大型水库运行下内蒙古河道泥沙侵蚀淤积过程

 通过1954—2000年黄河泥沙资料分析,黄河内蒙古河段侵蚀淤积过程对上游水库运行的响应主要表现为:①盐锅峡和三盛公首先将黄河输沙能力由7.33 kg·m-3降为6.27 kg·m-3, 使内蒙古河道由自然淤积状态转变为侵蚀下切状态,小于0.1 mm泥沙侵蚀速率高于大于0.1 mm泥沙淤积速率,河道发生粗化现象;②）刘家峡和青铜峡水库将黄河输沙能力降为3.91 kg·m-3,促使黄河河道中大于0.01 mm泥沙淤积速率大于小于0.01 mm泥沙侵蚀速率,使内蒙古河道发生粗化淤积现象;③龙羊峡水库将黄河输沙能力进一步降为 3.48 kg·m-3,加剧黄河内蒙古河道淤积现象, 大于0.01 mm泥沙和小于0.01 mm泥沙均呈现出淤积状态,淤积速度与黄河上游无水库运作时的自然状态相似。     

三峡水库不同类型支流河口泥沙淤积成因及趋势

为揭示三峡水库库区不同类型支流河口泥沙淤积的内在机理和变化趋势,本文充分利用水文、泥沙、固定断面和河道地形等原型观测资料,从支流水沙输移规律和河口局部水沙分布特征出发,研究了不同类型支流河口段泥沙淤积规律及主要影响因素的作用机理,探讨其淤积趋势及形成拦门沙的风险。结果表明:三峡水库蓄水后,库区不同类型支流河口普遍淤积,淤积范围及河道形态的变化各有特点;水库蓄水造成水动力条件减弱是河口泥沙淤积的根本原因,淤积幅度和范围主要取决于干支流来沙量和局部河势。在干支流来沙均明显减少的情况下,三峡水库库区支流河口泥沙淤积速度显著下降,形成拦门沙坎的可能性较小。     

黄河宁蒙段河道粗细双组分泥沙分选沉积特征

黄河宁蒙段河道淤积严重,阐明近源粗泥沙和远源细泥沙分选沉积规律对于河道淤积治理有重要意义。本研究基于120根河道钻孔泥沙样品,通过粒径分布和元素矿物组成,分析了河道>0.05 mm、>0.08 mm和>0.1 mm粗泥沙沿河分选沉积变化特征,并定量评估了近源粗泥沙和远源细泥沙沉积对于河道泥沙淤积的贡献。结果表明：黄河宁蒙段河道淤积的主要是来源于近源沙漠及其下伏砒砂岩区>0.08 mm的粗泥沙,而来源于上游黄土区<0.05 mm的细泥沙主要沉积在河道滩地,对河道淤积的贡献小于30%。因此,风水复合侵蚀引起的沿黄沙漠和下伏砒砂岩粗泥沙入黄是黄河宁蒙沙漠河段河道淤积的根源,也是该河段“悬河”的治理重点。     

黄河中下游泥沙通量变化规律

根据黄河中下游多个主要水文控制站50多年的实测资料,利用水文学、泥沙运动力学、河床演变学和经验统计相结合的分析方法,分析黄河中下游泥沙通量的变化规律。结果表明,黄河中下游泥沙通量递减的同时泥沙粒径变细,人为因素影响巨大;中下游泥沙通量变化具有阶段性、季节性和自相关性。黄河下游河道泥沙冲刷与淤积均具有上段变化大、下段变化小的特点,这是由河道下游上宽下窄、上陡下缓特征决定的;下游河道输沙能力影响因子中,河道水量尤其是汛期水量起主要作用。     

