黄河沙芯复合结构备防石技术优势和经济分析

针对黄河防汛抢险中采用传统备防石存在的问题,研制了黄河沙芯钢筋混凝土复合结构备防石。利用复合材料的基本原理,采用钢筋混凝土和叠层复合材料的方法,对其生产工艺进行研究,并分析其经济效益和实施可行性。结果表明:该项目经济效益良好,按年产量50万m3、项目投资500万元计,产品直接经济效益为1 646.5万元/年。该产品降低了备防石使用成本,提高了性能,可作为天然石材备防石的代用品,同时有利于黄河泥沙综合治理。     

利用黄河泥沙制作防汛备防石的试验研究

结合黄河泥沙的特点,通过试验确定了以天然淤泥沙为主要原材料的人造备防石材料配方,实现了备防石的原材料免淘洗、现场制作和免烧免蒸养。应用结果表明:该产品具有单块质量大、适合机械化抢险的特点,并有可能较好地解决根石走失的问题。     

黄河泥沙资源化利用评价

对黄河泥沙资源化利用的现状和前景进行了分析、预测,并利用灰色综合评价模型对黄河泥沙各类资源化利用途径进行了综合分析。结果表明:①对于国家投资、以社会效益为主的泥沙资源化利用途径的优劣排序依次为淤堤河(串沟)、淤村台(坑塘、沙荒地)、小北干流放淤、修筑大堤及控导工程淤背;②对于从市场需求出发、以经济效益为主的泥沙资源化利用途径的优劣排序依次为新型材料、防汛备防石、河道采沙及滩区建砖厂。     

黄河泥沙物化特性与改性利用研究进展

泥沙治理是协调黄河水沙关系的关键，在新时代绿色发展理念的推动下，黄河泥沙的资源属性日益凸显，黄河泥沙治理与资源利用成为研究热点。通过对现有黄河泥沙治理与资源利用相关的文献资料进行分析，归纳总结黄河泥沙物化特性、泥沙对黄河生态安全的影响以及泥沙资源利用途径。结果表明：黄河泥沙主要源自中游多沙粗沙区，不同河段的泥沙物化特性略有不同；碱激发改性是泥沙资源利用的主要技术手段，改性剂类型对泥沙改性材料强度等性能影响较大。结合黄河泥沙治理与资源利用研究进展，提出建立黄河泥沙治理的统一标准、将黄河泥沙与多种废弃材料或工业副产品相结合进行资源利用等建议，以提高黄河泥沙整体利用率。     

黄河防洪工程备防石储备管理方法探讨

针对黄河防洪工程备防石现有储备方式存在的问题,论证了更改储备方式的可行性和必要性,并对更改储备方式,规范备防石管理提出了新的解决方案。     

人工防汛石材的碱激发制备及其抗冻性研究

大块石稀缺是黄河流域防汛抢险的关键问题，而黄河泥沙的资源化利用是解决该问题的重要途径。通过碱激发资源化利用黄河泥沙，采用室内压制成型、现场碾压成型制备人工防汛石材，并用快速冻融法研究人工防汛石材的抗冻性能。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和压汞（MIP）等微观测试方法，研究人工防汛石材形貌、组成和结构的变化，阐明其微观作用机理。研究表明：随着添加剂掺量的增加，人工防汛石材抗压强度呈先提高后降低的趋势；抗压强度、质量、相对动弹性模量随冻融次数的增加而降低，碱激发水泥基人工防汛石材的抗冻性好于碱激发非水泥基人工防汛石材的抗冻性，极限冻融循环次数分别为80和40次；冻融循环不会引起碱激发防汛石材物相的变化，但会导致孔隙率增加，最可几孔径增大。碱激发制备的人工防汛石材具有良好的抗压强度，满足防汛抢险的使用要求。     

关于利用渭河河沙人工制作块石的思考

目前渭河下游基建工程、水毁修复工程、备防石拉运等项目出现有钱无石可买的局面,随着人们对生态环境的高度重视和保护,水利基建工程等所需块石的开采将受到极大限制,未来石场将会全面关停禁止开采。针对这些问题,提出利用渭河下游丰富的河沙资源,通过有效的技术手段,利用河沙人工制作块石,既满足防汛、基建等需要,又为解决渭河泥沙淤积问题提供新的途径,渭河每年块石的需求量大,市场前景广阔。     

黄河泥沙资源化管理政策研究

合理利用泥沙资源是实现黄河除害兴利的一项重要途径。近年来,黄河泥沙资源化的研究和实践取得了一定进展。本文通过分析黄河泥沙资源化现状中存在的主要问题和制约因素,有针对性地提出了合理开发利用黄河泥沙的政策建议,对于促进黄河泥沙资源利用实现法制化、科学化和规范化,为黄河泥沙资源化管理和治黄战略决策提供了科学依据。     

