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。     

近、现代黄河三角洲地貌形态反演

1855年黄河改夺大清河河道后于山东利津县东北入海。至今黄河尾癌河道历经10次大的改道变迁，塑造了近、现代黄河三角洲，形成了7个主要的亚三洲堆积体。该文利用黄河尾癌河道改道资料，近、现代河口流路变迁图，近、现代黄河三角洲体系图以及1985－1986年的水文工程地质钻孔资料，在研究黄河三角洲沉积模式的基础上，对工程地质钻孔数据进行沉积层序分析，将今论古，反推近、现代黄河三角洲沉积地貌，研究结果近似展示了近、现代黄河三角洲二维平面的发育演变和其时其地的地貌形态。     

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。     

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。     

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。     

黄河下游孟津——陶城埠河道形态特征及新构造的控制作用

一、河道形态特征 这里所指的河道形态,是指河道宽度、河床坡降、主槽位置的稳定性、河道的弯曲率、大堤间的河道地貌、河流两岸地貌特征等。根据上述特征,可将其分为四段。 (1)孟津——京广铁路桥河段(91公里):黄河出孟津后,河道突然展宽,流势平缓,故在靠近出山口的地方堆积了由粗砂和卵石构造的鸡心滩,再向下游,其沙洲出没无常,河床变换不定,属游荡性河段。     

黄河下游改道浅析

从项目经济的角度出发，以可持续发展和减灾为目的，在反思以往黄河治理工作的基础上，通过对黄河下游河道现状及在“南水北调”工程实施后的不同季节河道径流量分析，提出了主动实施黄河下游河道改道，将“悬河”降到地表的新方案，并据此探讨和分析了改道工程的必要性，紧迫性，研究了改道的技术与经济可行性，提出将国土资源整治置换，以新增土地资源资本化来回收项目投资的新思路。     

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。     

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。     

应用遥感技术分析黄河下游河道平面演变

一、黄河下游河南段河道特性 现行黄河下游河道是在不同历史时期内形成的,盂津至沁河口是禹河故道;沁河口至兰考东坝头已有500多年的历史;东坝头至陶城埠是1855年铜瓦厢决口以后在黄泛区内形成的河道;陶城埠以下鱼山至黄河入海口原系大清河故道,铜瓦厢决口后为黄河所夺,现分段描述如下: 孟津白鹤至郑州铁桥河道长91公里,河宽4～10公里。左岸为邙山,右岸为黄土低崖和大堤。河身宽浅散乱,多沙洲边滩,主流摆动频繁。     

黄河流域河型转化现象初探

黄河以其高含沙水流以及下游河道的高沉积速率而著称于世。迄今的研究, 主要针对黄河中下游流域的 侵蚀、水文泥沙和河床演变方面的研究, 而对黄河流域主支流发生河型转化的现象关注不够。在黄河的不同河段, 河型的变化频繁, 类型多样, 现象复杂, 是研究者不可回避的科学问题。本文选取黄河上游第一弯的玛曲河段、黄河 上游末段托克托附近河段及黄河下游高村上下河段来研究河型转化的形式及影响因素。玛曲河段沿流向发生网状 河型→弯曲河型→辫状河型的转化现象, 该系列转化呈现出由极稳定河型向极不稳定河型的转化, 这与世界上通 常可以观察到的沿流向不稳定河型向稳定河型转化的情况完全相反。这主要受到地壳的抬升、上下峡谷卡口、水动 力特征、边界沉积物特征及植被的区域分布等因素的控制。托克托附近沿流向发生了弯曲河型→顺直河型转化的 现象, 这是较稳定河型向极稳定河型的转化, 主要受到边界沉积物、水动力等因素的控制。高村上下河段沿流向发 生的辫状河型→弯曲河型转化的现象, 是由极不稳定河型向较稳定河型转化的现象, 河道边界沉积物及水动力是 其主要控制因素, 人工大堤只是限制了河道摆动的最大幅度, 对河型的性质影响不大, 但其上游河段修筑的水库导 致下泻的水流在辫状河段的侵蚀能力增强而使其边界沉积物粗化, 并将泥质物大量沉积在弯曲河段, 客观上促进 了河型的转化。     

黄河下游迁徒改选原因新解

黄河治水和迁徙等问题的争论自古就有。黄河水利史的研究表明，周定王5年（公元前602年）是史载比较准确的第一次黄河大改道，造就了名的禹贡河。而后历经多年的筑堤和治理，一直到东汉年间黄河河道才日趋稳定。北宋年间黄河水患再次大规模发生，河道变迁剧烈，决、溢、徙超过了以往。史载最激烈的东流和北流之争就发生在这时，司马光和王安石都卷入了关于治河方略的争议，最终治河以适应“东流高仰，北流顺下”的新构造活动的条件而结束，实际是对自然规律的正确认识占了上峰。     

