实施洪水资源化策略,为黄河下游增水冲淤

一、为黄河下游增水的新途径黄河下游河道从小浪底至河口全长约850km。由于逐年累月严重的泥沙淤积,河床不断升高,迫使不断加高两岸河堤。如今河道滩面普遍高出背河地面4～6m,部分区段超过10m。黄河下游是水少沙多的“地上悬河”,也是处于封闭状态的“孤河”。人们担心它因断流而沦为内陆河,同时也担心它的河堤被冲决而造成不堪设想的洪灾。黄河下游自1986年以来的水沙过程变异与河道严重淤积的状况应引起更多的关注。这种状态导致下游河道萎缩,行洪能力大幅度降低,出现了“小水大灾”的严峻局面。为不使下游河床继续抬高,就必须减少淤积,也…     

对黄河下游河道认识的突破

一、造成“小水大灾”的原因近年来 ,随着清水资源的优先开发 ,龙羊峡、刘家峡两座大型水库投入运用 ,及上中游地区工农业用水的增长 ,黄河下游的问题更加突出。龙、刘水库汛期的最大蓄水量可达１００亿ｍ３,使得汛期进入下游的水量大幅度减小 ,含沙量增加 ,洪峰流量减小 ,洪水的造床作用减弱 ,河槽严重淤积并萎缩 ,平滩流量减小 ,二级悬河进一步发展 ,几乎年年出现长时间断流 ,防洪和水资源利用问题更加突出 ［１］。１．河槽严重淤积 ,平滩流量减小黄河是多沙河流 ,小水挟带的泥沙在河床中的大量淤积 ,是造成洪水位逐年抬升的主要原因。表…     

黄河下游河道萎缩过程初步分析

黄河下游河道萎缩与来水来沙条件具有复杂的响应关系，根据黄河下游汛期实测水沙过程及断面形态资料，采用河槽过水面积、来沙系数、同流量水位变化、河相系数变化描述河道萎缩过程。结果表明：20世纪90年代以来，由于来水来沙条件的变化，黄河下游来沙系数增大，同流量的水位进一步抬高，河道过水面积大大减少，河道萎缩进一步加剧，并且河道萎缩与来沙系数有一定的关系，当来沙系数大于某一值后，河道由冲刷转化为淤积，河道过流能力下降；随着河道的萎缩，河床形态会有一定的调整，二者关系密切。     

黄河口河道枯水演变的影响及措施

黄河下游自1986年以来,出现了历史上少见的枯水行河。黄河口20年来由于连续中小枯水系列引起河床逐年淤积抬高,主河槽萎缩,河道行洪能力降低,形成了“槽高、滩低、堤根洼”的二级悬河,对防洪的影响甚大。本文从以下几个方面进行分析黄河口河道变化对防洪的诸多不利影响,同时,对改善河道现状,进行河道整治及防洪抢险等方面的措施提出建议。     

对黄河下游河道认识的突破

 造成”小水大灾“的原因近年来, 随着清水资源的优先开发, 龙羊峡、刘家峡两座大型水库投入运用, 及上中游地区工农业用水的增长, 黄河下游的问题更加突出。龙、刘水库汛期的最大蓄水量可达100亿m3,使得汛期进入下游的水量大幅度减小, 含沙量增加, 洪峰流量减小, 洪水的造床作用减弱, 河槽严重淤积并萎缩, 平滩流量减小, 二级悬河进一步发展, 几乎年年出现长时间断流, 防洪和水资源利用问题更加突出 [1].1.河槽严重淤积, 平滩流量减小黄河是多沙河流, 小水挟带的泥沙在河床中的大量淤积, 是造成洪水位逐年抬升的主要原因。     

“二级悬河”对黄河下游的防洪影响与治理对策

黄河由于水少沙多、水沙不平衡,下游河道处于不断淤积抬升状态,河道的平均高程高于两岸大堤以外的地面,形成地上悬河;而行水河槽的平均高程又高于两岸滩地平均高程,形成了“槽高、滩低、堤根洼”的“二级悬河”局面。这种状况,一旦遇较大洪水溢出生产堤,极有可能发生河势演变．形成横河、斜河和滚河等险情,直接威胁到大堤的安全。为了缓解“二级悬河”的危害,保障黄河下游大堤的防洪安全,本文在分析其危害的基础上．提出了几方面的治理对策及建议。     

黄河下游三官庙至韦滩河段主流摆动规律及其驱动机制

随着三门峡、小浪底、陆浑、故县以及河口村等骨干水库群的联合调度运用,黄河下游的水沙过程发生了显著的改变.近年来,特殊的水沙条件引起黄河下游三官庙至韦滩河段的河势发生改变,造成了滩地大量坍塌,并且危及到两岸村庄与堤防安全.为了明确三官庙至韦滩河段的主流摆动规律及其驱动机制,采用资料分析与理论研究,阐述了三官庙至韦滩河段的河道与工程概况,分析了该河段水沙过程与河道冲淤变化特征.同时,根据不同时期该河段的河势调整特点及其与水沙过程之间的响应关系,预估了不同流量过程条件下的河势演变趋势.研究表明,从短期来看,长历时大水冲刷形成的河槽较为稳定,加之河道整治工程的不断完善,河势将按照治导线行走的概率增大.但是从长期来看,随着骨干水库群的投入使用与工农业用水量的增长,黄河下游持续小水的可能性将偏大,主流则会在河道内摆动.     

