家排放标准;污染可控水平下,龙门以上河段所需流量基本可以得到保证,但龙门以下河段在枯水时段难以得到保证。     

黄河宁蒙河段水沙变化特性与成因研究

根据宁蒙河段不同来源的水沙资料,分析了宁蒙河段干流、支流和入黄风积沙量变化,从人类活动影响和自然条件变化两方面研究了水沙变化的机理,以及近期水沙变化的原因。结果表明:各种因素均不同程度地影响了宁蒙河段水沙变化,其中工农业生活引水是干流水量减少的主要影响因素,水库拦沙是干流沙量减少的主要影响因素,2000年以后支流水保措施减沙影响增强,风速减弱是入黄风积沙量减少的主要影响因素;龙羊峡与刘家峡水库联合调度是黄河干流汛期水量比例和大流量过程减少的主要影响因素。     

黄河干支流防洪形势、总体布局及治理措施

目前，黄河下游洪水威胁依然是国家的心腹之患，中下游干流河段及主要支流防洪工程还不完善，洪水灾害时有发生。黄河下游防洪治理的基本思路是：“上拦下排、两岸分滞”控制洪水；“拦、排、放、调、挖”处理和利用泥沙。黄河防洪减淤的总体布局是：在充分利用现有干支流水库的基础上，继续兴建中游干流古贤、碛口水库，支流沁河河口村水库；根据水沙条件的变化，长期不懈地进行下游堤防加高加固、河道整治、挖河固堤等下排工程建设，排洪排沙入海，保证设防标准内的防洪安全，重点进行东平湖滞洪区建设，长期开展上中游黄土高原的水土保持，减少入黄泥沙；完善防洪非工程措施，黄河下游的主要治理措施是堤防加固，河道整治，东平湖滞洪区加固，滩区安全建设，挖河固堤，河口治理以及古贤，河口村水库建设，上中游干流河段和主要支流的治理措施主要是堤防，河道整治或防冲护岸工程建设。     

黄河沙漠宽谷段河床演变特征及影响因素

根据黄河沙漠宽谷段巴彦高勒—三湖河口河段代表年份水沙条件、河道大断面定位观测资料,结合前人研究成果,分析了黄河沙漠宽谷段代表年份汛期和非汛期水沙关系的变化特点、河床演变特征及大型水库的调控作用。结果表明:刘家峡水库运用后来水来沙量减少,特别是刘家峡、龙羊峡水库联合运用后来水来沙量进一步削减,且减少量主要发生在汛期;水沙关系的变化引起河床抬高、平滩流量减小,河道摆动严重;引起水沙关系变化的主要因素是天然降水量减少、引水量增加、上游水库调控运用及风沙入黄。     

万家寨水库及上游水质变化规律研究

在对黄河万家寨水库及其上游黄河干流重要站点1972～2005年实测水质资料调查、分析基础上,对万家寨水库及其上游水质历史变化规律进行统计、分析,并采用数值模拟方法,对不同水平年青铜峡一万家寨河段水质变化趋势进行了预测研究,结果表明：在石嘴山、三湖河口、包头分别出现污染峰值,主要污染物为COD和氨氮,COD浓度主要受上游来水影响,氨氮浓度主要受入黄排污量影响,万家寨水库对污染物有较强的稀释降解作用。     

从维持黄河健康生命角度看黄河水沙调控体系

把黄河水少、沙多、水沙关系不协调的自然特性作为解决黄河问题的主要矛盾,分析了当前黄河的健康状况,认为协调水沙关系是维持黄河健康生命的根本.从维持排洪输凌、输沙和保证河道低限水量等三个方面,分析了黄河健康生命对水沙调控体系的要求,提出了黄河水沙调控体系的总体布局和运用目标.水沙调控体系总体布局:以干流龙羊峡、刘家峡、大柳树、碛口、古贤、三门峡、小浪底七大控制性骨干工程为主体,海勃湾、万家寨水库为补充,与支流陆浑、故县、河口村、东庄水库共同构成.目标是维持黄河健康和支撑经济社会发展.     

