黄河刁口河备用流路现状及保护工程措施探讨

分析了现状条件下黄河河口刁口河备用流路主槽的泄洪排沙能力及其河流功能,探讨了实施刁口河备用流路保护工程的目标和实施标准,围绕和针对刁口河备用流路保护工程体系的构建、布局、运行方案、保障措施等内容进行了初步研究论证,并对流路保护工程的发展前景进行了展望。     

清水沟、刁口河联合运用模式研究

提出黄河入海流路运用的约束条件和方案集,依据顶层设计的理念,采用"自上而下"的方法研究清水沟、刁口河联合运用的模式,提出流路选择、行河方式、流路运用方案、流路运用工程措施的约束条件或边界条件,设置刁口河作为分洪通道或生态调水通道、刁口河与清水沟同时行河三个方案,提出应分析各方案的工程措施,并分析其对水资源配置、生态环境、社会经济等的影响,研究流路的管理模式及调度方式。     

黄河河口人工出汊时机和北汊河启用分析

根据刁口河流路末期自然出汊点不断上提的演变特征以及清8汊河人工出汊的实践,提出黄河河口人工出汊宜在自然出汊点抵达高潮线附近时,并充分利用海域容沙能力、结合重大生产需求进行实施。现行清水沟流路在2004年和2007年出现两次较大规模自然出汊。出汊点上提2.5 km并接近高潮线,口门摆动距离达到7.2 km,表明清8汊河流路已处于"重新出汊"的行河末期。清水沟流路达到改道标准时,沙嘴延伸过长,将继续侵占孤东海域容沙空间。另外,孤东海堤附近海域自清8改汊以来水深最大增加了5 m,在波浪作用下仍将继续冲深。建议近期开展启用北汊河研究,实现缩短河长、充分利用孤东海域容沙能力、减缓孤东海堤侵蚀、支援油田开采等目的。     

刁口河流路生态调水暨恢复过水试验工程

在对刁口河流路生态调水暨恢复过水试验工程现状调查分析计算及黄河来水情况统计分析的基础上,科学分析确定试验工程调水规模。通过对不同流量天然河道水面曲线推求,提出调水方案、淹没范围及工程措施,使试验工程以较小的投入获得较大社会及经济效益。     

刁口河涉河工程防洪评价关键技术探讨

刁口河是黄河备用入海流路。结合近年刁口河流路管理范围内拟建涉河工程的案例分析,指出进行防洪评价时,除了完成防洪评价导则规定的内容外,还应该考虑备用流路的河道地形、入海口潮位、河长等边界条件特点,从偏于安全角度选取边界条件。对壅水和冲刷计算应采用刁口河流路刚启用时的现状河道水位,但壅水计算采用平均高潮位,考虑海平面上升影响,而冲刷计算采用平均低潮位,且不考虑海平面上升。对堤顶高程和桥梁下弦高程则应采用行河末期、主槽开挖后10 000 m~3/s流量的对应水位。梁底设计标高考虑一定的超高和净空,且应不小于防洪、交通及通航要求的最大值。桥墩位置和桥孔跨度要考虑黄河流冰尺寸,以保证凌汛期安全。     

刁口河流路再次启用后河道冲淤分析

以典型河段为例,建立了平面二维水流泥沙数学模型,分析了主槽开挖前后的流场,并计算了8 000 m3/s持续7天后的主流线和典型断面形态。计算结果表明刁口河再次启用后,初期水流多股分汊,此后将形成单一稳定、滩槽分明的断面形态,并能较长期维持,主槽宽度大致在1 100¹ 400 m之间。     

黄河三角洲刁口河生态调水效果评估研究

刁口河是黄河1976年以前的入海故道,其河口三角洲是山东黄河三角洲国家级自然保护区 的重要组成部分。为拯救日益退化的刁口河湿地生态,2010年,黄河水利委员会决定利用调水调沙 对刁口河湿地进行生态补水。研究采用调水前后实时监测、遥感解译及地下水模型模拟等方法,对刁 口河生态调水前后的植被、湿地、土壤含盐量、地下水等因子进行了跟踪评估分析。结果表明,刁口 河生态调水效益显著,初步遏制了刁口河退化湿地区域地下咸水入侵的发展态势,一定程度上减轻了 区域土壤盐渍化,受损的敏感生境和湿地植被结构得到修复,芦苇沼泽与芦苇草甸等水生鸟类的适宜 生境初步形成,水生鸟类多样性显著增加。     

刁口河生态调水对现行流路输沙能力的影响

采用2002—2009年调水调沙期利津水文断面实测流量及水深资料,分析了刁口河流路引水对清水沟流路输沙能力的影响,对大河不同流量级时引出不同流量后的挟沙力变化进行了计算。结果表明:在大河流量较小时,引水对大河挟沙能力影响较为明显,但此时大河的含沙量较低,对大河输沙量的影响较小;在大河流量大于2 000 m3/s时,一定规模的分水对大河挟沙能力影响较小,有时甚至还有正面影响,通过控制分水量,可以将对大河挟沙能力的不利影响幅度控制在1%以内。     

黄河刁口河故道综合生态整治效应研究

在研究分析黄河刁口河故道现状的基础上,结合故道生态综合整治的技术措施,建立了其综合生态整治效应评价指标体系,采用模糊数学评价法对故道现状和生态整治后的河道安全、经济、社会与生态环境效应进行了综合评价。结果表明:综合整治具有较好的效应,整治后能够满足备用河道的基本要求。     

黄河三角洲刁口河生态补水对地下水影响的模拟分析

针对2010年以来实施的黄河三角洲刁口河流路恢复过水及湿地生态补水措施,建立黄河三角洲刁口河流路及尾闾湿地地下水数值模型,模拟黄河三角洲刁口河流路及湿地补水前后地下水变化情况,评估刁口河恢复过流及尾闾湿地补水对区域地下水的影响。结果表明,刁口河恢复过水及尾闾湿地补水对地下水具有积极补给作用,在2010年、2011年、2013年生态补水期间,刁口河沿岸地下水渗漏量分别为10.2万m3/d、10.6万m3/d、9.2万m3/d,刁口河尾闾湿地周边地下水渗漏量分别为1.4万m3/d、2.7万m3/d、1.03万m3/d;随着地下水资源的补给,补水区及周边地下水水位抬升明显,刁口河沿岸及尾闾湿地周边地下水抬升范围分别为950~1 100 m和800~1 100 m,地下水位最大抬升幅度分别为60~80 cm和35~46 cm。