孔兑入汇对黄河内蒙古段河道淤积的影响

根据实测资料分析了十大孔兑入汇对内蒙古河段河道淤积的影响,结果表明:在无孔兑入汇的情况下,内蒙古河段20世纪60—80年代中期主要表现为冲刷,80年代中期以后受上游不利水沙组合的影响,河道持续淤积;十大孔兑入汇使得河道淤积进一步加重,1960—1968年、1969—1986年与1987—2005年多年平均增淤量分别为0.144亿、0.150亿、0.269亿t,其中1987—2005年十大孔兑增淤量占河道总淤积量的45.1%。     

黄河内蒙古段孔兑水沙特点分析

根据毛不拉孔兑、西柳沟和罕台川实测水沙资料,对黄河内蒙古段孔兑水沙特点进行了分析。结果表明:孔兑具有水少沙多、年际变化大、年内分配极为不均的特点,不同孔兑之间水沙量和水沙组合差异较大;孔兑流量和含沙量变幅极大,同一流量下含沙量差异可达上百倍;流量超过一定值后,含沙量存在极限值,不再随流量的增大而增大;孔兑洪水陡涨陡落、持续时间短,洪峰流量大、含沙量高、输沙量大,洪水过程中流量和含沙量变化同步。     

黄河内蒙古段河道冲淤对水沙的响应

针对黄河内蒙古河段淤积严重、成因复杂的状况,通过沙量平衡法、考虑支流来沙,采用统计和相关分析法,分析河段淤积过程和关键影响因子。研究表明,1952年以来,内蒙古巴彦高勒到头道拐河段经历了累计淤积-相对平衡-累计淤积的过程,淤积总量14.2302亿m3,其中7-10月淤积量占全年的81.9%,三湖河口以下淤积量占83.3%。上段巴彦高勒-三湖河口河段冲淤变化的主要影响因素是来流的水沙组合和风沙入黄量,不淤的临界条件是来沙系数小于0.007kg·s/m6。下段三湖河口-头道拐河段淤积的主要影响因素是孔兑来沙,维持不淤的临界条件是综合来沙系数小于0.005kg·s/m6,孔兑来沙量小于0.1亿t。从全河段看,十大孔兑来沙对河床淤积的影响最大。     

黄河内蒙古段洪水对河道冲淤的影响

分析了黄河内蒙古河道洪水期不同流量级洪水的特征及洪水水沙搭配情况,探讨了不同流量级洪水对河道冲淤的影响。结果表明:①1958—2006年巴彦高勒站最大洪峰流量呈减小趋势,洪水期天数、各级流量洪水出现的场次也呈减小趋势,1987—2006年各量级洪水出现的天数发生变化,小流量级洪水占的比例增大,大流量级洪水占的比例减小;②1958—2006年巴彦高勒站洪水期水量、沙量均呈减少趋势,1987年以后小流量级水量占比例最大,大流量级水量占比例最小;③同一年不同量级洪水的来沙系数比较接近,1987年以后各量级洪水来沙系数增大;④随着含沙量的增大,各量级洪水的单位水量冲淤量增大;⑤小于1 000、1 000～1 500、1 500～2 000、2 000～3 000 m3/s和大于3 000 m3/s洪水河道冲淤的临界含沙量分别为5.0、6.0、8.5、10.0 kg/m3和6.0 kg/m3。     

黄河内蒙古段河道萎缩特征及成因

通过实测资料分析了内蒙古河段20世纪90年代以来出现的河道淤积量增加、同流量水位抬升、平滩流量减小、河槽过流能力降低等不利局面。结果表明:平滩流量和同流量水位的变化与径流量和洪峰流量的关系密切,当年径流量在200亿m3以下、洪峰流量小于2 500 m3/s时具有明显的线性变化规律;1986年以来洪峰流量的大幅度减小,年径流量特别是汛期径流量的减小是平滩流量减小和同流量水位抬升的主要原因。     

黄河内蒙古河段冲淤量评估

通过实测断面资料、来沙量资料和同流量水位的变化等,对黄河内蒙古河段的冲淤量分别进行了估算,其结果基本一致。综合分析表明,1986-2004年内蒙古三盛公—头道拐河段年均淤积量为0.616亿t是基本可靠的,而主槽的淤积量占全断面的80%以上。总体看,这一数值可以反映1986年龙羊峡水库运用以来内蒙古河道的淤积情况。     

