黄河口水沙变异与调控II--黄河口治理方向与措施

1986年以来，黄河口的来水来沙条件发生了显著的变化。本文在对黄河口水沙变异特征、影响黄河口来水来沙的因素及水沙变异造成河口演变新特点等方面进行深入研究的基础上，提出了对黄河口治理的新认识和新时期黄河口治理的方向。分析了稳定黄河口流路的思路与方案，采用数学模型对清水沟流路使用年限及长期稳定清水沟流路方案进行了研究，认为长期使用清水沟流路(3汊或4汊)是可能的，把钓口河流路作为长远的备用流路和分洪道也是必要的。     

黄河下游植被覆盖度动态变化及其与水沙过程关系

黄河下游滨河植被覆盖度是滩区生态环境重要表征指标之一。基于MODIS-NDVI数据,采用M-K法分析研究了黄河下游植被覆盖度动态变化情况,结合Pearson相关分析、逐步多元回归分析法研究了气温、降水量及河道水沙因素对滨河植被覆盖度的影响情况。结果表明：时间上,2001—2019年黄河下游植被覆盖度无显著变化趋势,各河段年内变化幅度不一;空间上,滨河植被覆盖度沿横向离河距离的变化而变化,其中游荡河段影响范围最宽,过渡河段次之,弯曲河段最窄;相关性及多元回归分析结果表明,相较于降水量,气温及河道水沙过程对黄河下游滨河植被覆盖度的影响较大。     

基于遥感图像的黄河口近年演变特征分析

选取1996年、2000年每年一期和2006年～2009年每年两期(汛期和非汛期)黄河口卫星图像,通过分类处理提取海岸线,求得研究区内陆地面积,对比各时段黄河口地区变化;并选取1996年～2009年利津水文站水沙资料进行分析,与岸线、面积变化进行对比。得出黄河口地区受到水沙条件变化影响较大,1996年～2000年,受黄河断流影响,滩区面积减小;小浪底水库投运后,调水调沙效果显著,2000年～2006年滩区面积明显增加,但总面积仍然小于1996年;2007年以后由于水沙量减少,面积有所减小。黄河口地区近年来呈侵蚀态势,今后对黄河口陆地蚀退的改善和治理仍需重视。     

水沙变异对黄河三角洲湿地生态环境的影响分析

采用实测资料分析与理论探讨相结合的办法,着重分析了黄河口水沙变异对黄河三角洲湿地生态环境的影响。研究结果表明:1986年后,黄河口来水来沙剧烈减少,水沙搭配关系恶化,水沙过程发生变异。黄河口水沙变异对黄河三角洲湿地生态环境的影响巨大,主要表现为:阻滞了黄河三角洲湿地生态环境的自然演替发展;恶化了黄河三角洲湿地植被和生物生存环境;加剧了黄河三角洲海岸的侵蚀后退。     

黄河口冲淤演变及治理研究综述

综述了黄河口来水来沙条件的变异特点、河口演变的大小循环、河口改道后的滞后响应特征及近期河口冲淤演变的新特点,总结了以往关于黄河口演变对下游河道的影响、河口冲淤的临界水沙条件、未来河口水沙条件及河口生态等方面的研究成果。以往多数研究认为河口延伸引起的溯源淤积可影响到下游艾山或泺口河段,而对艾山以上河道是否受溯源淤积的影响争议较大,仍需深入研究不同时间尺度黄河口演变对下游河道的影响;以往研究认为维持黄河口造陆与侵蚀平衡的临界来沙量为2.74亿~4.21亿t/a,维持清水沟冲淤平衡的临界来沙量约为1.5亿t/a,后续研究需从径流、潮汐、海洋、海岸和河口河道边界条件等各因素相互作用的物理机理出发,建立统一的临界水沙量的计算方法。此外,需深入开展自然和人为因素影响下黄河口未来水沙通量的预测研究及河口生态响应研究。     

水沙变异条件下黄河口演变与治理研究动态及建议

在回顾黄河口演变与治理研究历史的基础上，系统阐述黄河口水沙条件、尾闾河道演变、拦门沙演变、滨海区海洋动力、河口对下游河道的反馈影响的研究现状。针对水沙变异条件下黄河口演变的新情况，总结黄河口演变与治理研究思路，提出了黄河口演变与治理研究中亟待解决的课题，试图为科学治理黄河口提供技术支撑。     

