利用人造洪水冲刷黄河内蒙古淤积河道的可能性分析

为了探讨利用人造洪水冲刷黄河内蒙古河段泥沙的可能性,建立了计算黄河三湖河口与头道拐站次洪水输沙量非线性模型。通过洪水计算获得了该河段各级洪水冲刷河道泥沙的最大冲沙量、最优冲沙历时以及相应冲沙效率。计算结果表明：黄河宁蒙段的淤积是河流在特殊的自然地理环境中受水流堆积作用形成的,用龙、刘两库联合调度水量形成的人造洪水冲刷河道淤积泥沙是目前可以采取的清淤手段之一,但耗水量较大,冲刷效果还有待于进一步的检验。     

黄河游荡河段河床形态调整对洪水过程的响应

以黄河流域1950～1985年200余场洪水资料为基础，并增加了最近的实验资料，分析了黄河下游游荡河段不同含沙量沙水过程中河床形态的调整过程，结果表明，由洪水过程所导致的河床形态变化是相当剧烈的。且与含沙量密切相关，表现出非线性的变化规律，当含沙量较小时，随含沙量的增大，洪水后河床宽深比增大，当含沙量增大到一定程度后再增大时，宽深比随含沙量的增大而减小，这一结果为修正Schumm关于河床形态变化的定性预测关系提供了新的依据。     

气候变化对黄河内蒙古段凌汛期的影响

基于黄河内蒙古段1961-2009年气象与水文观测资料,选取黄河内蒙古段上游磴口站和下游托克托县作为研究对象,利用数理统计等方法,分析凌汛最危险地段上下游气候变化与凌汛期的关系。得出:①黄河内蒙古段的凌汛灾害是黄河上游的河道气温比下段高以及地形比降小等,形成黄河内蒙古段下游先封河、上游先开河的局面,导致磴口到托克托县段成为凌险最严重的地段。②随着气候变暖,近50 a黄河内蒙古段开河期提早、封河期推后,凌汛期缩短。尤其在1987年气温发生突变之后,开河期提早和推后趋势更为明显。同时气温突变之后,凌汛期平均温度变异系数增大,封、开河期冷暖变化剧烈,致使封开河期的波动性增大。③影响黄河内蒙古河段开、封河的关键因素是日平均气温小于-5 ℃的积温、日平均气温小于-5 ℃持续时间和封、开河期温度以及封、开河期流量大小等。极端温度事件如寒冷日数、冷夜指数和冷日指数的减少,以及暖夜指数和暖日指数的显著增加也是影响黄河内蒙古段凌汛期缩短的原因之一。     

河冰湖突发洪水的分形和混沌特征研究

本文利用天山北坡四棵树河冰湖突发洪水洪峰流量时间序列,从吸引子分维数Ｄ２和Ｋｏｌｏｍｏｇｏｒｏｖ熵等方面分析了洪峰流量变化的混沌性质,初步结果表明,河冰湖突发洪水时序分布具有分形特征,且洪峰流量的变化是一个稳定性的低维混沌吸引子。     

黄河内蒙古头道拐断面形态变化及其对水沙的响应

根据黄河上游位于弯曲一顺直过渡段的头道拐断面的多年实测水文、泥沙数据和断面资料,分析了断面对上游一系列水利工程在时间尺度上的调整响应过程.结果发现,头道拐断面的形态变化强烈受到上游水库运行的影响,在一系列水库投入运行后,河床粗化现象一直持续到三湖河口断面以下.头道拐断面悬移质泥沙中值粒径在水库运行后表现为先增大,然后减小,最后再增大的三阶段性特征,并且自1986年龙羊峡与青铜峡、刘家峡等水库联合运用以后,该三阶段性特征的变化幅度明显较只有青铜峡、刘家峡水库单独运行时段(1969-1986年)小.另外,自1987年以来,头道拐断面河道的横向摆动速率大幅减小,断面形态及位置趋于稳定,有利于当地百姓正常的生活和生产.     

基于数值模拟的黄河下游不同情景溃堤洪水特性

通过研究黄河下游地区的溃堤洪水特性,为防洪减灾工作提供科学依据。本文以黄河下游地区的DEM,1958、1982、1996年典型历史洪水和2000年土地利用数据为模型初始输入,分4个模拟情景,依据黄河溃堤水流的特性,利用二维非恒定流模型对黄河下游不同位置决口情景下的洪水演进特性进行模拟,结果表明:洪水在演进过程中都会侵夺沿途河流行洪,进入下游后洪水会顺河归槽;在同一河段,同一年型洪水北岸不同位置溃口情景所淹没的面积大于南岸对应位置的淹没面积;黄河两岸洪泛区地理位置的差异,使两岸的洪灾程度具有区域差异;水深且流速大的洪水淹没主流区面积相对较小,水浅且流速小的非主流区面积相对较大。     