黄河内蒙古河段洪水期河道冲淤演变分析

分析了黄河内蒙古河段洪水的特征、洪水水沙搭配,探讨了洪水期河道冲淤演变规律,结果表明：①1958-2006年巴彦高勒最大洪峰流量呈减小趋势,年均洪水场次和每场洪水出现的天数均呈减小趋势,洪水过程变得矮小、尖瘦,大于平均流量出现的几率减小;②1987-2006年场次洪水的平均来沙系数为0.0081 kg.s/m^6,分别为1958-1968年、1968-1986年两个时段平均来沙系数的1.69和2.25倍,场次洪水淤积比例增大;③当洪水期平均流量大于1400 m^3/s或者含沙量小于7 kg/m^3或者来沙系数小于0.005 kg.s/m^6时河道发生冲刷,反之河道淤积;④要使洪水期河道不淤积,应控制来沙系数小于0.005 kg.s/m^6。     

内蒙古十大孔兑对黄河干流水沙及冲淤的影响

分析了内蒙古十大孔兑来沙对黄河干流水沙条件变化及对干流河道冲淤的影响。结果表明:十大孔兑来沙使得三湖河口—头道拐河段1953—1968年、1969—1986年、1987—2010年3个时段的年平均含沙量分别增大13.6%、26.8%、55.6%,年平均来沙系数分别增大13.9%、29.0%、57.6%;1953—1986年三湖河口来沙和十大孔兑来沙造成三湖河口—头道拐河段的年均淤积量分别为0.157亿t和0.088亿t,相应淤积比分别为11.1%和36.7%,1987—2010年年均淤积量分别为0.190亿t和0.139亿t,相应淤积比分别为36.9%和50.2%。总的来讲,十大孔兑来沙使得三湖河口—头道拐河段的水沙条件进一步恶化,十大孔兑来沙的淤积比大于三湖河口来沙的淤积比,而且随上游来水量的不断减少,十大孔兑来沙的影响越来越显著。     

黄河内蒙古段泥沙淤积过程模拟

根据内蒙古河段近年来水来沙资料,采用沙量平衡法对河道淤积情况进行了计算。结果表明:受不利水沙变化影响,内蒙古河段1960—2010年泥沙淤积总体呈增长趋势,1986年前增长缓慢,1986年后急剧增长。利用以河床累计淤积量为特征变量的河床滞后响应模型,分别采用单步解析与多步递推模式对内蒙古河段淤积情况进行了模拟,结果表明两种模式的计算值与实测值均基本吻合,确定性系数分别为0.993、0.957。     

黄河内蒙古段输沙用水量分析

根据1953-2004年黄河宁蒙河段下河沿、石嘴山、巴彦高勒、三湖河口、头道拐5个典型水文站的水沙资料,分别用榆沙量法、含沙量法及冲淤比修正法对内蒙古段的输沙用水量进行了计算,并对黄河内蒙古段各典型水文站汛期单位输沙用水量与汛期水沙条件的关系进行了分析.结果表明:1953-2004年内蒙古段各站全年、汛期输沙用水量均随时间呈明显的减小趋势,1987年后各站汛期输沙用水量已不足刘家峡水库运用前的50%,而非汛期输沙用水量随时间的变化较小;各站汛期单位输沙用水量与汛期平均流量、含沙量存在相关性较好的降幂级数关系;在汛期,若巴彦高勒-头道拐区间各站平均含沙量大于9 kg/m3、单位输沙用水量小于200 m3/t,则该河段均发生淤积;若含沙量小于4 kg/m3、单位输沙用水量大于400 m3/t,则该河段均发生冲刷;若含沙量为4～9 kg/m3、单位输沙用水量为100～400 m3/t,则该河段淤积比随汛期单位输沙用水量的增加而增大.     

黄河内蒙古河段冰凌时空分布特性分析

基于黄河内蒙古段系列历史冰情资料,利用小波分析方法对冰期气温、冰期径流、流凌日期、封河日期、开河日期进行了多时间尺度分析。结果表明:巴彦高勒、三湖河口、头道拐三站的冰期气温总体呈上升的变化规律,并且三站的冰期气温变化趋势一致,黄河内蒙古段冰期气温存在15 a左右的周期;实测径流在分析序列中不存在显著周期;三站流凌日期和封河日期整体上推迟,开河日期提前,封冻时间缩短;流凌日期存在12 a左右的周期,封河日期和开河日期不存在显著强周期。     

内蒙古河段淤积再探讨

为了对黄河内蒙古河段淤积特点及成因进一步分析,根据内蒙古河道近期淤积现状,阐明了内蒙古河段不同的淤积类型,并且指出了淤积的主要原因所在。十大孔兑淤堵和青铜峡水库排沙是造成内蒙古河段淤积加重的主要原因,造就了十大孔兑以上的溯源淤积以及十大孔兑以下的沿程淤积。     

