拦减粗泥沙对黄河下游河道冲淤的影响

近２０年，黄河的来水来沙发生了变化，粗泥沙来量也有所减少，这些变化对水库和河道冲淤都将产生很大影响。本文以研究不同级配泥沙移特性和冲淤市场信息灵基础，分析不同地区来水来沙对水库和下游河道的影响，三门峡水库正常运用对粗细泥沙的调节作用，以及下游不同河段各粒径级泥沙沿程调整过程，拦粗泥地下游中淤的影响，为水库制定合理运用方式及下游防洪减淤治理决策提供依据。     

黄河下游引黄灌溉排水河道淤积研究

黄河下游引黄灌区的骨干排水河道南岸有贾鲁河、惠济河、涡河、红卫河、万福河、朱赵新河、小清河、北岸有卫河、天然文岩渠、金堤河、徒骇河、马颊河等。自1956年夏灌以来,引黄灌溉面积不断增加,大量引黄河沙退入排水河道,加上降雨地表侵蚀,致使排水河道淤积严重,直接影响着当地工农业生产的发展,以近期引黄水沙资料为基础,定量计算排水河道的淤积程度以及泥沙的区域分配规律,并以灌区水沙平衡入手,建立引黄退沙,降雨地表侵蚀数学计算模型,为黄河下游平原地区工农业生产发展提供参考依据。     

黄河下游单向缩窄典型河道泥沙冲淤特性研究

本文选择黄河下游裴峪至官庄峪典型束窄河段为研究对象,以丁坝缩窄河道方式,通过控制水流强度、缩窄水流位置、相对缩窄尺度和边界条件等四个主要因素,进行不同缩窄尺度的动床模型试验。试验结果表明：水沙运动要素变化受相对缩窄尺度、缩窄位置和边界条件影响较大;随着相对缩窄尺度的增大,在洪水位条件下主河槽冲刷量和滩地淤积量逐渐增大,主槽范围相应扩大,其高程普遍呈下降趋势,特别是缩窄断面导流堤顶端部位出现明显的局部冲刷坑,束水冲沙、增大输沙能力的效果明显;当相对缩窄尺度B1/B大于0.50时,主流线位移、断面流速和河床冲淤的相对变化速率明显增大,这些研究成果的取得将对治黄工程具有一定的指导意义。     

黄河下游河道泥沙数学模型

本文针对黄河下游来水来沙特性和河道冲淤演变的特点，建立了复式断面数学模型，综合考虑了洪水演进，不同粒径的泥沙的冲淤特性，断面上的冲淤分布，悬沙和床沙级配的变化调整及其对水流挟沙能力的影响等方面的问题，本文提出了断面形态调整的计算模式，较好地反映了黄河下游河道比较复杂的河床条件的冲淤规律，黄河下游花园口－利津１９７４－１９８７年实测水沙系列验证计算表明，在冲淤总量，沿程分布及其过程等方面，均与断面法     

水利枢纽联合运用对遏制黄河下游河道淤积的作用

黄河水少沙多，下游河道不断淤积抬高，形成地上悬河，防洪任务日趋严重。如何减轻黄河下游河道泥沙淤积，是黄河治理中的重要目标之一。就目前而言，修建大型水利枢纽工程是一项有效和切实可行的措施。在黄河上修建大型水利枢纽工程会明显地改变进入黄河下游河道的水沙过程，特别是在枢纽运用初期，下泄水流含沙量显著降低，对减轻黄河下游河道泥沙淤积，遏制河床抬高具有明显作用。利用泥沙数学模型计算的方法，就小浪底水库和古贤水库对黄河下游河道的减淤作用进行了较为深入的研究，得到了如下主要成果和认识。     

黄河下游河道淤积测验断面布设密度研究

从淤积测量的方法入手，对淤积测量的误差进行分类的基础上，通过理论分析，经验分析和大量实测资料的计算与分析，给出了黄河下游淤积测量所需要的合理断面密度，为评价和提高淤积测量精度提供了重要依据。     

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。     

黄河下游高含沙量洪水不同粒径泥沙的淤积调整

本文着重分析了高含沙量洪水期,黄河下游河道不同粒径组泥沙的淤积调整情况。指出了高含沙洪水的调整主要在高材以上河段。洪峰流量大小对泥沙过距离输送的影响是有限的。河道淤积量的大小取决于来不不含沙量的高低和来沙粗细。     

