刍议治黄治沙战略新措施-黄河小北干流放淤

泥沙问题是长期困扰黄河下游防洪的核心问题。在小浪底水库拦沙运用初期,中游水土保持初见成效,古贤、碛口水库投入运用前的这段有限的时期内,如何减轻黄河下游防洪压力,改善下游“二级悬河”的被动局面,研究和探索新的泥沙处理措施是当前十分复杂、紧迫的任务。结合2004年在黄河小北干流连伯滩实施的放淤试验工程,分析论述了在该河段进行大规模放淤具备的条件和重大意义,从而认为黄河小北干流必将成为一块治黄治沙的新战场。     

黄河小北干流设计引水有利年放淤试验研究

在黄河小北干流放淤是处理黄河泥沙的一项战略措施,由于放淤闸河段受黄河小北干流来水来沙条件影响,河势变化十分频繁,汛期河势、主流流向等如何变化,决定放淤闸引水条件、引水时机,是放淤成功与否的关键问题之一。文章依据物理模型试验中设计引水偏有利年的部分成果,系统分析了放淤闸断面含沙量分布,引水渠引沙比变化,悬移质级配变化,引水渠处水位变化,并对引水渠开启时机、持续时间及开启度进行了初步探讨。试验结果表明设计引水时间可以得到保证。当水沙条件符合且悬沙中径合适时,也可以开闸引水,且引水期间放淤闸适当进行开启度控制运用。     

黄河小北干流放淤试验"淤粗排细"效果分析

黄河小北干流连伯滩放淤试验结果显示:①在2004-2006年黄河干流来水不利的水沙条件下,通过放淤闸、弯道溢流堰、退水闸的合理布置、调度运用和淤区的合理布置,基本可以实现淤粗排细目标。淤区大于0.050mm的粗沙淤积量占淤积泥沙总量的39.7%,大于0.025mm的中、粗沙占淤积总量的72.2%;②淤区进口含沙量越大,泥沙粒径越粗,落淤效果越好;③淤区淤粗、排细呈明显的反比例关系,适当减小粗沙落淤率,可以显著提高细沙排出率。     

黄河小北干流放淤试验工程放淤调度指标探讨

根据黄河小北干流连伯滩2004年放淤实测资料，对直接影响淤积效果的淤区调度问题进行了分析研究，提出了放淤试验工程中淤积质量、引沙质量、退水闸排粗控制指标等概念，给出了包含来沙级配和“淤粗排细”要求的淤区调度技术参数的数学表达式。同时指出，要达到淤区淤积质量指标，不能仅仅给出一个退水退沙定值，还必须综合考虑引入的水沙因素、退出的水沙情况以及对放淤质量的要求等。参照给定的含沙量调度指标的计算式，根据现场实测资料进行实时调度，可避免调度的盲目性。     

在黄河小北干流进行放淤的必要性和可行性探讨

泥沙问题是黄河难治的症结所在,在黄河中下游两岸利用有利地形引洪放淤处理和利用一部分泥沙是“维持黄河健康生命”理论体系的一部分。本文探讨在黄河小北干流实施放淤的必要性和可行性,提出在黄河小北干流放淤是实施大规模放淤的理想场地,是解决黄河泥沙问题的重要战略措施之一。     

浅谈黄河小北干流放淤试验工程关键技术

通过模型试验对黄河小北干流连伯滩放淤试验工程的各关键技术分别进行了分析。分析表明,采用将放淤闸布设在弯道上段的凹岸、弯道设置溢流堰、淤沙条渠的合理分区和科学调度等措施．可以实现试验工程淤粗排细的目标。     

