宜居黄河科学构想

黄河问题表象于河,形成于域,根植于地。针对于黄河流域高质量发展面临的地球科学问题特点及挑战,本文提出了“宜居黄河”科学构想,旨在构建一个包括“安全黄河”、“绿色黄河”、“生态黄河”、“和谐黄河”和“智慧黄河”5大核心内容的体系完善的宜居黄河研究科学架构,并对这5个方面的科学内涵和关键研究内容进行了阐述。其中,(1)安全黄河立足于工程地质学,研究黄河流域地质地表过程及其灾害效应,以保障地质安全需求,构建安全黄河体系;(2)绿色黄河立足于水文地质学,研究黄河流域水循环过程及其水土环境变化效应,构建绿色黄河体系;(3)生态黄河立足于环境地质学,研究黄河流域生态系统演化规律及其生态屏障效应,构建生态黄河体系;(4)和谐黄河立足于资源地质学,研究黄河流域资源开发与人地协调的发展模式,构建和谐黄河体系;(5)智慧黄河立足于大数据及信息科学,研究黄河流域地学信息集成与智慧决策平台,构建智慧黄河体系。这5个部分相互支撑融合,共同解决宜居黄河的核心关键问题,从而为保障黄河长治久安、促进全流域高质量发展,最终形成造福中华民族的“幸福黄河”起到科技支撑作用。     

第四纪黄河入淮成因机制与环境效应的研究现状及存在问题

黄河改道进入淮北平原（简称"黄河入淮"）深刻改变了淮北平原地区自然环境状况,这一系列环境变化对当地社会生产和国民经济带来巨大影响,甚至影响了中国历史发展的进程,是政府部门和科学家们共同关注的重大问题。黄河入淮事件的研究对于理解淮北平原的形成、演化具有重要意义,对于认识黄河下游极端古洪水事件对古气候的响应规律具有重要的理论意义,对于黄淮流域现代水利工程建设、洪旱灾防御等能够提供亟需的水文数据。文章主要从黄河入淮对环境的影响以及黄河入淮事件的确定方法及其原因机制方面进行了综述。对环境的影响主要从对淮河水系、对淮北平原地表过程、对淮河盆地源-汇过程、对中国东部海洋物源变化的影响以及对黄河贯通上限时间的约束意义进行了说明;另外,对于黄河入淮事件的确定方法、年代学及其发生的气候背景和原因机制进行了全面总结;最后指出了黄河入淮事件目前有待进一步研究的问题并进行了展望。     

论黄河下游断流问题

陈述黄河下游２０ 余年来频繁断流的事实,分析了黄河断流的原因及其已产生的危害,提出防治对策。讨论黄河开发利用的几种认识误区,研究了黄河流域的地质地貌格局与黄河流域生态环境及下游河道在华北平原大变迁的关系。最后提出立足于全流域开展黄河问题研究和可持续开发利用黄河的大系统观及具体工作建议。     

黄河中游鄂尔多斯高原内流区与闭流区的形成机理—基于水循环的分析

在分析鄂尔多斯高原地表水、地下水与黄河流域水资源转化关系的基础上,依据地下水流系统的理论与方法,对内流区与闭流区的形成机理进行了研究,对内流区与闭流区的分布范围进行了重新界定。结果表明,在鄂尔多斯高原可划分为2个内流区和4个闭流区：内流区内虽然地表水与黄河及其支流无直接的水力联系,但地下水与黄河及其支流存在着密切的水力联系,应将其划入黄河流域;闭流区内无论地表水还是地下水,与黄河及其支流均无水力联系,不属于黄河流域;闭流区总面积为32451.4km2,与1977年《黄河流域特征值资料》中划分的闭流区面积(42296km2)相比减少了9844.6 km2,即黄河流域集水面积在原来的基础上应增加9844.6 km2。     

黄河中游鄂尔多斯高原内流区与闭流区的形成机理——基于水循环的分析

在分析鄂尔多斯高原地表水、地下水与黄河流域水资源转化关系的基础上,依据地下水流系统的理论与方法,对内流区与闭流区的形成机理进行了研究,对内流区与闭流区的分布范围进行了重新界定.结果表明,鄂尔多斯高原可划分为3个内流区和4个闭流区:内流区内虽然地表水与黄河及其支流无直接的水力联系,但地下水与黄河及其支流存在着密切的水力联系,应将其划入黄河流域;闭流区内无论地表水还是地下水,与黄河及其支流均无水力联系,不属于黄河流域;闭流区的总面积为31225km2,与1977年<黄河流域特征值资料>中划分的闭流区面积(42296 km2)相比减少了11071 km2,即黄河流域集水面积在原来的基础上应增加11071 km2.     