黑山峡水库对黄河宁蒙河段的综合作用

黑山峡水库位于黄河上游梯级电站的尾部、宁蒙河段的首部,其建成投入运用后,可以有效地协调上游梯级水库发电和宁蒙河段其他综合利用之间的用水矛盾,对上游梯级电站发电流量进行反调节,对黄河水资源和西线工程入黄水量进行合理配置,在宁蒙河段减淤、防凌、防洪、供水、保证生态流量、协调中下游河道水沙关系及增加梯级电站发电效益方面具有重要作用。     

黄河干流泥沙分布状况及存在问题

利用实测资料系统分析了1950.7-2005.6不同时期黄河干流泥沙分布特点。通过上游宁蒙河段河道冲淤量、主槽平滩流量,中游龙潼河段河道冲淤量、潼关高程、三门峡水库拦沙量、小浪底水库拦沙量,下游主槽冲淤量、滩地冲淤量、主槽平滩流量、二级悬河状况、以及出口断面沙量等参数的变化,综合分析了不同时期不同来水来沙条件下,黄河干流泥沙分布引起的问题。提出了有利于减轻黄河干流泥沙淤积灾害的建议。     

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。     

1946年以来黄河下游泥沙治理研究的主要进展

1946年以来,关于黄河下游根治的认识,首先经过“治本靠拦沙”到“下游也有治本任务”的重大转变,然后,是对“下游也有治本任务”进一步全面深入的分析论证.“黄河下游也有治本任务”的论证具有高度的科学性.重点对围绕“下游也有治本任务”的研究作了梳理总结,主要进展为,多来多排现象的发现、“小水挟沙”的不利影响和对洪水重要性的充分认识、山东河道的输沙潜力及窄深河槽排洪输沙能力的论证、泥沙多年调节思想的形成和发展.通过水库水沙调节优化进入下游河道的水沙过程.将下游高村以上宽河道整治成窄深河槽,使整个下游形成一个输沙通道输沙人海.     

Process‐based modelling of tributary mouth sandbar evolution in a high sediment‐load reservoir

Sedimentation always leads to loss of reservoir storage. This is an important issue for reservoir management, particularly for reservoirs on the Yellow River. As a result of sedimentation, sandbars are frequently found at the mouth of tributaries in reservoirs. The evolution of a tributary mouth sandbar, including its formation and scouring, plays a key role in reservoir sedimentation. However, there are few effective numerical models reported in previous studies for tributary mouth sandbar evolution in reservoirs. In this study, we propose two modules for evolution processes of mouth sandbars: one for intrusion and sedimentation and the other for scouring process. Both modules coupled turbidity current, open‐channel flow, and flow exchanges between the main stream and tributaries. Field measurements and laboratory experiments with different set‐ups were used to test the capabilities of the two proposed modules. By coupling formation and scouring modules with a 2D morphodynamic model in reservoirs, we successfully built a novel numerical model to simulate the evolution processes of tributary mouth sandbars in reservoirs. A field‐scale application of the coupled model was undertaken to simulate evolution of tributary mouth sandbars in the Xiaolangdi Reservoir, Yellow River. The results indicate that the numerical model in this study is more practical than previous models and could provide great support for optimizing reservoir operation in other systems.     

黄河下游中常洪水调控指标

从塑槽径流条件、水流动床阻力、河道整治、滩区及防洪等方面,论证了未来黄河下游主槽目标过流能力采用4 000m3/s左右的合理性,提出了黄河下游发生明显淤滩刷槽的临界流量。同时,根据不同量级洪水河道的冲淤特点,提出了小浪底水库控制下游流量、含沙量指标。即在目标主槽过流能力条件下,控制漫滩洪水流量不低于6 000m3/s,含沙量不大于250-300kg/m3;小漫滩洪水和非漫滩洪水,尽量按流量2 300-4 000m3/s、含沙量20-50kg/m3的水沙搭配控制,避免出现4 000-6 000m3/s8、00-2 300m3/s两个量级的洪水过程。     