黄河上游夏季流量对气候变化的响应及未来趋势预估

本文从气候变化的角度出发, 研究黄河上游龙羊峡水库夏季流量与流域气候条件的响应关系及流量预估模型, 并根据区域气候模式输出数据降尺度生成的未来气候情景, 对未来龙羊峡夏季水库流量进行了预估。结果表明:近35 年来, 黄河上游夏季气温升高、蒸发增大, 降水略有减少;黄河上游龙羊峡水库平均入库流量呈递减趋势, 夏季流量对流域降水量、平均最高气温及最低气温的响应显著;未来两个时期(2020s、2030s)龙羊峡夏季流量均较基准期(1988-2010 年)减少, 但在不同气候变化情景下流量变化有所差异, 其中A2 情景下夏季平均流量分别减少23.9%(2020s)和19.8%(2030s), B2 情景下分别减少14.4%(2030s)和17.3%(2030s), 据此, 未来气候变化对黄河上游流域夏季流量的可能影响将弊大于利, 但仍具有较大不确定性。     

黄河源径流演变特征及其对降水的响应

采用1960-2012年黄河源径流、降水数据,以过程线法、集中度和集中期等方法分析黄河沿以上、黄河沿-吉迈、吉迈-玛曲、玛曲-唐乃亥等4个区段降水、径流的演变特征,并从降水的产流能力、时滞相关和集中期响应等角度分析径流对降水的响应。结果表明：黄河源径流汛期占比年际变化趋势自上游各区段呈不显著的增加-减少-增加-减少的特征。吉迈以上径流量年际变化呈不显著增加,吉迈以下呈减少趋势。各区段径流集中期均有不同程度的提前。下游径流集中期早于上游。黄河源汛期降水占比呈不显著下降趋势。4个区段自上游降水年际变化呈显著增加-显著增加-不显著减少-不显著增加的特征。降水的集中度分布较径流更为集中,且有不显著减少趋势。各区段降水的产流能力在20世纪80年代末至90年代中期出现弱化趋势,中上游在2005年左右降水的产流能力转为较分析时段初期有增强的趋势,而中下游一直较分析时段初期减小。不同区段年径流量与不同统计时段降水量的依存关系不同。黄河源玛曲以上径流相对于降水的集中期滞后天数呈不显著减少,玛曲-唐乃亥滞后天数略有增加。     

河流地貌系统的过程响应模型实验

本文讨论了河流地貌系统的过程响应模型的基本原理、设计步骤、模型砂料配制以及实验数据的系统分析,并给出了设计实例和某些分析成果。     

黄河内蒙古头道拐断面河道变化及其对上游水库的响应(英文)

The application of dams built upstream will change the input conditions,including water and sediment,of downstream fluvial system,and destroy previous dynamic quasi-equilibrium reached by channel streamflow,so indispensable adjustments are necessary for downstream channel to adapt to the new water and sediment supply,leading the fluvial system to restore its previous equilibrium or reach a new equilibrium.Using about 50-year-long hydrological,sedimentary and cross-sectional data,temporal response processes ...     

森林植被变化对洪水的影响分析——以长江上游典型小流域和洪水事件为例

通过长江上游地区典型小流域和重大洪水事件有关森林植被变化与洪水方面资料的分析，揭示小流域森林面积的增加，可减少洪峰流量模数，而在森林－土壤系统被前期降雨充分润湿的情况下，紧接着的暴雨可引起洪峰流量的快速增加；指出开展长江上游地区森林－土壤系统截留蓄水容量本底调查及其分类与分区，对指导当前森林植被恢复重建与保护工作的健康发展及搞好防洪工作有重要的意义。     

近40a来黄河上游径流变化特征研究

利用黄河上游兰州水文站以上流域(及少数邻近站点)26个气象台站的气温、降水及5个水文站的径流逐月资料(1950’s—1990’s),分析了20世纪后期近40a来黄河上游径流变化特征及其与气候变化的关系。研究表明：黄河上游流域普遍存在升温的变化趋势,尤其是冬季升温明显,同时导致冻土层温度的升高和冻土退化,蒸发加剧,不同程度上影响了流域内径流的变化;流域内降水减少趋势明显。黄河上游自然来水径流量呈显著的减少趋势,1990年以后减小的趋势更加明显;从年内变化分析来看,流域内各水文站春季径流(4～6月)有明显的增大趋势,该时段降水(雪)的明显增加,是导致其春季(4,5,6月)融雪径流的增加的主要原因;秋、冬季径流的减少,主要是秋季变于的结果;分析兰州站径流的变化特点,主要还受到上游水库调节等人类活动作用的影响。     

