多泥沙水库排沙效应综合评价指标体系框架初探

世界上很多国家都采取人为排沙的方式缓解水库淤积,以延长水库寿命、增加水库库容。然而,受水资源短缺所限,水库排沙多注重排沙效率,忽视了高含沙水流下泄引起河床冲刷、溶解氧下降、含沙量剧增对下游河道内生境、生物生存的影响。本文立足国内外有关水库排沙对下游河道生态环境影响的研究成果,综合考虑排沙的经济、生态环境和社会影响,制定包括水库排沙效率及水库排沙对下游河道影响等内容的全方位评价指标体系,并以黄河小浪底水库调水调沙为案例,利用制定的指标体系全面评估了调水调沙对区域生态、经济和社会的综合效益,为今后准确地评估水库排沙的正负面效应提供支持。     

黄河黑山峡河段水库泥沙淤积研究

黑山峡河段的开发方式有大柳树一级高坝和小观音高坝加大柳树低坝两级2个开发方案.通过泥沙冲淤计算,对黑山峡河段不同开发方式的各时期调节库容、拦沙减淤作用、蓄水造峰情况及死库容等几方面进行了比较:大柳树高坝有调节库容大、拦沙减淤时间长、蓄水造峰作用强等优点,黑山峡一级开发比二级开发能更大限度地发挥水库的综合效益.     

水库排沙对下游河流鱼类影响研究进展

水库排沙对减轻水库淤积、延长水库寿命和恢复河流泥沙连续性等方面有着重要意义,但是水库进行水力排沙时水库下游河流水体的物理和化学性质的变化可能对鱼类等水生生物产生不利影响,严重时出现死鱼现象.国内外水库排沙时期下游河道含沙量及其颗粒级配、溶解氧浓度、污染物等水质变化对鱼类影响研究表明,微颗粒泥沙淤堵鱼鳃影响其摄入氧气功能和水体溶解氧下降是影响鱼类的两个主要因素,且含沙量及其持续时间、颗粒级配等对鱼类影响机理不同.最后展望了我国今后水库排沙对下游河流鱼类研究内容.     

维持黄河下游排洪输沙基本功能的关键技术研究

以河床演变学理论为基础，结合黄河下游河道输沙特点，对河槽的排洪输沙作用进行了量化表述，界定了黄河下游河槽排洪输沙基本功能．提出了黄河下游排洪输沙基本功能的判别指标体系；利用实体模型试验研究和实测资料分析．建立了水沙过程与河槽冲淤及断面形态调整之间的响应关系，提出了近期基本满足黄河下游河槽排洪输沙基本功能的概化水沙过程及相应的水量。并形成了水沙调控指标体系；初步提出了维持黄河下游河槽排洪输沙基本功能的中游水库群水沙联合调度方案。研究成果可为黄河小浪底水库水沙调控提供科学依据．对黄河下游的防洪减灾及水资源可持续利用具有重要意义。     

黄河第三次调水调沙试验的总体设计与实施效果

2004年6月19日～7月13日,黄河进行了第3次调水调沙试验.试验范围包括万家寨、三门峡、小浪底3座水库在内2000km黄河中下游河道.试验充分利用上述3座水库汛限水位以上水量泄放的能量,通过人工塑造异重流的方式实现了水库减淤,同时辅以在河道里的人工扰沙措施,借以增大水流挟沙能力,实现了河道减淤,尤其是扩大了黄河下游河道卡口处的主槽行洪能力,试验取得了圆满成功.与2002年7月和2003年9月的调水调沙试验条件及途径大不相同,本次试验创造了河道不来水情况下仅利用水库汛前腾空库容水量进行黄河调水调沙的新模式.     

黄河下游输沙量的沿程变化规律和计算方法

以1950-2002年实测输沙资料为基础,研究了黄河下游的输沙量和排沙比变化特点,参照能够反映黄河特点的考虑上站含沙量的输沙率公式,建立了黄河下游逐河段的输沙量和排沙比计算公式。实测资料的验证表明,本文建立的输沙量和排沙比计算公式具有较高精度,可以作为分析水沙变异条件下黄河下游河道泥沙输移规律的参考。     

黄河沙坡头水库泥沙冲淤分析

为解决黄河沙坡头水利枢纽泥沙问题，利用一维全沙数学模型，对有无大柳树水库条件下的沙波头水库不同运用方式进行分析计算，认为正常蓄水位１２４０．５ｍ、汛期７￣９月１２３８ｍ运用方式能有效保持水库的兴利调节库容，且对上游的大柳树水库不造成影响。     

黄河下游引黄灌区泥沙灾害评价

在对黄河下游引黄灌区泥沙的灾害性及特点进行深入分析的基础上,提出了灌区泥沙灾害的经济评估指标、环境评估指标及引黄退水对排水河道排涝能力的影响指标,从定量上综合反映灌区泥沙灾害的影响程度,并结合具体情况对灌区泥沙灾害进行了评估。     

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。     

长江黄河含沙量垂线分布的分形研究

为了从流体内部结构入手分析挟沙水流含沙量分布,以长江、黄河实测资料为例,从分形标度的角度出发,探讨了天然河道含沙量垂线分布的规律。研究结果表明：天然河道含沙量垂线分布呈二阶累计和变维分形现象,分维数可以反映含沙量垂线分布的均匀程度,分维数越大,含沙量垂线分布越均匀;长江含沙量垂线分布的分维数（绝对值）要小于黄河的分维数,并且同一条河道的不同位置分维数不同;含沙量垂线分布的分维数大小与泥沙粒径、水深等有关。     