复式河道一维洪水演进数值模拟

针对复式河道的特点,建立复式河道一维非恒定流数学模型,采用四点线性隐格式离散圣维南方程组,在动量方程中通过对主槽宽度进行修正,很好地解决了漫滩瞬间流量波动问题。通过2006年汛期调水调沙期间的实测资料对黄河下游白鹤—孙口河段洪水演进过程进行验证,结果表明,计算的洪峰变化过程比较符合实测情况,洪水传播时间的计算值与实测值基本吻合。     

渭河下游近期河道萎缩特点及治理对策

近十多年来 ,由于潼关高程居高不下和渭河下游来水来沙减少 ,渭河下游河道发生了明显的萎缩 ,出现了“小流量 ,高水位 ,大灾害”的局面。主要表现在 :渭河下游淤积速率增加 ,主槽束窄 ,过流能力显著降低 ,同流量水位升高 ,洪水传播时间延长 ,河势不稳 ,主流摆动增强 ,塌岸严重 ,支流口门淤堵 ,防洪形势十分严峻。作者在分析上述现象成因的基础上 ,提出了降低潼关高程 ,渭河下游河道整治 ,北洛河尾闾改道 ,黄、渭汇流区治理 ,泾河东庄水库调水调沙运用 ,跨流域调水等渭河下游治理对策     

黄河水沙变化与下游河道治理思考

由于黄河水沙条件的不利变化，黄河下游出现了小水大灾和长期断流，三门峡水库“蓄清排浑”运用经验的局限性表现得更为突出。从黄河下游河道输沙，防洪和水资源充分利用出发，小浪底水库应采取泥沙多年调节的运用方式，枯水，平水年蓄水拦沙运用，丰水年洪水期集中泄空冲刷产生讷和洪水，塑造窄深河槽，改造高村以上宽浅河道，利用窄深河槽输送较高含沙洪水入，，经多方案计算结果比较分析表明上述方案减淤效益显著，并可大量节省输     

Changes in river connectivity indexes in the lower Yellow River between 1960 and 2015

Channel connectivity in the lower Yellow River has changed in recent decades as a result of climate change and human activities. Developing indexes that can be used to assess channel connectivity is a key issue in the lower Yellow River and beyond. We propose a suite of connectivity indexes based on several components of a river channel, including boundary, flow, and sediment indicators. Through an analysis of river connectivity over time in the lower Yellow River, we found that a decrease in precipitation was the main cause of poor river connectivity conditions in the 1990s. Since 1999, the year of impoundment of the Xiaolangdi Reservoir, river connectivity has improved, as shown by boundary, sediment, and ecology indexes, as a result of reservoir operation and regulation. However, water diversion may increase channel sedimentation, leading to a decline in sediment connectivity. The suite of river connectivity indexes developed in this paper and applied to the Yellow River can be used in similar sediment‐laden streams in other semiarid regions worldwide.     

小浪底水库“拦沙后期”水沙调控运用的思考

阐述了小浪底水库对黄河下游防洪减淤的贡献和当前下游河道出现的新情况。根据三门峡水库的经验,提出在"拦沙后期"水库下泄泥沙的级配控制、扩大下游河道的输沙能力、水库高含沙调控等水库水沙调控可能遇到的挑战。建议在"调沙减淤"的理念下,制定新的水库水沙调控模式和运行方式,建立包括水库以及下游河道在内的一整套水沙调控决策系统,以尽可能地延长水库寿命和确保下游河道的长治久安。     

小浪底水库进一步水沙调控亟待研究的问题

分析了小浪底水库运用以来黄河下游河道发生的变化,指出水库在扭转河道连年萎缩、恢复河道泄洪能力方面作出了重要贡献。水库现已进入拦沙后期,建议水库运用理念应适时由"拦沙减淤"转变为"调沙减淤",在充分发挥下游河道输沙能力、减少河道淤积前提下,尽量减少水库淤积,延长水库寿命,并提出在建立新的水沙调控模式中亟待研究的疑难问题。