黄河水沙过程调控与下游河道中水河槽塑造

笔者以维持黄河健康为目标,以改善黄河不协调的水沙关系为切入点,采用现场调研、实测资料分析、理论分析和水沙数学模型计算等技术手段,对黄河水沙过程变异与洪水过程的作用、黄河下游断面形态与洪水过程的响应关系、下游水沙过程调控对塑造与维持下游中水河槽的作用、塑造与维持中水河槽的影响因素等进行了系统研究,提出了塑造与维持黄河下游4000m^3／s左右中水河槽的方案,为黄河下游河道的治理提供了科学依据．     

浅议如何做好黄河防凌工作

黄河凌汛灾害是黄河下游严重的自然灾害之一,由于下游河道上宽下窄,弯曲连绵,险工、控导交错对峙,在冬季气温骤降的情况下,很可能导致河道卡冰阻水,使河槽的蓄水量不断增加,水位上涨,对河道、堤防工程具有极大的破坏作用。因此,凌汛期应坚持以防为主,积极做好各项准备工作。     

浅谈黄河调水调沙

黄河下游河槽淤积的主要原因在于“水少沙多,水沙不平衡”。利用调水调沙,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的有效途径。本文概述了黄河下游河道淤积情况与黄河水沙不平衡现状,分析了控制下游河道冲刷的控制因素与下游淤积规律,并介绍了前三次调水调沙主要运作方式。     

黄河下游防洪减淤对洪水水沙搭配的要求

本文总结了以往对黄河下游河道冲淤临界条件的研究情况，分析了下游河道淤积严重的水沙搭配情况；利用1960～1999年422场洪水资料建立了黄河下游4个河段洪水排沙比综合水沙与边界系数的关系，该系数包括流量、含沙量、洪峰流量变幅、洪水沿程衰减系数、洪水历时、早滩流量、前期累积淤特别是等因素；利用4个河段的冲淤临界条件勾画出了4个河段洪水冲淤调整与来水来沙搭配之间的关系；被关系可为小浪底水库调度决策以及黄河下游治理提供参考。     

黄河调水调沙关键技术

黄河泥沙的不断淤积使其下游近1000km的河道成为"地上悬河",洪水威胁不断增大。要遏制其河道淤积增加趋势,现阶段可采取的有效途径之一是调水调沙,即改变进入下游河道的水沙关系。黄河中游干支流水库的修建为实施调水调沙提供了工程条件。实施调水调沙,必须突破三大关键技术,一是塑造水库异重流,二是确立河道水沙关系,三是遏制洪峰增值。实践证明,掌握了这三大关键技术,可以实现调水调沙的成功运行并取得预期效果。     

论黄河调水调沙

首先从7个方面论述了黄河调水调沙的理论根据和实践基础,包括黄河下游输沙能力表达、堆积性与洪峰期间的巨大输沙能力、河道的游荡多变与平衡趋向性、“多来多排”的根据及利用、“冲河南（段）,淤山东限）”及其相反、第二造床流量与平滩流量、下游排沙比与水库排沙比关系以及拦粗排细等．接着,根据6年来调水调沙的实践,阐述了5个方面的主要效益：加大了入海沙量;降低了洪水位;扩大了主槽和加大了平滩流量;增加了山东河段冲刷比例,没有发生“冲河南（段）,淤山东（段）”;改善了小浪底水库变动回水区淤积部位,促进了异重流和浑水水库排出．尤其是加大了平滩流量,其最小值从1800m^3／s加大到3500m^3／s．利用调水调沙,大幅度改善了900km的河道,这在世界治河史上是创举．最后,分析了黄河调水调沙的巨大潜力,若能充分发挥,有可能利用75％的来水,排走全部来沙．     

渭河下游平滩流量影响因子相关分析

渭河是黄河最大的支流,渭河下游河道主槽的严重萎缩和平滩流量的大幅度减小,严重威胁下游的防洪排涝.由于渭河下游非汛期来水来沙较少,因而对于平滩流量的计算,人们都忽略了非汛期水沙条件变化、潼关高程对汛后平滩流量的影响.近年来,随着汛期来水来沙量的减少,非汛期来水来沙条件对平滩流量的影响逐渐增大.本文运用人工神经网络方法,分别建立渭河下游华县站汛期和非汛期来水来沙条件等影响因子与平滩流量的人工神经网络模型,结果显示:当平滩流量计算中加入非汛期来水来沙、潼关高程等影响因子后,计算精度有大幅提高,且平均相对误差有所减小,平滩流量的计算更加准确.     