新的水沙和河道调整条件下黄河下游宽河道的改造

黄河下游治理方略的制订事关国家大局,各时期的方略是伴随着社会经济发展而改变的。现行的宽河道治理原则与制订时黄河大水大沙的特征是符合的,发挥了防洪的重大作用。近期黄河流域水沙和河道等基本条件发生了巨大变化,泥沙大量减少、防洪形势有所缓解,同时下游滩区社会经济也提出了更高的发展需求。以现阶段研究成果为基础,提出了改造下游宽河道的设想,建议建设高村以上主槽宽度不小于1 000 m、河槽宽度在4~5 km的防护堤以排泄8 000~10 000 m3/s以下的洪水,保障中常洪水不漫滩,同时保留现大堤以抵御更大洪水。初步分析表明,宽河道改造后对艾山以下窄河道以及河口延伸的影响都不大,但是过渡段高村、孙口的水位上升较大。成果仅为宏观的分析,建议进一步开展系统的研究,为黄河的治理开发提供科技支撑。     

黄河泥沙研究重大科技进展及趋势

从黄河水沙情势变化、黄河水沙运动基础理论、黄河水沙调控理论与技术、河床演变与河道整治,以及黄河下游河道滩槽协同治理、泥沙综合处理与利用方略等方面,概要地介绍了黄河泥沙研究的重大科技进展,展望了黄河泥沙研究的发展趋势,提出了未来一段时期在\"黄河流域生态保护和高质量发展\"重大国家战略指引下应关注的重大科学问题.     

对黄河泥沙的新认识

分析了黄河泥沙的危害性和对黄河泥沙淤积河道、淤积水库、淤海造陆的一般认识,讨论了黄河泥沙的巨大社会效益、经济效益及目前利用中存在的问题。同时,对黄河泥沙改善黄土高原地区群众生产生活条件、改良土壤、用于放淤固堤、淤筑村台、烧砖等进行了分析。分析认为:要对开采黄河泥沙作好规划并加以指导,按照社会需求情况和河道治理要求进行有目的、有计划的开采,分选出硅酸盐类原料、铁矿沙等矿物原料以及粗细不同粒径的泥沙。     

黄河泥沙资源利用的辩证思考

应用马克思主义认识论的系统观、发展观、矛盾观,从黄河泥沙资源利用的战略定位、规划、市场需求和产业化等角度对其现状进行了分析,审视辨析了黄河泥沙资源利用进程中战略定位的高与低、泥沙利用的准与禁、产业化的利润与风险、利益分享的远与近等对立矛盾;在"拦、排、调、放、挖"治黄战略的基础上,提出了"拦、排、调、放、挖、用"的黄河泥沙综合处理新思路。     

异源水沙对黄河上游兰州至头道拐河段悬移质泥沙冲淤的影响

由于自然地理条件的差异,黄河上游(兰州至头道拐河段,以下简称兰头河段)具有十分显著的水沙异源特征,这对于河道冲淤有深远影响。本文以实测资料为基础,建立冲淤量与异源水沙之间的定量关系,为减淤措施的确定提供参考。划分了3个水沙来源区,即兰州以上清水来源区、祖厉河和清水河多沙细沙来源区和十大孔兑多沙粗沙来源区。基于清水区的汛期来水量与多沙细沙区、多沙粗沙区来沙量的对比关系,提出了不同来源区水沙的耦合指标,这些指标反映了清水区汛期来水对多沙区高含沙洪水的稀释作用。建立了兰头河段的年冲淤量SL-T与不同来源水沙量之间的多元回归方程,并按半偏相关系数的大小估算出兰州站汛期径流量Qwh,L、兰州站年输沙量Qs,L、祖厉河和清水河年输沙量Qs,ZQ和十大孔兑年输沙量Qs,KD对于SL-T变化的贡献率,分别为39.6%,23.8%,14.0%和22.6%。兰州汛期径流量对于兰头河段冲淤的贡献率居第一,十大孔兑的贡献率超过多沙细沙区。两个多沙区来沙贡献率之和为36.6%,为干流来沙贡献率的1.41倍。建立了兰头河段河道冲淤量与不同来源区水沙耦合指标的关系,并计算出使该河段达到冲淤平衡的临界值。这一临界值对于冲淤调控有一定的应用意义。基于本研究的成果,提出了减淤对策:(1)改变龙羊峡水库现有运用方式来增大兰州站汛期径流量;(2)在祖厉河和清水河多沙细沙区加强水土保持,减少从多沙细沙区进入干流的泥沙量;(3)在十大孔兑多沙粗沙区加强水土保持和进行风沙治理,减少输入黄河的粗泥沙量。     