非原位淋洗处理深圳河污染底泥的试验研究

本文研究了采用非原位高级氧化淋洗方法对深圳河受污染底泥进行的处理。该方法即:根据预先设定的两个底泥淋洗处理目标——"理想处理目标"和"性价比处理目标",分别使用不同的淋洗药剂和步骤对深圳河污染底泥处理。研究结果表明,非原位高级氧化淋洗处理可有效去除污染底泥中大部分有机污染物和重金属,但较难去除以强结合态存在的重金属。淋洗药剂成本直接决定整个处理过程的总费用。若直接照搬相关标准限值作为处理目标,将导致淋洗药剂用量增加,处理费用会显著提高;若根据底泥污染情况提出较为实际的处理目标,则可大大降低处理费用。     

黄河泥沙对水质参数影响的研究

运用多年资料研究黄河水沙特点 :水少沙多、含沙量高 ,水沙导源 ,水沙量年际变化大 ,水沙年内分配不均 .泥沙是黄河来源面最广的非点源污染物 ,对排入黄河的污染物 (特别是重金属、有机物 )具有显著的吸附效应 ,成为污染物的载体 .文章分析了多沙河流水质监测评价执行国家标准所出现的特殊问题 ,并对黄河泥沙与若干水质参数的关系进行了研究 .     

黄河泥沙未来变化趋势

受人类活动及气候变化的影响,黄河水沙变化显著。与1960年以前相比,潼关站近期的水量减少44%、沙量减少85%。未来水沙如何变化,是黄河治理首先要解决的核心问题。对黄河未来水沙变化趋势进行了分析,结果表明,在未来50年内,潼关站年均径流量在247亿m3左右,年均输沙量在3亿t左右,且均呈现缓慢增长趋势。     

黄河源头地区泥沙来源的初步分析

黄河源头扎陵湖、鄂陵湖为吞吐湖泊,是黄河源头二大主要湖泊。扎陵湖、鄂陵湖等众多的湖泊的滞洪拦沙,使大量泥沙淤积在湖泊中,黄河源头控制站黄河沿站实测输沙量、含沙量、输沙模数也难以全面反映整个黄河源头产沙状况。在统计分析黄河沿站实测输沙量的基础上,初步分析了黄河源头泥沙来源和分布。黄河沿站泥沙主要来源于鄂陵湖出口—黄河沿站区间,同时估算了进入扎、鄂二湖沙量,年平均进入扎、鄂二湖泥沙量约为13万t左右,大部分淤积在扎陵湖内。黄河源头输沙模数呈自东向西递减的分布规律,认为在鄂陵湖以上多年平均输沙模数一般为5～10t(km·a),鄂陵湖出口以下多年平均输沙模数在20～40t(km2·a)之间。     

克孜尔水库空库冲沙效果分析

通过分析克孜尔水库2017年和2018年空库排沙效果,认为目前空库排沙效果明显,若能联合调度克孜尔水库与下游两座平原型水库,使克孜尔水库在汛期进行空库排沙,则排沙效果将更加显著.     

黄河水库群水沙资源化联合调度管理的若干思考

本文通过对黄河2003年秋汛洪水调度实践、黄河水沙资源和处理洪水泥沙措施的分析研究,提出要对黄河进行水库群水沙资源化联合调度管理的理念,水沙一体化、"科学拦蓄、调排有序、挖放结合、分滞兼顾"的调度管理思想及"场次洪水汛限水位"、洪水泥沙调度实行两个"二级分化"、拓宽分水分沙途径、水库群一体化调度等措施。并提出了相关实施建议。     

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.     

Coarse sediment and lower Yellow River siltation

Trap sediment by reservoirs has been effective in protecting the Lower Yellow River (LYR) but it can hard be sustainable. After reviewing the nature of sediment and siltation, the effect of coarse sediment (d > 0.08–0.1 mm) (CS) on LYR siltation is studied. It is basically proved that the CS was apt to aggregate in special reach in the upmost fluctuating backwater of reservoirs due to the effect of hydraulic sorting; persistent dredging here in a fixed dredging basin (FDB) can remove most CS and prevent it from entering the LYR. It is thus possible to ease or to cease LYR siltation. Removing CS has also proved to be able to save reservoir capacity (Zhou et al., 2010). Therefore, previously projected temporary trapping storages as the Xiaolangdi reservoir (XLDR) immediately upstream of LYR can be adjusted with new role to screen CS. The LYR can be protected without needing more dams.     

小浪底水库2002年调水调沙下游河道洪水演进跟踪模拟计算

本文采用黄河下游河道洪水演进数学模型，开展了2002年汛期小浪底水库调水调沙下游河道洪水演进与河床冲淤演变时实跟踪计算，计算结果与调水调沙后整编的实测资料对比分析发现，该模型能够较准确复演天然河道的水沙演进与河床冲淤演变过程．可以在黄河下游河道洪水演进及河床冲淤演变预测中应用。     

黄河泥沙对水质的影响研究进展

系统地总结了黄河泥沙的粒度组成、矿物组成、化学组成和电化学性质等基本特征,着重评述了黄河泥沙的吸附效应对水质产生的巨大影响及泥沙污染水质模型的研究进展,提出了该研究领域今后发展方向的重点:大力开展和加强优先控制污染物在水体中的种类、形态、含量、分布、迁移、转化和归宿研究、黄河水质主要参数监测方法、评价方法与评价标准研究和泥沙污染机理模型研究。