洞庭湖区的泥沙淤积效应

以1951-2005 年长系列实测泥沙等资料为依据, 从泥沙淤积特性与资源环境之间的关系上, 探讨了洞庭湖区的泥沙淤积效应。研究表明: 由于洞庭湖区始终处于淤积状态, 加之人类活动影响, 导致了泥沙淤积循环演进的格局, 以至于使泥沙的灾害性效应与资源性效应 均在湖区得到充分的显示。主要表现在: ① 塑造了水体滩地、泥沙滩地、湖草滩地、芦苇滩地等类型滩地, 构成了湖泊巨系统的主体; ② 孕育或诱发了泥沙淤积→洲滩扩展、围垦→调洪功能下降、鱼类资源枯竭、生物多样性减少灾害链: 泥沙淤积→洲滩扩展→洪涝、水质污染; 泥沙淤积→植被洲滩浮涨→血吸虫病、害鼠致害灾害链; 泥沙淤积→洪溃决堤→土地沙 化灾害链。这些淤积型泥沙灾害链给湖区直接或间接地造成巨大的经济损失。③ 近55 年间, 泥沙塑造土地约98.13×10⁸hm², 人类合理开发利用洲滩资源获得了巨大的经济效益, 就地挖沙加高防洪大堤2~3 m, 累积土石方约55×10⁸ m³, 节省了购买大量原材料的开支。     

黄河下游泥沙输移数值模拟

本文从数学模型入手,探讨黄河下游在多年平均来水来沙条件下,泥沙输移与泥沙淤积的特性,得出黄河下游泥沙沿程淤积分布不均匀主要是由于粗沙、中沙沿程淤积不均匀造成的,如果使来沙减少42.6%,黄河下游可望达到冲淤平衡.     

风沙对黄河内蒙古河段河道泥沙淤积的影响

通过对黄河内蒙古河段河道淤积泥沙打钻采样,以及黄河沿岸及支流产沙地层采样分析对比,暴雨、洪水等分析追踪河道淤积泥沙源地表明,黄河内蒙古河段河道泥沙淤积主要来源于乌兰布和沙漠及十大孔兑(沟谷)的库布齐沙漠和丘陵沟壑梁地。通过输沙平衡法计算该河段河道泥沙淤积量得知,1954-2000年该河段淤积泥沙总量约20.11亿t,其中大于0.1mm的粗沙为15.57亿t,占总量的77.424%;小于0.1mm的泥沙约4.54亿t,占总量的22.57%。风成沙入黄淤积量是:乌兰布和沙漠6.0552亿t;库布齐沙漠5.8499亿t;二者约占大于0.1mm粗泥沙总量的76.46%。     

构造沉降和泥沙淤积对洞庭湖区防洪的影响

作者利用洞庭盆地多年水准测量资料和洞庭湖近年的泥沙资料,对洞庭盆地的构造沉降速率和泥沙淤积速率进行了分析,从地貌学和水利学角度,对“洞庭湖盆”和“洞庭盆地”这两个不同的空间概念进行了区分,在此基础上,探讨了构造沉降和泥沙淤积对洞庭湖蓄洪空间和防洪大堤的影响。在目前洞庭湖盆被大堤围限的情况下,洞庭盆地的构造沉降运动使洞庭湖的蓄洪空间不断减小;洞庭盆地的构造沉降量虽然在一定程度上缓解了洞庭湖不断萎缩的趋势,但构造沉降对洞庭湖区的防洪形势却是不利的。构造沉降和泥沙淤积均对防洪大堤的质量提出了更高的要求,增大了洞庭湖区防洪的难度。     