新中国成立50年黄河泥沙研究的进展

黄河泥沙问题的复杂性和治理难度为世界之最，泥沙问题是治黄的症结所在，新中国成立后，黄河的治理开发受到空前的重视，黄河泥沙的研究也得到前所未有的发展。从泥沙的来源和特性，三门峡等水库泥沙问题，黄河下游河床演变基本规律，动床河工模型试验和泥沙数学模型计算，以及黄河下游引黄淤背理论和实践技术等几个方面，阐述了半个世纪以来黄河泥沙研究取得的重大进展和突破，指出“拦，排，放，调，挖”作为处理和利用黄河泥沙，     

浅谈东雷抽黄工程泥沙问题

本文通过对黄河北干流水沙特性的分析，讨论了东雷抽黄工程泥沙淤积的各种因素及其防淤措施。渠首引入较多粗沙是造成泥沙危害的主要根源，切实加强渠首引水防沙问题的研究，提高渠道水流挟沙能力，是解决泥沙淤积问题的关键     

对黄河泥沙的新认识

分析了黄河泥沙的危害性和对黄河泥沙淤积河道、淤积水库、淤海造陆的一般认识,讨论了黄河泥沙的巨大社会效益、经济效益及目前利用中存在的问题。同时,对黄河泥沙改善黄土高原地区群众生产生活条件、改良土壤、用于放淤固堤、淤筑村台、烧砖等进行了分析。分析认为:要对开采黄河泥沙作好规划并加以指导,按照社会需求情况和河道治理要求进行有目的、有计划的开采,分选出硅酸盐类原料、铁矿沙等矿物原料以及粗细不同粒径的泥沙。     

黄河干流梯级开发构架与泥沙控制布局研究

大量实测资料分析表明,黄河流域主要的产沙区间为河口镇至潼关区间,黄河支流按入黄沙量大小排序为渭河、无定河、窟野河、北洛河、祖厉河、皇甫川、延河、清涧河、洮河、汾河等。对黄河干流36个梯级开发工程、13条主要来沙支流224座水库研究表明,干流龙羊峡、刘家峡、大柳树、碛口、古贤、三门峡、小浪底等七大骨干工程的总库容为944.97亿m3,总有效库容为472.26亿m3,拦沙库容为466.65亿m3,分别占36个梯级水库拦沙总库容的91%9、3%、90%。小浪底水库虽然具有巨大的拦沙库容,但是其上游水库或者未建、或者淤满、或者位于来沙区上游,因此其拦沙压力巨大,剩余拦沙年限仅10余年。小浪底水库淤满后,黄河泥沙将失去控制,会对黄河下游防洪构成危害。     

黄河中游水利水保工程减水减沙及其对黄河下游的影响

本文从实测水沙量变化入手，分析探讨了黄河中游近年来水沙量变化原因及其对黄河下游河道的影响。结果表明，由于水利水保工程和气候因素的双重作用，使得近年来黄河中游地区入黄水沙量锐减，其中减水使得黄河下游河道淤积物增加并逐步细化，且使下游断流现象加剧；减沙使得黄河下游河道淤积物减少。分析后指出，多沙粗沙区必须加速治理、少沙清水区和黄河下游要节约用水，才有可能缓解黄河下游的断流和中常洪水高水位等问题。     

沙样水体自动控制分离器开发与应用

多年来,黄河泥沙处理一般采用置换法,这种原始的泥沙水体分离方法是利用虹吸管由人工抽取清水,此法存在误差大,工作效率低等问题.因此,笔者结合黄河水文实际,研制了“沙样水体自动控制分离器”,分析器采用单片机自动把清水与泥沙分离开,完成清浑水自动分离过程,该分离器已在黄河山东水文工作中应用,实践证明,不仅提高了泥沙测验精度,而且提高了工作效率,具有一定的推广应用价值.     

小浪底水库对水沙的调控及下游河道响应

冲积性河流上修建水库后,由于对水沙的调节,下游河道将发生相应调整,直至和新的水沙条件相适应。小浪底水库位于控制黄河水沙的关键部位,1999年10月25日下闸蓄水,目前水库仍处于拦沙初期的运用阶段,五年来以水库异重流排沙为主,期间进行了三次调水调沙试验,绝大多数中粗泥沙拦在库内,进入下游的水沙量和过程均发生了显著变化,主要表现为:下泄水流含沙量低、泥沙颗粒较细、洪峰调平、汛期(7-10月)水量减少、非汛期水量增大。在这种水沙条件下,黄河下游河道持续冲刷,平滩流量增大,河槽趋于窄深、河床粗化,河势发生调整。     