论黄河下游断流问题

陈述黄河下游２０余年来频繁断流的事实,分析了黄河断流的原因及其已产生的危害,提出防治对策。讨论黄河开发利用的几种认识误区,研究黄河流域的地质地貌格局与黄河流域生态环境及下游河道在华北平原大变迁的关系。最后提出了立足于全流域开展黄河问题研究和可持续开发利用黄河的大系统观及具体工作建议。     

黄河三角洲河口地区经济发展思路探讨

随着国家对黄河三角洲高效生态经济区发展规划的批复,如何加强黄河入海流路管理及其范围内土地开发,既要符合国家对河口治理的综合规划和土地规划,又能促进黄河三角洲高效生态经济快速发展,已成为突出问题。文章对黄河入海河口基本情况及如何管理和对其范围内土地进行合理利用开发提出了建议和意见。     

黄河侧修补给浅层地下水试验研究

通过对黄河下游山东东平县银山至滨州市段9条实测断面详细的观测试验、系统分析研究,定性得出了黄河水与地下水之间的补排关系及其变化规律,采用科学合理的计算方法和验证,确定了该段黄河水补给地下水的范围和强度,为沿黄地区地下水资源评价提供了依据,对黄河水资源合理利用、黄河下游治理开发有重要意义。     

黄河水文发展及展望

本文简要回顾了黄河水文的发展历史,介绍了黄河水文业务技术发展现状,分析了黄河水文面临的问题,展望了黄河水文发展方向,提出了黄河水文“十一五”基本实现现代化的发展目标和建设“黄河流域基于水循环的水文水资源监测预报体系”新理念。     

黄河水文信息处理的问题与发展

黄河水文信息处理的问题与发展张国泰，胡文杰（黄河水利委员会水文局）黄河是我国第二大河，又是西北和华北地区重要的水资源。４０多年的不断发展，黄河水文事业取得了巨大成就，为黄河流域开发水资源、防治水害、保护水环境、保障国民经济建设和人民生活安定做出了重要...     

亟待开展黄河下游河道远景学研究

黄河下游河段河床淤积严重,目前面临的主要问题是: 1)20世纪90年代以来,由于水沙矛盾加剧,河道萎缩,主槽过洪能力锐减,平滩流量在一些河段已由80年代的5000m³·s^-1降至目前的3000m³·s^-1;2)由于水沙变化,20世纪70年代开始在局部河段出现的“二级悬河”,现已逐渐在上游的河南段和下游的山东段发展到210km多.研究表明,黄河下游的淤积是自然地质过程,应亟待开展黄河下游河道远景学研究.     

黄河下游河道改道问题探讨

本文从黄河下游华北沉降盆地的基底构造,河沙淤积、地貌形态特征诸方面论述了黄河下游河道改道的必然性,指出黄河下游决堤改道的危险河段在河南、重点花园口至高村河道段。为了防止黄河河道失控,避免决堤改道造成巨大经济损失,提出了黄河下游局部改道（花园口一张庄闸人工造黄河河道）的设想,对黄河下游防洪治河具有重要的实际意义。     

中国东部主要黄土分布区的Sr-Nd同位素物源示踪研究

不同地质背景物质的Sr-Nd同位素组成往往差异巨大,同时Sr-Nd同位素组成在搬运和沉积过程中相对元素组分更 难被改变,因此是物源示踪研究最常用和有效的手段之一。该研究测试了中国东部代表性黄土堆积的Sr-Nd同位素组成, 包括山东半岛、黄河下游沿岸黄土和下蜀黄土,发现与黄土高原黄土的Sr-Nd同位素特征存在明显差异,指示不同的物质 来源。同时发现,中国东部主要黄土分布区的来源物质可能主要来自其附近的干旱区具有近源性。山东半岛及其滨海黄土 主要来自黄泛平原和冰期暴露陆架的黄河沉积物;黄河下游沿岸黄土可能直接来自黄河河漫滩;下蜀黄土的细颗粒组成物 源还没有定论,需要进一步研究。中国东部局部区域黄土的形成可能与中更新世革命以来冰期气候条件下的荒漠化有关。     

关于黄河治理若干问题的刍议

黄河是我国第二大河,是中华文明的重要发祥地。黄河流域生态环境脆弱,存在严重的干旱、洪捞和水土流失等多种地质灾害。尤其是近二十多年来黄河下游断流日趋严重,引起各方关注。正确分析黄河下游断流的原因及缓解黄河断流的对策,尤其从地质作用角度正确认识黄河的水资源和泥沙问题,为黄河综合治理决策提供科学依据。     