黄河中下游河道生态需水研究

 根据黄河流域生态需水的特点,将研究重点放在中下游河道,选择黄河中下游及部分支流的主要控制断面研究黄河流域河道内生态需水。以河流水体存在（不断流或干涸）、水生生物完整性以及河流系统的水沙平衡为保护目标,分别计算河道最小生态流量、适宜生态流量和洪水期生态流量,将不同生态流量耦合时间特征计算了全过程生态需水。研究结果表明,黄河中下游河道适宜生态流量、洪水期生态流量和最小生态流量的相对值分别为18%～29%、156%～187%、9%～15%,对应于汛前期（4-6月）、汛期（7-8月）和汛后枯水期（9-3月）的河道生态需水,据此算得黄河中下游流域年生态需水总量占多年平均径流量的35%～43%。从河流生态需水时间特征出发提出的全过程生态需水计算成果,将为黄河流域的水资源合理调度和管理,生态系统保护和恢复提供科学依据。     

蓄水两坝间长系列水动力及泥沙淤积的研究

对黄河上游龙羊峡至李家峡间的贵德-李家峡河段的蜿蜒河道进行了研究，为蓄水两坝间的通航和河床稳定性问题提供可行性分析依据．根据二维水流连续、运动方程、悬沙扩散方程和两相流底沙运动方程，采用加权集中质量剖分方法，建立了蓄水两坝间水动力、泥沙淤积数学模型．提出了泥沙交换和河床粗化计算模拟的物理图案，对长系列水动力和泥沙运动进行了模化处理．通过调试，验证了水尺水位和李家峡建坝前该河段4年的地形演变量．应用李家峡建坝后典型水文年长系列的组合资料，预报了河床经长期冲淤调整后迭到基本平衡需要的时间．介绍了泥沙交换和河床粗化计算模拟的物理图案和长系列河床演变数学模型的研究方法．     

气候变化对黄河流域的影响及应对措施

 分析了全球气候变化对黄河流域区域气候、水资源量、生态格局、农业牧业生产、地质灾害、文物保护的影响,阐述了应对研究的主要进展及存在的主要问题,探讨了气候变化对黄河流域影响的未来趋势,提出了进一步研究工作的建议：即统筹建设黄河流域气象、水文、环境、地质灾害观测和预报预警系统;厘清多因素影响下的流域水资源时空过程,提升流域水资源效能;调整坡耕地和生态用地,加强流域水源涵养能力;加强植物生理生态适应性研究,优化流域农业和草业布局;修订文化遗产赋存环境区划,进行预防性保护技术研发;加强流域黄土滑坡加固新材料和生态修复协同技术研究。     

整治工程影响下大清河航道水流泥沙冲淤分析

基于实测资料对大清河航道的水动力及泥沙特征进行了分析,从水流连续性方程,泥沙运动方程出发,建立了水动力泥沙二维数学模型,在此基础上对典型水沙条件下河道内水流、泥沙运动、航道选线及淤积预测进行了模拟研究。重点分析了工程整治后河道内流态、地形变化对航道冲淤的影响,对航道整治工程进行了评价。研究表明,大清河泥沙运动主要受径流携带的泥沙,河道地形影响,航道工程整治后仍保持上冲下淤的态势,水流归槽效应是航道主槽淤积的主要因素。     

黄河三门峡建库前后44年下游河道冲淤变化特征分析

对三门峡建库前后44年下游河道的冲淤变化特征作了全面系统地分析研究。黄河下游河道逐年淤高，原因是来水少、来沙多，超过河床输沙能力所致，下游河床只适应于平均含沙量50kg／m3左右的洪水。本研究可为下游防洪、河道整治以及小浪底水库运用方式提供科学依据。     

黄河调水调沙实践

黄河水少沙多,水沙不协调．通过水库联合调度、泥沙扰动和引水控制等手段塑造协调的水沙关系,有利于下游河道减淤甚至冲刷．开展全程原型观测和分析研究,检验调水调沙调控指标的合理性,进一步优化水库调控指标,探索调水调沙生产运用模式,为黄河下游防洪减淤和小浪底水库运行方式提供重要参数和依据．2002-2007年,黄河水利委员会进行了3次黄河调水调沙原型试验和4次调水调沙生产运行,效果显著,成果丰富,取得了巨大社会效益和经济效益．