黄河下游河道输沙规律及小浪底对下游河道减淤作用分析

本文根据黄河下游多年实测资料，分析了水流流量、含沙量以及泥沙粒径、河床形态等因素对下游河道输沙能力的影响，探讨了黄河下游河道的输沙规律，并以三门峡水库投入运用后下游实测资料，利用多元回归分析方法，建立并验证了全下游河道输沙率关系式。本文根据黄河下游河道的输沙特性，对小浪底水库的运用方式提出三个方案，分析了不同运用方式对减轻下游河道淤积的作用。结果表明，只要运用得当，减淤效果显著，在水库最初25年运用期内可使下游河道减淤近67亿吨，相当于下游河道17年以上的淤积量，水库拦沙减淤比可达1.1：1。     

黄河下游河道汛期输沙水量及输沙效率分析研究

利用小浪底、花园口等水文站的水沙资料,计算黄河下游河道各水文站不同运用时期的输沙水量及其占对应时期径流量的比例,探究河道的输沙规律及影响因素。分析发现,黄河下游河道汛期冲淤平衡时,各水文站输沙水量与小浪底水文站的水沙指标具有较好相关性,总体上随径流量、流量和来沙量的增加而增加,随含沙量和来沙系数增加而减小并趋于稳定,输沙水量占径流量的比重随含沙量和来沙系数增加而增加并趋于稳定。这表明,黄河下游在汛期输沙水量较为稳定,且输沙水量较小,输沙效率高。通过小浪底水沙过程调配,达到了黄河下游河道水沙资源优化配置的目标。     

三門峡水库“蓄清排浑”运用条件下黄河下游枯水期输沙率关系式的探讨

本文根据黄河下游河道输沙随时间和流程的变化特点,采用实测资料,建立了一套枯水期输沙率关系式.可供黄河下游河道冲淤计算使用.     

小浪底水库运用初期黄河下游河道冲刷模拟计算

采用小浪底水库运用后的1999年11月至2002年10月水沙系列对已建立并运用多年的黄河准二维泥沙数学模型进行验证计算，河床冲淤变化、断面形态调整、洪水演进及洪水位变化、床沙与悬沙交换等各方面的计算结果与实测资料基本吻合。这说明该模型适用于因小浪底水库运用而水沙条件发生重大变化的黄河下游，该模型可在今后小浪底水库运用方式的比选、黄河下游河道治理及下游防洪决策等工作中发挥其模拟和预测的作用。     

数学模型在黄河下游河道洪水演进预报中的应用

采用非恒定输沙洪水演进数学模型,开展了黄河下游河道1997年汛期洪水演进预测、1998年汛期洪水演进实时作业预报、2002年调水调沙跟踪模拟、“04.8”洪水演进过程中洪峰异常增值现象模拟等计算,为当年汛期防洪调度提供了重要参考数据。计算结果与洪水过后当年实测资料对比认为,该模型能准确模拟出黄河下游河道洪水水沙演进传播过程、沿程水位变化过程及河道冲淤演变过程,并能较好的预测出洪水演进过程中出现的异常现象,计算精度能够满足汛期防洪的要求。     

黄河下游河道1952～2000年特征大断面变化特性

黄河下游河道滩区防洪形势的严峻性使下游滩区的治理受到广泛关注.针对这种现状,作者搜集整理黄河下游各大断面历年汛期实测资料以及断面资料,用Visual FoxPro程序建立数据库;采用断面法计算汛期特征断面冲淤量;通过分析各断面历年汛期冲淤面积和平均冲淤深度变化,分析了近50 a不同来水来沙条件下河道冲淤演变特点,得到不同来水来沙对河道冲淤影响的几点认识.     

黄河下游花夹高河道断面法冲淤变化分析

根据黄河花园口水文站、夹河滩水文站、高村水文站3站1994～2003年资料,采用断面法进行河道的冲淤量变化分析计算,表明黄河下游花夹高河道1999年之前为淤积状态,1999年之后河道基本为冲刷状态,断面法累计计算长时段淤积量时,精度会明显提高,为深入研究黄河下游河道的河床演变奠定基础。     

黄河下游河道断面宽深比对输沙能力的影响

根据1950~2000年黄河下游河道各站汛期实测径流量、输沙量资料,分析了花园口~高村、艾山~利津河段处于冲淤平衡状态时径流量与输沙量之间的关系,得到了冲淤平衡时,在径流量一定的情况下,河槽断面宽深比越小,输送的泥沙量越大的结论;通过概化河工模型试验,分析了在不同的主槽宽度、深度、流量和进口含沙量情况下,临界含沙量与主槽断面宽深比的关系,表明临界含沙量随流量的增大而增大,随断面宽深比的减小而增大,临界含沙量随断面宽深比减小而增大的速率随断面宽深比的减小而增大;分析了断面宽深比对黄河下游河道泥沙输移公式的影响;最后,与小浪底调水调沙实测成果进行了比较,结果表明其与笔者研究结论基本一致.     

黄河下游游荡河型与弯曲河型之间的关系研究

分析了黄河下游的河型分类,计算并统计了黄河下游冲淤标准化输沙平衡数,采用集合数学方法,研究了弯曲河型和游荡河型的关系。研究表明,在冲淤标准化输沙平衡程度数方面,弯曲河型是游荡型的真子集,游荡河型包含弯曲河型,弯曲河型与游荡河型的重叠部分建议归为弯曲河型,游荡河型比弯曲河型多了些数值较大的冲淤标准化输沙平衡程度数。     

黄河“02.9”洪水期下游引水对河道冲淤的影响

在系统分析黄河小浪底水库2002年9月异重流小流量排沙期水沙演进、河床冲淤与沿程引水引沙情况的基础上,采用非恒定流准二维水沙数学模型,计算分析了下游沿程引水对河道演变的影响.计算结果表明,虽然异重流排出的悬沙组成很细,但由于流量不大,水流仍处于超饱和输沙状态;洪水期两岸的引水量占水库下泄水量的比例很大,大量泥沙被引到堤外,与不引水相比较,河道淤积减少.     