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。     

黄河玛曲砾质网状河段河间湿地形态特征及发育程度

河间湿地是网状河流体系中与多河道系统同等重要的地貌单元,其特征和发育程度与河道系统共同决定着网状河流的特性。本文以黄河玛曲网状河段作为研究对象,利用高分辨率Google Earth影像对研究河段河道与河间湿地等微地貌单元进行提取,利用湿地面积与湿地数对河间湿地的组成进行了分析,利用河间湿地面积占比、岸线密度、分汊点密度3个地貌参数,对河间湿地群体（河间湿地与分支河道特定组合体）的平面形态及多河道发育程度进行了研究。结果表明,河间湿地个体以中小型的为主,河间湿地群体则以大型和巨型的为主。河间湿地群体的发育程度与河间湿地群体面积（S_u）明显相关,河间湿地面积占比（P）随S_u的增大而增大,P值70%是河间湿地发育成熟的指标,而P值80%基本是河间湿地发育的上限值,此时河间湿地与分支河道基本达到动态平衡态。岸线密度、分汊点密度随S_u的增加呈减小趋势,这种变化主要是由于不同大小河间湿地群体中河道发育过程差异导致。黄河玛曲段河间湿地群体的形成在于弯曲主河道的主导作用、地形限制因素削弱导致的河道带的发育,以及植被维护的河岸使得河间湿地群体得以较长时间保存。     

利用遥感技术编制黄河下游(1/50万)古河道图

一、编图的指导思想、原则和方法 1、古河道分布,力求反映其规律,古代宜粗,近代较细。虽然距今二万多年的全新世中期以来就有黄河,但本图仅表示人类有史以来的浅层古河道。 2、据历史文献资料并结合卫片解译,使两者互为补充印证。对古河道的形成年代以历史文献为主,决口扇形态及地表古河道痕迹以卫片影象为主。 3、本图以“禹王故道”作为原始河道,反映西汉以来六次大改道。所谓黄河大改道,是指河道大变迁,或称大徙。即大河在某处决河改道之后,不回归原河道;全河另由它道入海(不含尾闾变动);其经流期较长,影响国计民生比较严重。另外,北宋“二股河”并行入海,亦属变迁的范畴。     

黄河上游沙漠宽谷河段水沙阈值与输沙特征

围绕黄河上游沙漠宽谷河段“多大流量能冲动多大含沙量的泥沙”、“不同流量能冲走多少泥沙”两个关键问题,对沙漠宽谷河段的水沙阈值展开深入研究。通过分析各断面历年水量、沙量变化过程,揭示了沙漠宽谷河段各区间河段的冲淤规律,得到不同区间河段、不同含沙量情况下的水沙阈值系列。基于水量平衡原理与输沙量平衡原理,分析各断面冲沙输沙流量、含沙量与输沙量之间的关系,建立场次洪水的河道输沙量计算模型,量化水量与沙量的转化效果。通过实例计算,不考虑沙漠宽谷河段水沙调控时,头道拐站的输沙量为0.124×10⁸ t,沙漠宽谷河段的冲刷量为0.0527×10⁸ t,考虑水沙调控时,输沙量增加近4倍。水沙调控显著改善了沙漠宽谷河道的水沙关系,冲刷了河槽,验证了水沙阈值及输沙量计算的准确性和可靠性。     

1977年以来黄河临河段河岸冲淤变化及河道萎缩速率

不同时段河道的侧向侵蚀/加积面积变化的定量研究可以揭示河道的变化特征。以黄河临河段213 km长的河段为研究对象,利用1977年以来19个时段基于遥感影像绘制的河道平面形态图的面积变化来估算其4个亚河段（S1、S2、S3和S4）在不同时段的河岸侧向侵蚀/加积面积以及全河段的河道平均萎缩速率。研究结果表明,黄河临河段左右河岸在37年间都表现为侧向净加积,其4个亚河段左岸的侧向累计加积面积分别为33.16 km²、49.59 km²、29.52 km²和30.85 km²,其中1995-2000年的加积面积分别占到其总加积面积的85.5%、51.2%、47.2%和104.6%;右岸的侧向累计加积面积分别为30.83 km²、8.74 km²、26.44 km²和18.76 km²,而1995-2000年的加积面积分别占到其总加积面积的57.2%、111.9%、65.7%和61.6%。该河段河道面积1977-2001年具有减小趋势,2001年之后河道表现为侧向侵蚀、加积的交替变化,1977-2014年间河道平均萎缩速率为6.16 km²/yr。该河段河道平面形态值最明显的变化也发生在1990s,与1995年相比,2000年的河道长度增加了5.8%,河道面积减少了39.4%,河道平均宽度减小了42.8%,弯曲系数增加了6.6%。黄河临河段河道形态剧烈变化及河道严重萎缩都发生在1990s,这主要是黄河上游刘家峡和龙羊峡水库联合运行导致汛期水沙量大量减小所致,4个亚河段的河岸冲淤变化还受到局部河岸物质结构、护岸工程及水动力差异的影响。随着2000年后河流综合管理措施的调整,黄河临河段河道的上述变化趋势明显弱化,河流健康程度有所好转。     

描述黄河中下游河道横断面形态的新指标

描述河流横断面的窄深程度,无非是用来衡量它对过流能力和输沙能力的影响大小,及其在河流地貌方面的时空上的调整变化。回顾总结了以往描述横断面形态的常用指标,包括河相系数、宽深比,或湿周与平均水深的比值,指出这几种指标在描述黄河中下游河道时所存在的共同缺点:(1)缺乏物理意义;(2)不能真正代表断面的窄深程度;(3)明显的夸大了宽浅和窄深断面的差别。从表称流量的概念出发,作者认为,应该使用具有明确物理意义的等面积的表称流速来描述断面形态。如果用表称流速来衡量黄河下游河南和山东河道的断面形态的差别,就会发现,断面形态的不同,其对过流能力的影响不过1:2,远不象河相系数和宽深比所描述的达到1:6甚至1:11那样的悬殊程度;黄河下游河道主槽“多来多排”的主要影响因素是表称流速。     

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。