黄河内蒙古河段洪水演进与冲淤模拟研究

研究洪水过程在黄河内蒙古河段的响应可为该河段的河道整治规划和黄河上游水资源开发方案的确定提供技术支撑。本文采用三维水沙数学模型,对黄河内蒙古巴彦高勒至头道拐河段开展了不同量级洪水过程的模拟研究。结果表明:洪水演进方面,现阶段巴彦高勒到头道拐的洪水演进时间较20世纪80年代有所增加,并维持在7～9 d;其中三湖河口以上河段河槽是主要的行洪区间;往下游发展,水流漫滩程度逐渐加大。河床冲淤方面,通过合适的水沙搭配和持续的洪水过程可实现该河段淤滩刷槽的有效调控;且主槽冲刷强度同流量之间存在非线性响应关系,并在流量2 500 m~3/s时输沙能力达到最大。此外,典型弯曲河段裁弯取直过程的模拟表明,持续的大流量洪水过程是实现局部河段自然裁弯的必要条件,通过裁弯取直可有效提高河段的输沙能力。     

黄河内蒙古段开河日期预报模型及应用

对黄河内蒙古段的冰情特点进行分析,选用1970—1971年度至2007—2008年度共38个冬季的冰情资料,提取合适的预报因子,分别采用人工神经网络模型和多元线性回归模型,对黄河内蒙古段的开河日期进行预报。结果表明,神经网络模型和多元线性回归模型预报样本合格率分别为86.7%和80.0%,神经网络模型的预报精度高于多元线性回归模型,更适用于黄河内蒙古段开河日期预报。     

黄河上游干流水库对内蒙古河段的影响

利用常规资料与多时相卫星遥感图像，分析了黄河上游干流水库投入运用后内蒙古河段河床的冲淤演变及平面形态变化。结果表明：刘家峡水库建成后，内蒙段河道轻度冲刷，河床摆不显著，龙羊峡水库运用初期，内蒙河段水沙变化较大，河床淤积，平面摆动剧。防震预计龙羊峡水库正式运用后，龙、刘两库联合调度，内蒙河段有淤积趋势，河床摆状态不会有明显改变。     

2000—2008年黄河河南段冲淤及排洪能力分析

分析了2000—2008年黄河河南段的来水来沙情况及河道断面变化情况,结果表明:①扣除涵闸引沙0.999亿t,孙口以上河段2000—2008年共冲刷泥沙8.718亿t;②除花园口—夹河滩河段河道展宽和下切同时存在外,其余河段均以下切为主;③黄河河南段2000—2008年同流量水位下降0.80～1.77 m,2003年后花园口站控制流量逐渐加大,2008年的最大流量为4 610 m3/s。     

黄河内蒙古河段主槽萎缩原因和对策

通过对黄河内蒙古河段1960—2006年典型断面输沙量资料的分析表明,巴彦高勒—头道拐河段淤积主要源自其支流十大孔兑洪水的影响。1969—1986年汛期来水虽较前期减少约20%,但由于来沙减少达54％,故河床淤积量不大;1987年以后,由于龙羊峡和刘家峡水库的调蓄运用,造成该河段汛期水量和洪峰流量减小,使得区间来沙对内蒙古河段淤积的影响更加显著。进一步分析表明,要改变内蒙古河段主槽萎缩趋势,一方面要保障其洪水量级尽可能达到1 500～2 000m3/s以上,另一方面要加强该区间重点产沙区的水土流失治理。     

黄河内蒙古段冰情的自适应神经网络预报

运用数理统计理论的互相关分析方法,对黄河内蒙古段冰情信息时间序列进行分析,筛选出了冰情信息的预报因子,建立了冰情预报的自适应BP神经网络模型。预报结果表明:流凌日期为乙等预报方案,封河日期为甲等预报方案,开河日期为丙等预报方案。     

黄河内蒙古段干流水面蒸发量变化特征

采用气象趋势系数和气候倾向率方法,分析了黄河内蒙古段河道形心点处E601蒸发皿蒸发量的变化特征,并计算了近55 a黄河内蒙古段水面蒸发量。结果表明:黄河内蒙古段年、季水面蒸发量均呈减小的趋势;多年平均水面蒸发量为3.27亿m3,其中春、夏两季的蒸发量在全年蒸发量中占主导地位;水面蒸发量的变化趋势是由气象因子综合作用所致,并不随着气温的升高而增大。