2004年黄河小北干流连伯滩放淤试验效果

2004年黄河小北干流连伯滩放淤试验于7月26日开始,8月26日结束,进行了6轮放淤试验。淤区共淤积泥沙300．5万m^3,其中粒径大于0．050mm的粗沙淤积量为127．4万m^3,占总淤积量的42．4％;粒径小于0．025mm的细沙淤积量为74．9万m^3,占总淤积量的24．9％。进入淤区且粒径大于0．050mm的泥沙有94．8％淤积在淤区内;粒径小于0．025mm的泥沙所占比例由淤区进口的平均57．4％上升到退口的平均85．1％。放淤试验工程“淤粗排细”的目标基本得以实现。     

山西黄河小北干流治理回顾

对山西黄河小北干流30多年来的治理历程进行了回顾,认为：①建立了较为完善的防洪体系;②有效地防止了高崖继续坍塌后退;③防洪工程抗洪能力得到了较大提高;④确保了黄河小北干流岁岁安澜;⑤工程管理水平不断提高;⑥水行政管理得到进一步加强。同时,指出了目前存在的河势游荡摆动仍较为频繁、河床逐年淤积抬高、工程维修养护经费不足、对突发事件规律研究不充分等主要问题,建议确立黄河小北干流在黄河治理开发中的地位,深入开展黄河小北干流治理方略研究,开展“揭河底”现象和凌汛形成机理研究,为减少洪涝灾害提供科学的依据。     

黄河小北干流放淤潜力及有关问题探讨

通过对黄河小北干流现状工程条件下无坝自流放淤和长远的有坝自流放淤方案的研究,初步认为:在古贤水库生效前,小北干流不宜开展分散的无坝自流放淤,而应扩大连伯滩的放淤规模,集中对连伯滩和清涧滩放淤,为有坝放淤创造条件;通过规划的古贤水库调节水沙和甘泽坡水利枢纽抬高水位,有坝自流放淤面积达410 km2,可处理泥沙104.8亿m3,其中粒径在0.05 mm以上的粗颗粒泥沙50.3亿m3。     

黄河小北干流段存在问题及原因分析

本文从进一步开发治理黄河小北干流的必要性出发 ,针对黄河小北干流段目前存在的主要问题 ,通过对河道特性、水文泥沙、河床演变等资料的分析研究 ,提出了黄河小北干流段开发治理的新设想 ,为黄河小北干流段今后开发治理的宏观决策提供参考     

黄河小北干流河段规划治理思路

在实地调研和对大量实测资料分析的基础上，对该河段近年来的冲淤变化特征及治理现状进行了深入研究，根据近期存在的严重问题。提出了该河段规划治理总体思路，分析比较了各项治理措施，包括工程措施，非工程措施，管理措施，可持续发展措施，生物措施及降低临背差措施等。     

黄河小北干流河段河势变化分析

黄河小北干流河段河床宽浅,水流散乱,河槽平面摆动频繁,为典型的堆积游荡性河道。根据近年河势变化特点,分析小北干流河段河势变化主要受上游来水来沙条件变化、河道整治工程控导、上下游水利枢纽运用3个方面影响。为有效改善小北干流河段河势,提出进一步加大小北干流河段治理力度,完善防洪工程体系建设,不断提高工程控导河势能力;完善黄河水沙调控体系建设,加强调水调沙,减少小北干流河道淤积等措施,实现防洪减灾目的。     

恢复饱和系数的理论计算方法

恢复饱和系数是泥沙数学模型计算的重要参数,本文从理论上进一步研究了悬移质不平衡输沙的恢复饱和系数,提出了底部恢复饱和系数的概念,并推导了恢复饱和系数是底部恢复饱和系数和含沙量分布系数的乘积,从理论上合理解释了恢复饱和系数的取值问题。在既有研究成果的基础上,进一步推导了非均匀沙恢复饱和系数的计算式,计算结果表明不同粒径组的恢复饱和系数值是不同的,非均匀沙的平均恢复饱和系数应按沉速和级配的乘积加权平均计算,黄河下游通常水流条件(摩阻流速3~30cm/s)的平均恢复饱和系数约为0.1,平均底部恢复饱和系数为0.05~0.1,平均综合恢复饱和系数最小约为0.01,这和理论分析结果及黄河水沙数学模型的经验采用值基本相符。     