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。     

水沙条件对黄河下游河道输沙功能的影响

提出河道输沙功能指标F_s为进入某一河道的泥沙总量(干流与支流输入沙量之和)与输出这一河道的泥沙量之比。河道输沙功能与来水量和来沙量有密切关系,若来水减少,来沙增多,则河道输沙功能减弱。来沙中大于0.05 mm粗泥沙含量百分比与河道输沙功能指标成负相关。来沙系数、特别是粗泥沙的来沙系数,是决定黄河下游输沙功能的重要因子;来沙系数越大,则河道输沙功能指标越低。场次洪水的输沙功能指标随场次洪水最大含沙量的增大而降低,历年河道输沙功能指标随各年中高含沙水流频率的增高而降低。小浪底水库修建后,为我们通过调水调沙提高河道输沙功能提供可能。研究表明,场次洪水平均含沙量35 kg/m³,或场次洪水平均来沙系数为(0.015 kg·s)/m⁶,是在调水调沙中实现河道输沙功能优化的最优含沙量和最优来沙系数,平滩流量则是实现河道输沙功能最大化的最优流量级。     

黄河上中游产水产沙系统与下游河道沉积系统的耦合关系

本文在黄河为例，动用数理统计方法，研究了河流流域系统中产水产沙子系统与河道沉积子系统之间的关系，得到了描述这种耦合关系的多元回归模型。运用这一模型，可以定量回答来自上中游不同来源区的泥沙，各有多大比例淤在下游河道中的问题。     

黄河口不同粒度泥沙沉积与扩散分析

本文采集和收集大量黄河三角洲沉积物剖面和钻孔泥沙粒度资料以及黄河口来沙粒度组成数据,定量研究了黄河口泥沙的沉积与扩散特征.结果 显示黄河口来沙以粉砂为主,黏土次之,砂最少,年均中值粒径无长期变化趋势.黄河三角洲平原相泥沙与来沙的黏土、粉砂和砂含量无显著差异;前缘相泥沙比来沙的黏土含量较低,砂含量较高;前三角洲相泥沙比来...     

黄河源区玛多盆地沙漠化土地粒度特征

为探讨黄河源区玛多盆地风沙沉积物分异特征,采集玛多盆地不同沙漠化程度、不同地貌部位、不同动力条件的沉积物样品进行粒度分析。结果表明：（1）玛多盆地沉积物随沙漠化程度增加,平均粒径增大,粗颗粒组分增多,分选性变好,偏度向负偏靠拢,峰态逐渐转向平坦,频率分布曲线也由双峰态转变为单峰态。（2）流动沙丘以中沙和细沙组分为主,分选性好,偏度近对称,峰度为中等尖锐。各个沙丘不同地貌部位沉积物粒度参数分异受风向改变的影响,变化规律不明显。流动沙丘沉积物相较于流动沙地沉积物的粒径更粗,分选性更好,可能是沙丘形成过程中风对沉积物颗粒的再次分选所致。（3）河流阶地剖面沉积物的主要粒级为中沙和细沙,分选中等偏差,偏度为正偏,峰尖锐,河流阶地沉积物的粒度组成与周围风成作用形成的流动沙丘（地）的粒度组成高度相似,极有可能是当地风沙活动的主要物源。     

A Sediment Budget of The Lower Yellow River, China, Over The Period from 1855 to 1968

This study investigates the sediment fluxes through the Yellow River sediment routing system, which are among the largest in the world, by constructing a sediment budget of the system over the period from 1855 to 1968. The framework of the sediment budget includes four functional units with the upper and middle reaches of the river as the sediment source and its lower reaches, its delta, and the deep sea as the sediment sinks. Sediment yield from the source and amounts of deposition in the lower Yellow River and the modern Yellow River delta were estimated for completing the sediment budget. The sediment budget produced for the period from 1855 to 1968 was characterized by a sediment input of 1.837 × 10¹¹ tonnes and a distribution of the sediment between the lower Yellow River, the delta, and the deep sea of 64%, 33%, and 3%, respectively. The details of the sediment budget show that the importance of sedimentation in the lower Yellow River changed greatly with variations in the condition of the dykes and other human activities. A comparison of the sediment budgets of the delta for different timescales shows that the proportion of sediment dispersed to the deep sea decreases as the timescale over which the sediment fluxes are investigated increases.     