黄河口尾闾河道冲淤及其影响因素分析

入海流路改道频繁、水沙过程变化剧烈等多种因素造成黄河口流路冲淤演变过程十分复杂,在一定程度上影响了黄河下游的防洪安全。为了认识不同因素对黄河尾闾河道演变的影响程度,采用黄河口实测水沙和地形资料,分析了不同因素对黄河尾闾河道冲淤和水位变化的影响。结果表明:1964-2012年黄河尾闾河段的冲淤与水沙要素之间的关联度较低,水沙过程的改变不是影响尾闾河道冲淤的主要因素;流路改道与利津水位变化密切相关,改道前后流路长度变化越大对河道冲淤影响越明显。流路改道初期河道水流流速大幅降低导致泥沙在河道大量淤积;频繁的流路改道使水沙过程与河道冲淤之间不再呈现一致且紧密的关系。研究结果可为黄河口流路综合治理提供科学依据。     

渭河下游河道冲淤变化对洪水演进特性的影响

基于三门峡水库建库后渭河下游河道演变及洪水过程实测资料,采用实测资料分析,理论分析和数值模拟相结合的方法,分析了渭河下游河道发生冲淤变化对洪水特性的影响。结果表明:自水库建成至2003年间,渭河下游河道发生淤积萎缩引起渭河洪水演变特性发生了显著地改变,渭河下游洪水位抬升、洪水传播历时延长以及洪峰削峰率增大,而这些洪水特性也是造成渭河下游河道发生淤积萎缩的主要原因。2003年之后,因渭河下游河道水沙条件的变化,洪水洪峰流量大幅度减小,河道出现冲刷,漫滩流量相较于先前减小,使渭河下游洪水位下降、洪峰传播历时缩短、洪峰削峰率不断减小。     

黄河口尾闾河长的变化特点及计算方法

黄河口尾闾河道的淤积延伸不仅对河口地区的河床演变具有重要影响,而且对黄河下游河道的长期冲淤发展趋势具有重要作用.根据黄河口1954-2018年实测尾闾河长与水沙资料分析了不同流路的淤积延伸特点,发现尾闾河长与累计来水量和累计来沙量之间均具有较好的相关性,但不同流路的变化速率差别较大.根据黄河下游河道的多来多排输沙关系,...     

黄河下游宽滩区及其沿线植被覆盖度变化特征

植被覆盖度是反映黄河下游宽滩区生态环境状态的重要指标,其变化反映了自然演化和人类活动对生态环境的影响,以黄河下游宽滩区及其沿线行政区为研究对象,利用1987年、1994年、1998年、2003年、2008年、2013年、2017年Landsat遥感影像,采用归一化植被指数像元二分法,反演出植被覆盖度及其分级,利用一元线性趋势分析、转移矩阵法、重心迁移模型、相关性分析等方法,探究研究区植被覆盖度时空变化特征及影响因素。结果表明：黄河下游宽滩区沿线及宽滩区内植被覆盖整体呈改善趋势,且宽滩区内植被覆盖度在2003年之后与宽滩区沿线植被覆盖度差距逐渐减小并在2017年实现反超;黄河下游宽滩区沿线植被覆盖度年内变化呈现明显“双峰型”特征;河道收束和城镇化发展对植被覆盖度年际变化有重要影响。     

黄河三角洲冲淤平衡的来沙量临界值分析

黄河三角洲在整体淤进的同时伴随着蚀退,近年来黄河来水来沙递减趋势，现行河流路海岸线淤进行减缓，原行河流流路岸线出现了严重的蚀退，三角洲造陆的趋势又速度制约着三角洲经济的持续发展和生态环境的演变，本文以近20年来黄河水文，泥沙，三角洲滨海区水深等的实测资料及卫星遥感照片为依据，研究了黄河三角洲面积变化的趋势以及与流域来水来沙的关系，得出三角洲整体趋于冲淤平衡的年来沙量临界值为2．45亿t。     

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。     

黄河流域水沙资源量变化及其对泥沙资源化的影响

在分析黄河流域水沙资源区域分布的基础上,本文采用Mann-Kendall秩次相关检验法和水文量累计曲线法分析黄河水沙资源量的变化特征,进而探讨了黄河泥沙的资源化及水沙资源量变化对泥沙资源化的影响。黄河龙羊峡水库以上河段年径流量和输沙量没有明显变化,其他干流河段和中游大部分典型支流的径流量和输沙量随时间具有明显的减少趋势。黄河水沙资源量大幅减少对泥沙资源化产生不同程度的影响,水沙资源量大幅减少会降低引洪淤滩、淤临和淤背的效率,限制灌区黄河泥沙烧制建筑材料、淤改与稻改等途径的实施,减小黄河口泥沙造陆的速率,影响黄河与河口湿地质量与数量的塑造;而对灌区浑水灌溉、清淤泥沙利用等没有明显的影响。     