黄河郑州段河道冲淤变化及影响因素研究

以黄河下游郑州段多时段的遥感影像及水文资料为主要数据源,对黄河郑州段河道的淤积与演变及其与水沙的关系进行了研究。结果表明:黄河郑州段河道岸线、河道宽度、曲流位置和角度都有变化,且年际变化大;小浪底水库的投入运用,控制了下游的来水来沙条件,造成河道的摆动幅度减小,但弯曲长度增加,横河、斜河呈发展趋势;河道冲淤变化的主要影响因素为流量变化。     

黄河三角洲非常规水资源综合利用

针对黄河三角洲地区水资源不足、对黄河客水依靠程度高、水资源供需矛盾突出等问题,提出通过建设滨海骨干生态河道、完善灌区灌排干支渠、增设必要蓄水设施、构建生态水网等实现非常规水资源的综合利用。初步估算黄河以北非常规水资源利用量可达22 390万m3/a,黄河以南非常规水资源利用量可达14550万m3/a,这部分水经深度处理后可作为黄河三角洲自然保护区湿地补水水源或当地工农业用水水源。     

论黄河长治久安

就如何实现水利部部长汪恕诚对治黄工作提出的“堤坊不决口，河道不断流，污染不超标，河床不抬高”4项目标问题进行了分析论证，指出：（1）黄河大堤5种决口形式（漫决，冲决，溃决，凌汛决口和人为决口）中，通过水库调节可以解决凌汛决口，对提坊威胁最大的漫决，冲决，溃疡问题需要采取加高加固堤防,库群联合调度，运用分滞洪区，河道整治等综合措施中以解决。（2）黄河不断流是经济社会可持续发展的需要，要通过行政，经济，工程，科技和法律等多种手段去努力实现。（3）要保证黄河水质不超标，一是流域机构的水资源保护部门要提出沿河每个省（区）的最大许可排污量，二是要将水质监测结果在新闻媒体上公布，让社会舆论进行监督；三是要运用法律的手段对违法行为进行严厉制裁。（4）黄河河床的不断抬高是由于黄河水少沙多，水滗不平衡所致，加强水土保持，加快 游水沙调控体系建设和河口治理，适时调水冲沙是抑制黄河河床抬高的根本途径。     

80年代黄河下游河道冲淤演变情况

80年代黄河下游河道累计淤积泥沙4.12亿t,是下游河道淤积最少的10年(三门峡水库拦沙期除外),其中高村一艾山河段淤积3.59亿t,占87％。下游河道淤积集中在1986、1988两年,其中1988年淤积量达5.14亿t,比10年累计淤积还多1亿t,其余大部分年份河道处微淤或冲刷状态。黄河流域人类活动对下游河道冲淤有一定影响,但起主导作用的还是暴雨大小及地区分布。10年间进入黄河下游的水、沙总体上属于枯水少沙系列,来沙偏少更多。年均来沙仅量8.62亿t,是来沙量最少的lO年。黄河下游来沙量大幅度减少,主要是多沙和粗沙产区的河龙区间大雨、暴雨显著偏少所致。多沙地区一旦出现暴雨,来沙量就会明显增加,如1988年,皇甫…、窟野河等多沙粗沙支流发生较大洪水,年沙量达15.5亿t,下游河道发生严重淤积。深入研究80年代来水来沙条件及下游河道冲淤特点,对于更好地认识和治理黄河具有重要意义。     

黄河流域水资源利用与保护问题及对策

考虑气候变化和人类活动对下垫面的影响等因素,评价分析了黄河流域水资源量及其未来变化的趋势,分析了经济社会发展和城镇化进程加快条件下的流域供用水变化情况。根据流域特点和未来经济社会发展态势,分析了黄河流域2020、2030水平年水资源利用与保护面临的形势,提出了相应的水资源保护措施:①优化配置、统一调度水资源;②强化节水,加快节水型社会建设;③控制污染物入河总量;④加快大型骨干水利工程建设;⑤建立水资源可持续利用的制度体系;⑥积极推进跨流域调水;⑦建立水资源战略储备,提高风险应对能力。