人类活动对黄河下游水沙特性影响分析

分析黄河下游水沙量数据,研究人类活动对其影响,可以为今后治理黄河提供重要依据,对指导人类活动有重要的现实意义。运用随机水文学的方法对黄河下游4个站（花园口、高村、艾山、利津）1950年-2007年的径流量和输沙量分析发现,黄河下游水沙量具有下降的线性趋势,且变化以跳跃模式发生。其变化受水土保持、引水调水（南水北调等）、水库运用等人类活动的影响,同时降水量（1956年-2000年）下降,是黄河径流量下降的一个重要因素。在不需全面考虑的情况下,可以通过分析花园口和利津的水沙量来反映黄河下游水沙量的跳跃变化。     

黄河下游河道平衡输沙的沙量阈值研究

考虑黄河未来可能的水资源条件,以及生态保护、经济社会发展多目标对水量年内过程分布需求,根据黄河下游水沙资料、河道冲淤资料,采用实测资料分析、公式计算、数学模型模拟等多种方法研究了有利于黄河下游河流生态良性维持的平衡输沙的沙量阈值。未来进入黄河下游的年来水量为250亿m³左右,实测资料分析和公式计算表明,未来较小的平衡输沙阈值为2.0～2.2亿t。数学模型计算在小浪底水库等现有工程联合调控作用下黄河下游平衡输沙的临界沙量为2.5亿t。中游古贤水库建成后和小浪底水库联合调度,可以进一步提高汛期的输沙效率,平衡输沙的沙量阈值可进一步提高。研究成果对黄河下游治理具有重要意义,可为黄河泥沙处置措施优化提供技术支撑。     

渭河下游水沙变化趋势分析

以1960～2009年渭河下游各站实测数据为基础,分析了渭河下游水沙变化的情况,并利用Mann-Kendall法和距平累积法,对华县站年均来水来沙序列进行趋势分析。分析表明,渭河下游的来水来沙呈现减少趋势,尤其近期减少趋势明显,年水量的变异开始于1988年,年沙量序列则没有明确的变异点。     

黄河潼关站水沙关系频率及协调度分析研究

为了掌握黄河下游水沙关系变化趋势,基于黄河中游潼关站58 a的入库水沙量资料,采用P-Ⅲ型曲线建立径流量与输沙量的频率曲线,通过保证率对黄河下游的水量和沙量进行丰平枯划分,进一步提出了潼关站水沙协调度的定义和判别方法。结果表明:进入黄河下游水量和沙量丰平枯变化趋势基本一致,整体呈现出下降趋势,近10 a来水量在个别年份有向偏丰发展的趋势,而沙量有进入特枯的趋势;在58 a的水沙过程中,水沙协调度由水少沙多的搭配关系向水多沙少的搭配关系转变,特别是1997年以后,这一趋势更加明显。     

黄河中游河口镇-花园口区间水沙变化及其对人类活动的响应

黄河中游水沙变化及其驱动因素是社会各界关注的焦点之一,同时也是评价黄土高原生态建设和生态系统修复的一个重要依据。本文根据黄河中游区间降水数据以及干流头道拐和花园口两个控制水文站实测水沙资料,分析了黄河中游区间年降水量、河道径流量和输沙量的变化趋势及其发生显著变化的临界年份。结果表明:黄河中游水沙量呈显著的减小趋势;水沙量发生显著的趋势性减小的临界年份分别为1985年和1981年。通过双累积曲线方法,估算出在临界年份后,累积径流量和累积输沙量分别减少了17.8%和28%;人类活动是影响黄河中游水沙变化的主要驱动因素。人类活动的减水减沙贡献率分别为70%和80%;最后初步定量分析了各项人类活动对黄河中游水沙变化的影响程度。     

金沙江下游水沙变异及其宏观效应研究

金沙江下游分布有在建和已建四大梯级水库,其入、出库水沙特征不仅会影响梯级水库自身的运行,也会极大程度地改变下游三峡水库入库水沙条件。以金沙江下游干支流主要控制站水文、泥沙资料分析为基础,揭示了金沙江下游水沙变化特征及其影响。研究结果表明,金沙江下游水沙异源,中游及干流梯级相继建成运用后,下游沙量大幅度减少,对梯级水库库区及坝下游泥沙冲淤、三峡入库沙量影响显著。     

黄河下游水沙变化特点

本文以黄河下游河段小浪底、花园口、高村、艾山、利津水文站1950—2016年水沙资料为研究对象,通过实测资料分析与理论分析对黄河下游水沙特点进行研究。结果表明:近70年来黄河下游沿程各水文站年水沙量整体上呈现减小的趋势;水沙年际间、年内分配不均匀;1986年后下游水沙关系明显恶化,2003年后水沙关系又得到明显改善;近年来黄河下游大流量减少,小流量增多,输水输沙主要集中在1000~4000m~3/s洪水中;确定保证下游微淤甚至冲刷的来沙系数应不超过0.01kg·s/m~6。分析黄河水沙变化特点,掌握其变化规律可为缓减黄河下游水沙关系,完善治黄方略提供条件。     