黄河水沙变化与下游河道改造

20世纪80年代中期以来,进入黄河的水沙量及其过程发生了重大变化,潼关水文站水量和输沙量大幅下降,已由1919~1959年期间的平均水量426亿m3/年、输沙量16亿t/年下降到2000~2012年的231亿m3/年和2.76亿t/年,随着黄河上中游水土保持和生态建设的持续开展,预计未来50~100年潼关站年平均水量和输沙量将逐步稳定在210亿m3/年左右和3亿t/年左右。水沙变化关系到治黄方略的制定,关系到黄河的长治久安。为了顺应黄河水沙的变化,确保黄河防洪安全,实现下游河道不改道、河床不抬高的治理目标,本文提出了新的水沙条件下黄河下游河道治理的总体思路是:改造河道、解放滩区。具体措施包括:稳定主槽、缩窄河道、完建堤防、治理悬河、滩区分类。建议深入研究下游河道改造的方案与河道缩窄的可行性及其影响,为黄河下游河道改造提供科技支撑。     

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。     

黄河下游淤筑相对地下河工程社会评价

结合引黄供水淤筑相对地下河工程，将对沿河淤筑区和引水受益地区的经济、社会、环境及资料利用等方面产生各种有利及不利影响，为了反映该项目在社会、经济、环境及资源利用等方面的综合效果，本文采用模糊数学层次分析法对其进行社会评价。结果表明，结合引黄供水沉沙淤筑相对地下河方案与现状引黄供水的泥沙处理方案的社会评价指标分别为０．６０７和０．５２１。这说明结合引黄供水沉沙淤筑相对地下河将对周围的社会环境产生有利     

近20年黄河流域陆表水域面积时空变化特征研究

黄河流域生态保护和高质量发展是国家重大战略之一。开展陆表水域的动态变化监测,有助于掌握黄河流域水资源分布与变化状况,对于了解人类活动对水资源的影响,保障流域生态安全具有重要意义。本文基于Landsat数据提取2000—2019年黄河流域陆表水域分布,分析了黄河流域陆表水域面积的动态变化状况,结果表明：（1）流域陆表水域空间分布不均衡,上游陆表水域面积占流域陆表水域总面积的60.3%、中下游占39.7%,其中青海省和内蒙古自治区的陆表水域面积占比最高,分别占40.3%和17.0%;（2）近20年间,流域陆表水域面积总体呈增加趋势,增幅约为49.0%,其中上游地区对流域陆表水域总面积增加的贡献度最大,达到47.7%,中游地区贡献度次之,为42.7%,下游地区贡献度较小,只有9.6%;（3）从流域来看,渭河和汾河流域的陆表水域面积增加较为明显,2000—2019年期间,分别扩大了113.17 km²和55.75 km²,增幅约为139.9%和152.4%。     

黄河流域灌溉发展成就与前景

人民治黄５０年来，黄河流域（包括下游引黄灌区）灌溉事业得了迅速发展，截止１９９４年年底，全流域灌溉面积已发展到７３１万ｈｍ＾３因灌溉年净增产粮食１２０亿ｋｇ。全河灌溉技术发展迅速，在井渠结合治理盐碱地、灌区泥沙处理、节水灌溉、高气程灌溉等方面取得了突出成绩。随着灌区的开发与建设，管理水平不断提高，计划用水、水费征收、计量供水等管理措施的应用，保证了灌效益的充分发挥和灌区自身经济实力的壮大。分析认为     

黄河主要产沙区近年降雨及下垫面变化对入黄沙量的影响

近几年,黄河来沙量锐减原因成为人们普遍关注的热点问题。本文以天然产沙量约占流域入黄沙量90%的黄河潼关以上主要产沙区为研究范围,优选了降雨因子和模型的函数型式,改进或构建了各支流在天然时期的降雨~产沙相关模型,进而分析了该区近35年不同时段的降雨和下垫面因素的减沙作用。研究表明,若以各支流1956—1975年前后的降雨-产沙响应关系为基准,1980年以来下垫面减沙作用越来越大,近十多年最为突出。近10年研究区降雨总体偏丰、其中近5年明显偏丰,因此降雨变化不是黄河该时段来沙锐减的原因;2005—2014年和2010—2014年,下垫面因素的实际总减沙量分别为13.87~15.45亿t/a和15.70~18.70亿t/a。     

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。