黄河下游辫状、弯曲和顺直河段间沉积动力特征比较

黄河下游沿程出现了辫状、弯曲和顺直河型段,河道平面形态的差异势必受到不同的沉积动力特征的制约。本研究根据对收集到的有关实测资料的统计和计算,对可以表征河道沉积动力特征的相关指标进行了量化分析,发现不同河型段间的沉积动力特征存在明显差别。河道比降在辫状河段最大,介于0.2‰~0.14‰之间;弯曲河段的次之,介于0.14‰~0.10‰之间;顺直河段的小于0.10‰。平滩流量时的流速在辫状河段的较大,不同年份间的变幅较大;弯曲河段的次之,不同年份间的变幅较小;顺直河段的最小,不同年份间的变幅不大,并向下游显著减小。单位河长能耗率在辫状河段最大,弯曲河段次之,顺直河段的最小,其间的比值为2.31∶〖KG-*2〗1.35∶1。单位面积能耗率在辫状河段最小,弯曲河段最大,顺直河段次之,其间的比值为0.52∶〖KG-*2〗1.18∶〖KG-*2〗1。河床沉积物粒度较细,并普遍缺失推移质组分,中值粒度在辫状河段、弯曲河段和顺直河段分别为3.0、3.2、3.67;河床沉积物的分选性也依次变好。受制于上述相关沉积动力特性,河床沉积速率在不同河型段有明显差别:中大流量时,辫状河段的最小,弯曲河段的最大,顺直河段的次之;在小流量时,三个河型段的河床沉积速率非常接近,但沿程略有减小。另外,辫状河段河床沉积速率明显依赖于流量的变化,且随流量的增大而明显减小。     

试论野生水牛、四不像鹿和中国鼍在黄河中下游的绝迹

本文利用考古、文献以及实地调查等资料,论述了全新世中期及其以前,野生水牛、四不像鹿和中国鼍都以黄河中下游地区为起源和栖息地。这些动物的大量存在,反映出当时气候温和多雨、河湖密布的景象;到了全新世晚期特别是西汉以来,随着它们的绝迹,表明生态环境的日益恶化,到现在这里已是水贵如油、风沙肆虐。探讨这些变化特别是干旱的由来,对于保持黄河中下游地区的生态平衡是十分有益的。     

黄河流域地下水资源及其开发利用对策

黄河是中国第二大河并以其含沙量特大和下游的“地上悬河”而闻名于世。黄河上游的盐碱、沙害,中游的水土流失和下游悬河段的洪涝、干旱和断流等灾害使黄河的生态环境极其脆弱。针对流域内缺水和水质问题,对流域水资源、城市工农业的供需水量平衡、地下水的开发潜力等进行了预测。通过基流分割计算和同位素技术的应用,研究了区内地下水和地表水之间的水循环规律及地下水对黄河的贡献。最后,对黄河流域地下水可更新能力及地下水可持续开发利用的对策进行了深入的研究。     

基于生态需水的黄河中游水平衡分析

为推动黄河流域生态保护及高质量发展,解决地表水资源供需矛盾,亟需开展水平衡分析,建立水平衡模型,为水资源合理分配提供参考依据。作为黄河的重要支流,沁河流域位于黄河中游末端,由于近年来上游调水政策的施行以及流域内生活、生产用水的增加,用水矛盾突出,出现了河道断流、入黄水量偏枯等问题。为保障河流生态环境健康,优化引沁入汾跨流域提水工程实施后的流域水资源供需平衡,以2021年为现状年,在“自然-人工”二元水循环研究理论的指导下,运用水平衡分析理论与方法,以河道内生态需水为保障基础,对沁河流域水资源需求、供水能力与供需平衡进行了分析与讨论。结果表明：（1）沁河流域水资源供给和需求在空间分布上具有分异性,上游山西省境内各河段河道内均能够保障适宜的生态需水量,下游河南省境内,仅可满足最小生态需水量;（2）沁河流域可供给水资源总量为10.04×108 m3,河道外生产、生活及生态用水总量为8.89×108 m3,剩余河道内水量仅为1.15×108 m3,仅可满足河流最小生态需水;（3）推算至2030年,流域内工业生产及生活取用地表水量将达到6.98×108 m3,河道外用水总量将达到9.81×108 m3,剩余水量无法满足最小生态需水。建议采用降低工业用水量、提高农田灌溉用水利用率、推广使用高效节水技术,进一步增强水资源的有效利用,改善流域生态环境。研究结果可为合理规划沁河流域水资源调度提供参考,也可为黄河中游水平衡分析提供范例。     

中国东部黄土物源铀同位素碎粒年代学研究

细粒物质的²³⁴U/²³⁸U比值记录了颗粒自破碎以来经历的时间,具有示踪地表过程的巨大潜力。本研究应用铀同位素碎粒年龄学解析中国东部黄土堆积的物源。中国东部黄土的初始²³⁴U/²³⁸U比值低于黄土高原黄土,指示出不同的物质来源。中国东部黄土物源具有很强的近源性,显示出明显区域特征。山东半岛及其滨海黄土主要来自黄泛平原和冰期暴露陆架的黄河沉积物。黄河沿岸黄土可能直接来自黄河河漫滩。下蜀黄土可能来自冰期阶段的长江沉积物。

     

中新世以来长江下游和黄土高原地区黏土矿物的时空变化及古气候意义

为了认识中新世以来长江、黄河流域沉积物中黏土矿物的时空变化及古气候意义,利用X射线衍射方法分析了中新世以来长江下游河湖相沉积物、黄土高原红黏土和黄土-古土壤的黏土矿物组成.结果表明:中新世以来长江下游、黄土高原沉积物的黏土矿物组成都为伊利石+绿泥石+高岭石+蒙脱石;各地质时期长江下游和黄土高原不同剖面沉积物由不同的黏土...