渭河下游水沙变化特征与河道淤积机理研究

采用实测资料分析的方法,研究了渭河下游水沙变化特征与河道淤积机理。研究结果表明:1986年以后,渭河下游汛期、非汛期水量均明显减少,但沙量未见相应降低;水沙的不同步变化引起了水流含沙量的相形上升,渭河下游河道淤积明显加重。分析渭河下游河道淤积的主要原因包括:潼关高程的抬高、洪水条件的变化、黄河对渭河的倒灌以及北洛河的来沙。     

黄河下游水沙突变特征分析

河川径流是黄河流域最主要的水资源,1950年以来黄河下游水沙量总体呈递减趋势。由于水资源在黄河下游社会经济发展中占有十分重要的地位,因此有必要了解黄河下游来水来沙的变化趋势。水文循环、自然条件的剧烈变化和流域内人类活动的影响通常会引起流域水文系统运行方式的改变,进而使径流序列发生变异,呈现出阶段性特征,并且变异前和变异后的水文序列总体分布发生显著改变。了解和诊断径流序列的变化规律,对水文分析、模拟和预测中统计方法的选择以及制定防洪减灾对策和水环境治理措施都具有重要意义。掌握黄河下游来水来沙变化趋势及变异成因是黄河下游水资源合理开发利用及水沙调节的关键。本文使用非参数统计方法、Mann-Kendall趋势检验方法和Pettitt变点检测方法对黄河下游5个水文站的年来水量与年来沙量系列分别进行了趋势检测及变异点检测。研究结果显示,黄河下游年来水量与年输沙量一级变点均出现在1985年,变异成因主要为气候变化及龙羊峡等水利工程建设运行。年来水量与年输沙量二级变点出现的年份不完全一致,5个水文站年输沙量系列的二级突变点为1996年,年输沙量系列突变时间晚于年来水量序列突变的时间,并且年输沙量系列的突变规律性较好,三门峡水库、刘家峡水库及小浪底水库的建设运行是二级变点出现的主要因素。     

黄河下游维持主槽不萎缩的输沙需水研究

输沙需水是维持主槽不萎缩的重要条件。本文在考虑黄河下游非汛期冲刷、大漫滩洪水淤滩刷槽冲淤特点的基础上,根据非漫滩洪水水、沙及河道冲淤关系,研究提出了维持主槽不萎缩的输沙需水计算方法,并结合小浪底水库典型水沙调节方案,分析计算了黄河下游维持主槽不萎缩的输沙需水量变化范围。研究表明,主槽维持规模、来沙量、水沙过程是维持主槽不萎缩输沙需水的重要影响因素,小浪底水库合理调控黄河下游水沙搭配关系后,维持主槽不萎缩的输沙需水可明显减少。     

黄河上游泥沙级配变化规律分析

由于受地形、环流的影响以及下垫面的不同,黄河上游流域水沙异源,进入20世纪90年代以来,黄河上游水沙发生了较大变化,水沙量不断减少,进而造成各粒径组沙量的减少,本项目依据长期实测水文资料,对黄河上游流域水资源特性、河流泥沙分布状况、泥沙颗粒组成及规律、水利工程对河流泥沙的影响进行客观分析,论述黄河上游水资源特性及河流泥沙组成,找出黄河流域悬移质泥沙颗粒变化规律。揭示了黄河上游的泥沙组成及变化规律,对黄河上游可持续开发及生态环境保护具有重要意义,为进一步研究治黄对策及黄河上游治理开发提供科学依据。     

渭河下游近期水沙特性及冲淤规律

本文着重分析了近十年渭河下游水沙变化的情况。指出近十年渭河下游水量，沙量的减少主要是可咸阳以上干流大流量级水量，沙量的减少造成的，水量减少的幅度远大于沙量的减少幅度。分析表明：小流量级水量的减少与对应沙量的增加，使得高含沙小洪水发生的机会增加。     

黄河河口三角洲岸线动态平衡问题的探讨

黄河河口三角洲岸线能否处于动态平衡状态,直接关系到河口总侵蚀基准面的变化问题,进而可能对黄河下游的纵剖面调整产生重要影响。本文首先探讨了黄河河口三角洲岸线动态平衡的概念,然后利用有关的实测资料,运用输往外海沙量对比法和来沙量与造陆面积相关法,对河口三角洲岸线处于动态平衡时的河口来沙量进行了分析计算,结果表明,当河口利津站多年平均来沙量维持在3.17亿t时,其河口三角洲岸线则可能处于动态平衡状态。     

