黄河下游河道输沙功能的时间变化及其原因

以输出某一河道的泥沙总量与进入这一河道的泥沙量之比来定义河道输沙功能,以此为指标研究了黄河下游输沙功能的时间变化。研究表明,近50年来黄河下游河道输沙功能表现出随时间而减小的明显趋势。在总的减小趋势中,由于水库运用方式与下游水沙组合的不同,河道输沙功能指标具有明显的差异,可以划分为6个阶段。1986¹997年,由于降水偏少,且人类大量引水,黄河下游进入连续枯水的水文系列,河道萎缩,输沙功能迅速降低,此时段中输沙功能指标的时段平均值为0.62,为有水沙记录以来最低的时期。对于黄河下游输沙功能指标与流域因子和河道特性因子的时间变化系列进行了比较,以揭示输沙功能减小的原因。结果表明,黄河下游河道输沙功能指标与流域平均年降水量、兰州站和三门峡站汛期径流占年径流百分比、游荡段典型断面平滩水位下断面面积、花园口站和高村站水面比降等因子有同步减小的关系,并随流域水土保持面积、人类引水量及其占天然径流量比率的增大而增大,说明这些因子的变化导致了黄河下游输沙功能的减弱。     

黄河下游河道断面形态参数变化及其水沙过程响应

基于1965—2015年黄河下游花园口、高村、泺口站的逐年水文和汛前河道断面的实测资料，分析了河道断面形态参数（河道断面面积，河道宽深比等）的变化，以及对河道断面形态与来水来沙间的关系做出定量化分析。结果表明：主槽断面形态参数与水沙搭配以及前期断面形态密切相关，沿程3个断面形态参数调整方式存在显著差异。河宽调整幅度沿程减小，辫状河段变幅最大，尤其在1986—1999年，辫状河段萎缩程度最为严重，其次为弯曲河段，顺直河段横向调整幅度最小。受到前期断面形态的影响，辫状河段河道断面调整方式既有横向展宽（萎缩）又有垂直加深（淤积）；弯曲河段河道宽深比与流量呈较弱的正相关关系，具有横向和垂向的调整方式；而顺直河段的宽深比与流量呈负相关关系，与来沙系数呈正相关关系，河道以垂直加深（淤积）为主。     

黄河下游河槽横断面调整规律及治理方式探讨

通过对影响河槽挟沙能力诸因素的分析,作者认为目前黄河下游只有河槽形态是一个人为可调节的控制河道淤积的要素。分析黄河下游河道横剖面形态的特征及其调整规律,考虑来沙组成变化、河槽综合阻力变化,计算得到黄河下游典型断面的实际挟沙能力及平均水沙条件下河槽平衡输沙横剖面,经与实际断面形态对比,得出必须以多级河槽方式缩窄7000m³/s流量以下即中、小水期的河槽,方能显着减少黄河下游河槽中的淤积的结论。这样才能真正实现潘季驯的“束水攻沙”的治黄方略。     

黄河下游游荡段河床萎缩的影响因素分析

黄河下游河床萎缩典型地表现为平滩水位下河床断面面积的趋势性减小,本文根据黄河下游实测断面和水沙资料采用相关分析方法研究了游荡段河床萎缩的主要影响因素。1960~1997年游荡段河床平滩水位下断面面积经历了1960~1964年和1974~1985年的扩张时期及1965~1973年和1986~1997年的萎缩时期,这种变化是多种因素共同作用的结果。在来水来沙中,年径流量是主要因素,洪峰流量和年平均含沙量是较次要的因素;本文所讨论的其它4个因素中,花园口以上引水量影响最大,降雨量影响次之,兰州以上水库的调节作用对河床断面面积的变化也有较明显的影响;三门峡水库三种不同的使用方式对下游河床有不同的影响,采取"蓄清排浊"方式后对下游河床的影响较小。     

近50年黄河乌兰布和沙漠段辫状河道演变

依据水沙资料和断面资料,对黄河乌兰布和沙漠段辫状河道形态近50年演变特征及趋势进行探讨分析。结果表明：在大流量条件下（1966-1993年）,河流横向侵蚀、搬运堆积过程强烈,风沙入黄（河）量大,河道横向摆动频繁,辫状河道发育强烈。当黄河流量减小时（1993-2013年）,河流横向摆动能力减弱,黄河主河槽远离左岸乌兰布和沙漠沙丘,河流输沙能力减弱,汊道泥沙淤积导致心滩边滩相连,河流分汊数量明显减少,辫状河道萎缩,黄河乌兰布和沙漠段辫状河型有向弯曲型河道转变的趋势。     