金沙江干热河谷华弹段黄土状土的成因、年龄及其古气候指示意义

青藏高原东南缘干热河谷中广泛发育黄土或黄土状土,是解读中国西南季风、干热河谷环境演变与高原隆升关系的良好载体,但目前尚无关于其成因、形成时代和古气候意义的系统研究。通过对金沙江干热河谷华弹段中黄土状土的空间分布、粒度特征、化学风化指数以及沉积速率的分析,发现该区黄土状土拔河越高,粒径越小,沉积速率越低;结合前人物源示踪研究成果,证实黄土状土来源于金沙江谷底的河漫滩沉积和古堰塞湖沉积,局地山谷风环流为其提供搬运动力。磁性地层学分析显示黄土状土地层全为正极性,剖面中未出现B/M界线,结合光释光测年结果,确定金沙江干热河谷华弹段中的黄土状土形成于中更新世中期以来。通过与同河段的古堰塞湖沉积形成时代进行对比,发现黄土状土的形成时代稍晚于同河段古堰塞湖相沉积大量堆积的时代。金沙江河谷中黄土状土与古堰塞湖相沉积在时空上的紧密关联性表明,滑坡堰塞事件控制着金沙江干热河谷中黄土状土物源的丰富程度,是影响金沙江深切河谷中黄土状土形成与沉积过程的主要因素。黄土状土的粒度与化学风化指数结果表明358 ka BP以来,该段河谷中古环境气候发生过明显冷干-暖湿波动,并在冰期-间冰期尺度上响应全球气候变化。     

Relation between the erosion and sedimentation zones in the Yellow River, China

Sedimentation in the lower reaches of the Yellow River is a major problem requiring implementation of large-scale control measures in the upper and middle drainage basin. For maximum benefit, major sediment generation areas must be delimited. For this purpose, the upper and middle drainage basin of the Yellow River has been divided into four major sediment and water source areas. A series of databases of runoff and sediment yields from these source areas and for the corresponding quantities of sedimentation in the lower Yellow River channel have been established. On this basis, a set of multiple-regression equations has been established that define the relationships between sedimentation in the lower Yellow River and the yearly or event-based runoff and sediment yields from the four source areas or subsystems. Based on the regression equations obtained, the contribution of the four major source areas to the sedimentation in the lower Yellow River channel can be estimated. The results obtained indicate that, given other factors, for each ton of sediment reduced from the coarse-sediment producing area (CSA), the sediment deposited in the lower Yellow River would be reduced by 0.455 ton; for each ton of sediment reduced from the fine-sediment producing area (FSA), the sediment deposited in the lower Yellow River would be reduced by 0.154 ton only. Therefore, if limited erosion control measures are applied to the coarse-sediment producing area, the benefits for sedimentation reduction in the lower Yellow River will be much larger than if similar resources are applied to the fine-sediment producing area.     

风蚀水蚀共同作用下沙漠河流泥沙级配特征

以水蚀风蚀区内蒙古河段重要入黄支流西柳沟为研究对象,通过对西柳沟流域产沙地层及河流水文站悬移质泥沙采样分析和激光粒度仪测定,对研究区河道纵向、横向断面沉积的泥沙级配特征进行了分析,揭示了流域沉积泥沙粒径分布变化规律。结果表明：西柳沟流域沉积泥沙的中数粒径从上游丘陵沟壑区到下游农田区逐渐减小;河流右岸泥沙粒径较大,左岸泥沙粒径相对较小,河床泥沙粒径介于二者之间;流域沉积泥沙粒径主要分布在0.125~0.5 mm,而流域出口水文站悬移质泥沙粒径72.5%在0.025 mm以下,说明西柳沟进入黄河干流的泥沙主要为细泥沙。     

瓯江河口输沙模式与应用研究*

本文从河口塑造与输沙关系、流域泄沙与输移模式,以及口外来沙与潮流输移特征等三方面,探讨河口区的泥沙运移规律和补给来源。并在此基础上,提出粗细不同粒级的造床泥沙按不同方式治理的设想。