金沙江下游水沙变化特性及梯级水库拦沙分析

根据金沙江下游主要控制水文站的水沙资料,对不同时段不同区间的水沙变化特性进行统计分析,并采用输沙法计算溪洛渡和向家坝梯级水库运用以来的拦沙情况。研究结果表明,攀枝花站以上流域为少水少沙区,攀枝花至白鹤滩区间(不含雅砻江)为少水多沙区,白鹤滩至向家坝区间为多水多沙区。金沙江下游干流代表水文站的水沙相关关系以沙量单向减少为主。2013-2016年溪洛渡、向家坝水库的年平均联合拦沙量为10 519万t,占来沙量的98%以上,水库拦沙是金沙江下游水沙变化的主导因素。     

黄河流域悬移质泥沙水样置换法处理

黄河下游多年来平均沙量为16亿t,使下游河床平均每年抬高几至十几厘米,年复一年,黄河下游形成了著名的地上"悬河"。因此,有关黄河泥沙的处理分析对研究黄河水沙关系有着重要的作用,而置换法是目前黄河流域最常用、最简易的一种泥沙处理方法。     

黄河下游滩槽冲淤演变与水沙过程的响应关系

采用实测资料分析的方法,研究了黄河下游滩槽冲淤演变对水沙过程的响应关系。研究结果表明:1986年后,进入黄河下游的水沙明显减少,导致下游河道滩槽皆淤。2000年后,由于小浪底水库蓄水拦沙运用,下游全程持续冲刷。黄河下游滩槽冲淤演变与水沙过程存在响应关系:主槽冲淤量随水量参数、水量分配参数的增大而减小;随沙量参数、沙量分配参数的增大而增大;滩地冲淤量随水量参数、沙量参数、水量分配参数和沙量分配参数的增大而增大。     

新水沙条件下黄河下游泥沙均衡配置方案

由于自然气候条件的变化和人类活动的影响,黄河下游的来沙量大幅减少,为了维护黄河下游河槽均衡稳定、治理"二级悬河",合理利用泥沙资源,开展黄河下游泥沙均衡配置研究。采用黄河下游泥沙均衡配置数学模型,按照新水沙条件和配置模式,计算了黄河下游泥沙均衡配置方案,计算结果表明,来水来沙条件对泥沙配置状况的影响较大,一般年来水量约260亿m3条件下,如果年来沙量少于4亿t左右,黄河下游河槽不淤积萎缩,修建防护堤对增大平滩流量有一定作用,滩区放淤可以改善泥沙分布状况。通过对各配置方案综合评价,提出了建议方案及不同配置方式的泥沙配置比例。     

水流挟沙力的统计理论计算方法及其应用

将水流挟沙力作为二维问题处理是水流挟沙力研究的重要方向,采用非均匀沙水流挟沙力的统计理论方法,根据泥沙状态概率和有效床沙级配,推导了悬移质挟沙力、推移质输沙率和推悬比统计理论公式,利用黄河下游水沙资料对公式进行验证,并与半经验悬移质挟沙力和推移质输沙率公式进行计算对比验算。计算结果表明,采用统计理论公式计算中、低含沙水流非均匀沙悬移质挟沙力较为准确,统计理论方法计算的推悬比较为稳定,黄河下游底悬比在0.06~0.11之间变化,可以采用统计理论方法的推悬比公式计算黄河下游的漏测底沙量。     

黄河源区水沙变化特征分析

为探究黄河源区不同时期、不同区间水沙变化特征,以黄河沿、吉迈、玛曲、唐乃亥4个水文站的长系列实测水沙资料为基础,将黄河源区划分为黄河沿以上、黄河沿—吉迈、吉迈—玛曲、玛曲—唐乃亥4个区间,相邻两个水文站实测水沙资料之差即为区间产流产沙量.使用Mann-Kendall检验法、累积距平法、t检验和小波分析法确定黄河源区水沙...     

维持黄河下游主槽平滩流量4000m3／s所需水量

基于黄河下游历史实测资料,分析了流量、水量、含沙量和来沙量等主要因素与主槽形态的响应关系,通过对未来入黄泥沙形势、黄河下游洪水形势、黄河下游不同量级洪水的挟沙能力、不同量级及历时的洪水塑槽机理分析,阐述了小浪底水库运用后进入黄河下游的泥沙将主要在洪水期下泄的特点,以及未来下游来沙量8亿~9亿t情况下,黄河下游主槽不萎缩所需洪水条件,即维持下游主槽过流能力4000m3/s左右,对应的塑槽水量应维持在60亿~70亿m3。