黄河下游河道萎缩对冲淤临界的影响

通过实测年系列水沙资料分析,运用统计分析方法,按照非萎缩期(1950~1985年)和萎缩期(1986~1999年)两个时期,分别得到黄河下游河道的冲淤临界值。对于年沙量、>0.05mm年粗沙量、年均含沙量、年均粗泥沙含沙量、年均来沙系数而言,冲淤临界值均有不同程度减小。这意味着河道萎缩后,由于输沙功能减弱,在年沙量、>0.05mm年粗沙量、年均含沙量、年均粗沙含量、年均来沙系数处于比非萎缩期更低的水平时,下游河道就有可能出现淤积,从而使得控制河道淤积抬高变得更为困难,使河道防洪面临新的问题。     

海勃湾枢纽对坝后河道冲淤的影响

随着黄河上游控制性水利枢纽相继投入运用,黄河内蒙古段河道冲淤演变格局得到重塑。利用水文站实测数据,系统分析了海勃湾水利枢纽建设运行前后坝后河道水沙变化特征。基于河道断面高程数据,从滩槽冲淤（横向）及沿程冲淤（纵向）两方面定性分析坝后河道形态变迁,采用断面地形法定量计算坝后河道冲淤变化量。结果表明：海勃湾水利枢纽蓄水运用后,坝后河道的水沙搭配条件显著改善,来沙系数、单位径流量的输沙量降幅较大,对坝后河道减淤冲刷作用明显。坝后河道横纵断面变迁以冲刷为主,冲淤演变过程经历了淤积（2004—2012年）、冲淤过渡（2012—2014年）、冲刷（2014—2020年）3个阶段。     

黄河下游河道治理及滩区问题研究

从防灾观点出发, 从河道的水动力学特性入手, 研究决定黄河下游河道水动力学特性的因素, 找到河道水 动力学特性和影响因子之间的关系。在此基础上, 从水流运动和泥沙输移之间的关系出发, 分析黄河下游河道的泥 沙运动特性, 对于黄河下游河道的演化特性作了探讨, 对于治理黄河提出了建议。和黄河下游河道紧密联系的下游 滩区问题, 不仅仅是一个自然科学的问题, 而且是和社会、经济、环境、资源等问题相关的一个综合性问题, 本文从 可持续发展的角度出发, 给出了解决滩区问题的建议。     

黄河下游堤内滩地土地利用的GIS分析

应用航空彩红外土地利用解译图,以ARC INFO为支撑软件,建立了黄河下游河道滩地(花园口至孙口河段)土地利用现状数据库。通过空间拓朴叠加分析,得到不同类型滩地的土地利用状况。并以数字高程模型为基础,本文分析土地利用与河道滩地的空间分布规律。     

冲积扇-三角洲系统自组织行为与治理对策——以黄河下游及其河口地区为例

从黄河下游河道平面和断面形态特征、河型沿程变化、河槽淤高与外延相互反馈、河口拦门沙消长、及蚀退型三角洲海岸地貌过程诸方面,论述了冲积扇—三角洲系统适应环境功能与自组织行为。指出了这种自组织行为完全是为了将流域来沙均匀地分布在扇三角洲面上和同步地均匀分布在三角洲沿岸。因此,坚持沿线长期计划放淤及河口三角洲流路计划改道是解决黄河下游泥沙问题的根本出路,也是解决黄河下游洪水问题的一种由突变变为均变、化害为利的措施,是使区域走向可持续发展之途的措施。     

不同流路时期黄河下游河道的冲淤变化过程

运用统计学方法对1950-2007年的水沙数据以及不同流路各水文站同流量(3000m³/s)水位变化进行了分析,结果表明:黄河下游河道表现出淤积-冲刷交替出现的变化过程,当进入下游的含沙量为18.6kg/m³时,河道冲淤表现为动态平衡。艾山以下河道的冲淤变化过程除受水沙条件控制外,还受到流路变迁的影响。流路变迁初期河道发生溯源冲刷作用,中后期河道发生溯源淤积作用。各站同流量水位变化,神仙沟流路主要为下降,河道以冲刷为主;刁口河流路主要为升高,河道以淤积为主;清水沟流路有升有降,河道冲淤互有,总体表现为淤积。流路变迁对河道横断面形态的影响主要在利津以下。     