黄河小北干流近期冲淤演变特点

对黄河小北干流近期河道冲淤演变特点进行了分析。结果表明:1986—1998年小北干流来水来沙减少、水沙关系恶化,导致泥沙淤积、河床抬高、河槽萎缩,河槽过流能力下降、同流量水位抬高、河道滞洪削峰作用增大;1999—2008年来水来沙进一步减少,但水沙关系较为有利,使得累积性淤积受到遏制,说明水沙关系协调与否是影响河道冲淤的关键。     

黄河小北干流河势变化分析及治理措施

对黄河小北干流的河道概况进行了介绍,对影响该河段河势变化的来水来沙、河道冲淤、天然节点、河道工程、涉河建筑设施、三门峡水库运用等因素进行了分析,认为小北干流河道的治理思路应为理顺河势、放淤滞沙、防洪保安,并提出了相应的治理措施:①完善河道治理工程体系,提高河势控制能力;②继续实施放淤工作;③充分利用桃汛洪水冲刷降低潼关高程;④建立有效的观测手段,为河道治理积累基础数据。     

黄河小北干流上段河东取水口河势变化分析

黄河自禹门口至潼关河段属于游荡性河段，河势变化频繁。在此河段选择提水工程取水口的问题较多，难度较大。而取水口关系到工程建成后运行成败的问题，因而，河势分析显得极为关键。本文根据水文、泥沙、河势的测验及调查资料等，对此河段河东的河势变化情况进行了多方面的分析研究，提出了对河东上段各取水口评价。     

黄河干流泥沙配置合理性分析

利用实测资料系统分析了1950.7～2005.6年不同历史时期黄河干流泥沙配置的特点.选取利津站沙量、上游宁蒙河段平滩流量、中游潼关高程、下游平滩流量、下游悬河状况、引沙量以及水库特征库容变化等指标,对不同时期黄河泥沙配置的合理性进行分析.     

小北干流放淤试验工程退水闸调度指标论证

根据黄河小北干流来水来沙特性、2004年放淤试验总结以及多沙河流水库分组沙排沙关系,确定不同的来沙组成条件下,全沙排沙比控制指标应在40%~70%间变化。同时,提出了增大淤区粗沙淤积比例的退水闸调度指标:①当预报龙门站来沙中粗沙含量大于40%、全沙排沙比达到40%时,增加退水闸2孔闸门的1层叠梁;②当预报龙门站来沙中粗沙含量大于30%、全沙排沙比达到60%时,退水闸叠梁加高1次;③当预报龙门站来沙中粗沙含量小于30%、全沙排沙比达到70%时,退水闸叠梁加高1次。     

黄河小北干流一维分组泥沙冲淤数学模型

本文对河道水流挟沙力，河床阻力及断面形态调整进行了分析研究，建立了龙门、华县、河津、状头至潼关河段非均匀泥沙冲淤计算的水学数学模型。模型不仅分别模型黄河干流、渭河、洛河的河床变形，同时还能反映粗、中、细各级泥沙部淤调整的规律，经过验证计算，与实测资料符合良好，可应用于生产。     

黄河小北干流河道工程出险原因及防护对策

根据黄河小北干流河道工程多年来出险情况的统计分析,指出工程出险的内因主要在于其自身的缺陷和不足,外因主要在于水沙条件、洪水、河势变化、暴雨、冰凌、河道形态、河床土质等因素的作用和影响。据此提出了防护对策:①加强水文监测预报;②加大工程观测巡查力度;③加强河道整治;④加强工程日常维修管理,及时进行根石加固;⑤加强工程建设管理,确保工程施工质量;⑥加强河道管理,尽量减少人类活动对河道工程的不利影响;⑦改善水沙条件,防止出现不利河势;⑧因险施策,科学抢险。