黄河下游高含沙水流基本特性与输沙能力

采用理论研究和实测资料分析方法对黄河下游高含沙水流的基本特性进行了系统分析,得出黄河下游高含沙水流多属于两相非均质流,与一般含沙水流具有相同的运动规律的结论。采用达西阻力公式形式,给出了适用于黄河下游高含沙水流的悬移运动阻力坡降及推移运动阻力坡降计算方法。黄河下游高含沙水流经常处于不平衡输沙状态,这种不平衡输沙条件下的河段排沙比大小不能反映平衡输沙条件下的河段输沙能力。因此,探讨了河段纵坡J、横断面参数M及泥沙粗细组成对输沙能力的影响,给出了以河道形态参数表达的河道输沙能力关系。分别以花园口河段和艾山河段为代表分析了黄河下游上、下河段输沙能力大小的沿程变化,发现相同流量下,上段河道输沙能力为下段河道的1.3~1.4倍。本文成果对研究黄河下游高含沙洪水处理对策及水库调水调沙运用的效果具有一定理论意义和实际价值。     

黄河下游河床演变三大基本问题的研究

断面极为宽浅，纵比降的塑造，以致河道严重淤积，是黄河下游河床演变的三大基本问题。黄河下游的主要特征是强烈游荡、严重淤积.这也是黄河一切灾难的主要原因.前者是断面太宽浅以及比降偏陡而直接引起的问题.河道形态由来水来沙搭配关系决定.水沙关系Qs=KQm的m值小于2.5的，属于大水来沙偏少而小水来沙偏多，滩地不易淤高而河槽易于淤浅，要形成多汊宽浅游荡性河流.反之，m大于2.5的则形成单股窄深蠕动性河流.黄河下游m约为2，故成为强烈游荡的宽浅河道.后者则是河道输沙能力的形成问题，是由纵、横断面的配合决定的.泥沙输移的沿程淤积分选，大量细颗粒长远输送而于几千年前就造成了偏小的纵比降，与宽浅的断面配合而成的输沙能力远小于流域来沙量，是黄河严重淤积的原因。     

黄河调水调沙

黄河下游河道淤积的主要原因在于“水少沙多，水沙不平衡”，按照黄河下游河道冲淤规律，只要把进入黄河下游河道的不平衡的水沙关系调节为协调的强大功能。小浪底水库位于控制进入黄河下游河道水沙的关键部位，该水库控制了黄河径流量的91％，控制了近100％的黄河泥沙，2002年7月4日进行的黄河首次调水调沙试验控制花园口断面流量不大于2600m^3/s，平均含沙量不大于20kg/m^3，小浪底水库泄流历时不少于10天，黄河下游河道共冲刷泥沙0．362亿t，试验达到了预期的目的。通过这次试验，共取得测验数据520万组，这为今后建立更加符合原型黄河实际的数学模型和实体模型提供了极其重要的物理参数，试验证明，利用水库调水调沙，将不协调的水沙关系调节为相协调的水沙关系，是有利于输沙入海、减轻下游河道淤积甚至冲刷下游河道的有效途径之一。     

气动冲淤法治理黄河泥沙的一点思考

思考未来的黄河,对现在的治沙输沙进行分析研究,得出:传统的水流挟沙、输沙是低能效的输沙模式,黄河几年来调水调沙的实测资料表明未有大幅增沙的现象,都是因为挟沙和输沙本身从水流摄取的能量不足的缘故。本文提出一种新观点和新思路,即利用空气的上升流,加强水体紊动,加速排沙,治理黄河泥沙的方法。在现在治黄措施条件下,未来黄河的关键在于治理河口,使河口不再抬高,并尽可能发生冲刷。文中根据黄河的情况提出一些设想和建议。     

黄河干流沿程水沙变化及其影响因素分析

采用"中国河流泥沙公报"数据,结合流域内长系列年降水量资料,探讨黄河干流沿程水沙的历史变化情况。通过对17个雨量站长系列降水量资料的分析,认为气候不是黄河径流量变化的主要影响因素;黄河年径流量沿程降低,而且愈往下游降低的幅度愈大,这主要是引水量增加和水土保持措施引起的;中下游沙量明显降低,降低的幅度沿程增加,这主要是水土保持、水利枢纽建设及其对水沙量的调节、上游引水和气候变化等因素综合作用的结果,其中水利枢纽工程的兴建和水库运行方式的改变引起了沙量的突变。分析还表明,黄河利津站年水沙量自20世纪50年代的474亿m3和14亿t大幅度减少至2000年以来6年的平均值132亿m3和1.5亿t,给黄河口的演变带来很大的影响,值得深入研究。