黄河下游引黄区沉沙处理运行方案分析研究*

黄河是多沙性河流,引黄必带进大量泥沙,沉沙池沉粗排细,能有效处理泥沙。当沉沙池淤满,失去自流沉沙作用时,采用"以挖待沉"可以延长灌区运行年限,但没有扬水沉沙方案优越。根据黄河下游地上河的特殊地貌条件,如果能在河漫滩上建沉沙池,可以解决沉沙占地的难题。     

黄河口近期环境演变与河口治理

本文分析了近几年来尾闾河道及河口滨海区实测资料，认为尾闾河道河相关系趋向于转好，河口变化造成的溯源冲淤作用影响范围仅有２０几ｋｍ，并且只有在汛期水流强度较大时，才发生溯源调整作用，非汛期淤积严重。由于河口砂咀向海凸出，三角洲前缘形成强流带，加上波浪作用及异重流发育，河口砂咀延伸速度明显减缓。最后，作者对目前河口治理中存在问题的解决提出了建议，尤其指出不应轻易放弃目前良好的河口行水环境。     

常流河向季节河转变过程中河床适应性调整及对行洪影响--以黄河和滹沱河为例

研究黄河和滹沱河对季节河化的适应性调整，发现季节化程度较高的滹沱河下游河床断面和平面形态调整幅度不大，而河床的糙率成倍增加造成下游的小水大灾现象；黄河下游近年流量减小，不断断流，主槽淤积，虽然河槽断面形态在游荡段变得更窄深，但主槽明显变小、变窄、变高，构成下游近年出现的小水大灾现象的主要原因。     

黄河口清水沟流路的河床演变及其影响

黄河口清水沟流路先后经历了游荡型,顺直型和弯曲型和河床演变阶段。与此同时,河流的冲淤变化经历了摆动淤积,造床冲刷和延伸淤积三个阶段,这些变化对河床纵剖面,水位和险情带来了某些较深刻的影响。     

三门峽水库淤积末端位置确定和预估的地貌学方法

本文主要用地貌学的方法来研究三门峡水库淤积上延的问题。运用河床沉积物法和纵剖面抛物线法,确定了渭河下游淤积末端的位置在渭汗21-22断面附近,并作了综合性预估;实践证明,在目前水库运用方式下不会影响西安。用同样的方法还确定了北洛河的淤积末端在洛淤17-18断面附近,北干流的末端在黄淤59断面附近,这与水利部门用断面法、同流量水位和体积法所得的结论基本一致。由于洛淤17-18断面和北干流黄淤59断面附近正处于纵剖面的坡折,所以淤积末端再继续上延比较困难。     

黄河下游河流纵剖面平行抬升的统计检验

河流纵剖面变化可视为随机过程,它既包括趋势成分,又包括周期成分和随机成分。以前用一时段内的纵剖面升降分布来判断是否具有趋势性平行抬升的方法存在问题。因为这种时段纵剖面升降分布所包含的随机成分很大,不能用以直接判断纵剖面的趋势变化特征。对黄河下游纵剖面的趋势变化比随机变化低两个数量级的情况,更是如此。获得纵剖面趋势变化特征信息的好方法是滑动平均。另外,还可以用统计学方法进行检验。如果纵剖面确为平行抬升;则应有下列结论成立:1)各断面多年平均水位升高值(或河床升高值)相等;2)任意两断面间的高程差都为常数。本文对此进行了统计检验,并得出了在一定的精度要求内,黄河下游河流纵剖面确有平行抬升的趋势的结论。     

Double-thresholds in scour–fill processes and some implications in channel adjustment

Through an analysis of data collected from the Yellow River and its tributaries on the Loess Plateau of China, the phenomenon of double-thresholds in scour–fill processes of wide-range water-sediment two-phase flows has been shown. Thresholds located in non-hyperconcentrated flows may be called the lower threshold, and that in hyperconcentrated flows the upper threshold. This double-threshold phenomenon leads to complicated sediment transport behavior of heavily sediment-laden rivers. With an increase in suspended sediment concentration, the channel sediment delivery ratio increases initially and becomes higher than 1, followed by a decrease and finally becomes lower than 1 again.Controlled by the double-thresholds in the scour–fill processes, channel adjustment of the lower Yellow River is non-linear and complex. When the suspended concentrations were lower than the lower threshold or higher than the upper threshold, scour or bed downcutting was the dominant channel-forming process. Channel shape tends to be narrower and deeper, and the channel thalweg became more sinuous. When the suspended concentrations lay between the lower and upper thresholds, deposition of sediment was the dominant channel-forming process; channel shape tended to be shallower and wider, and channel thalweg became less sinuous.