根治黄河的对策

在对现代各种有代表性的治黄方略述评的基础上 ,提出了根治黄河的对策 :将黄河中游水土严重流失的多沙粗沙区整治成错落有致的相对平原 ,以大大减少入黄泥沙 ;将淮河、汉江上游灾害水或多余水调引入黄 ,以冲刷下游河道 ,缓解水资源供需矛盾 ,同时改善生态环境 .     

黄河下游引黄渠首拦沙潜堰应用研究

采用活动插板式或叠架式拦沙潜堰并把拦沙浴堰放置在距闸门150m左右处,可基本解决黄河下游引黄渠首拦沙潜堰应用中存在的主要问题,并可获得较好的防沙效果。     

黄河上中游近期水沙变化分析

根据黄河上、中游干流及重点支流水文泥沙定位观测资料统计,对1997—2006年水沙变化特点进行了分析.结果表明,与1970—1996年相比,黄河流域上、中游各区间降水量普遍减少,减幅在3%-11%;上游降水径流关系没有明显变化,而中游地区降水径流关系变化明显;干支流实测水沙量减少,减幅由上游至下游逐渐增大,径流量减少幅度从上游的20%至下游达到40%左右;对于输沙量,除河源区变化不明显外,干流各站沙量减幅在27%以上,头道拐至潼关各站减幅为57%-87%;干支流洪水发生场次普遍减少,且洪量减幅小于同期沙量减幅,前者为8%-46%,后者则为57%-64%;随输沙量减少,泥沙组成也发生变化,不同区域存在着泥沙中值粒径增大、变细和变化不大3种类型.     

改善黄河水沙关系必须建设完善的黄河水沙调控体系

由于目前尚未构建完善的黄河水沙调控体系,已建工程在调控黄河水沙关系方面存在较大的局限性.针对黄河水沙关系变化及带来的突出问题,尤其是人类活动对黄河水沙关系的影响,分析论证了古贤、大柳树水利枢纽在黄河水沙调控体系中的战略作用,提出建设古贤、大柳树水利枢纽,对进一步完善黄河水沙调控体系,对洪水管理、协调水沙关系、合理配置水资源具有重要作用.     

黄河中游水沙变化特征分析

黄河具有水少、沙多、水沙关系不协调的特点,其治理的主要难题在于处理径流量和输沙量的关系.近60年来,黄河中游水沙关系加剧恶化.因此,揭示黄河中游水沙变化特征及其影响因素是水沙研究的首要任务.采用滑动平均法、Manner-Kendall检验法对比分析黄河中游4个主要水文站(龙门、花园口、华县、白家川)在1950—2010年的水沙变化趋势.结果表明:黄河中游水沙量呈显著减少趋势,尤其是20世纪70年代以后;气候变化、降雨、水利工程、水土保持措施等是水沙变化的主要驱动因素,人类活动正成为影响水沙变化的最根本因素.     

Modeling sediment transport in the lower Yellow River and dynamic equilibrium threshold value

1IntroductionTheYellowRiverbasin,knownasthecradleoftheChineseculture,hasalargepopulationandisrichinnaturalresources.ThisregionanditseconomicconditionshavebeenimprovedquicklysinceChina’seconomicreformandopening-up.However,thewaterresourcesandtheirenvironmentalissueshavereceivedlittleattention.Thesedi-mentconcentrationintheYellowRiverissohighthatthedepositionontheriverbedmakestheriverbedelevationhigherthanthegroundoutsidetheriverbanks,whichleadstothefamous“suspendedriver”sceneintheregion.P…     

Efficiency of sediment transport by flood and its control in the Lower Yellow River

1IntroductionIntheriversystemwithsediment-ladenflow,WaterUseforSedimentTransport(WUST)isaveryimportantcomponentofecologicalwaterdemands,whichmaintainfundamentalfunctionofallecosystemcomponentsataspecificlevelofcondition[1].EnoughWUSTisthepremisetokeepthestableriver-bedandhealthyriverecosystem;alsoitisthebaseflowofriverfortheexploitationofwaterresources.Comparingwithotherrespectsrelatedwithwaterdemandsofriverecosystemsuchastheminimumflowforfishesorripariantrees,researchesontheWUSTarequite…     

黄河调水调沙有关问题的探讨

总结了小浪底水库运用以来黄河调水调沙取得的重要成果;从小浪底水库拦沙运用变化及黄河下游河道冲淤变化两方面分析了当前小浪底水库调水调沙的运用条件;提出了今后黄河调水调沙应当关注的一些问题,如水库汛限水位、调水调沙调控指标、调水调沙运用思路等.     

黄河调水调沙对黄河下游引黄供水的影响分析

小浪底水库投入运行后对黄河下游来水、来沙产生了巨大影响.调水调沙则使下游主河槽全线下切、相同流量条件水位降低,改变了引黄闸的引水条件.通过相关数据分析了黄河调水调沙对下游引黄供水的影响.结果表明,黄河在年平均流量下的水位仍能够满足水闸的设计引水要求;辅以工程措施可以解决河道下切对引水带来的不利影响.     

黄河下游河槽横断面宽深比变化规律及河型判别研究

黄河从上世纪70年代，特别80年代中期以来，河槽萎缩严重，平滩河宽和宽深比减小。研究结果表明下游河槽的变化主要受来水来沙和上游水库运用方式的影响较大，用河型判别指标。预估了小浪底运用后黄河下河槽可能的变化趋势。