两汉时期黄河水患与中游土地利用之关系

对史料重新进行了综合分析和解读,结合现代水文、地貌、土壤侵蚀的观测研究成果,就两汉黄河下游水患和中游土地利用方式的环境后果,提出了新的观点：(1)《后汉书》有关水患的记载简单笼统,但对伊洛河洪灾记载相对详细。当时伊洛河曾多次发生大水,甚至发生淹及洛阳城门和皇家园林的特大洪水,这些洪水涌入黄河干流同样可能导致下游水患;(2)自AD11河决魏郡后,一直到AD69王景治河的58年间,下游既未堵塞决口也未大规模治理,洪水来时任由泛滥。显然《后汉书》中没有具体记载是有意或无意漏记;(3) 对史籍中东汉大水、水出等记载逐年逐次排查,发现东汉水患频率高于西汉,灾情也更为严重。王景新河仅使下游安定了36年而非过去认为的800年或83年;(4) 东汉时期中游农耕人口比西汉减少近3/4,而河口镇至龙门间农耕人口减少九成以上,同时迁入大量游牧民族。原始游牧对天然植被破坏极大,是造成东汉黄河下游水患加剧的主要原因。     

不同水沙条件下黄河下游二级悬河的发展过程

以大量实测横断面资料为基础,研究了1973~1997年不同水沙过程对黄河下游二级悬河形成过程的影响。发现花园口至高村河段二级悬河集中形成于1985~1997年的枯水阶段。高村以下河段二级悬河的形成可分两个阶段,1973~1985年大水条件下是冲刷主槽和淤积滩地的时期,但是由于泥沙主要堆积在靠近滩唇的部位,造成河床横比降增大;1985~1997年枯水条件下泥沙在主槽中大量淤积,导致二级悬河的形势更加严重。生产堤限制了泥沙的堆积范围,导致生产堤内滩地平均高程增长速度明显快于生产堤外滩地平均高程增长速度,生产堤距较窄的河段生产堤内滩地平均高程增长速度较快,显示了生产堤对二级悬河的发展有促进作用。     

塔里木河上游典型绿洲景观变化及其生态效应分析

塔里木河上游地区是典型的生态脆弱带和环境危机带,对以人类活动为主导的区域水土资源的开发反响强烈,主要表现在其景观空间格局随水土资源开发程度而发生的变化。本研究以景观生态学的前沿理论和方法为指导,借助于3S技术,在现代绿洲荒漠陆地生态系统研究成果的基础上,较系统的分析了1990—2000年塔里木河上游地区阿克苏-阿瓦提绿洲景观格局变化,同时对其生态效应进行探讨。研究表明,10 a间研究区景观变化显著,农田增加了约10万hm2,居民点、盐碱地景观也均有大面积增加,草地、林地、水域、湿地景观都有不同程度的减少;整个地区景观多样性指数由1.40714减小到了1.40361,均匀度指数由0.64041减小到0.63601,均呈逐渐变小的趋势,体现了当地景观异质性程度下降。优势度指数由0.7901上升到0.7936、破碎度指数由0.0660上升到0.0778,人类对生态景观的干扰程度不断增强。同时,人类活动在改造和利用景观的同时带来了一系列不良的生态效应。     

黄河上中游人工造林对年径流量的影响

流域年径流量是水资源评价与合理配置利用的重要依据,而人工造林的减水作用又是估算水土保持对河川年径流量影响的基础。在综合分析了人工造林减水作用现有主要研究成果,对黄河上中游进行生态环境建设分区的基础上,求算了各分区人工造林减水定额,黄土丘陵沟壑区为93.82 m3/hm2、黄土高塬沟壑区为58.54 m3/hm2、土石山区为168.87 m3/hm2。并结合《2003中国林业统计年鉴》、《2005年中国森林资源报告》,计算了各分区截止2003年人工林地累计面积,黄土丘陵沟壑区、黄土高塬沟壑区、土石山区、河源区分别为119.10×104hm2、45.29×104hm2、34.08×104hm2、2.56×104hm2。最后求得黄土丘陵沟壑区、黄土高塬沟壑区、土石山区、河源区现状人工造林减水量分别为11 173.96×104m3、2 651.28×104m3、5 755.09×104m3、432.31×104m3,全流域现状人工造林减水量为20 012.64×104m3。     

黄河内蒙河段河床冲淤演变特征及原因

利用黄河内蒙段1962-2000年间4期大断面观测资料,计算了各期河床冲淤和河槽形态指标。发现从1962-2000年间前20年、中间9年及后9年,内蒙河段河槽500m²过水面积下河底高程发生了降低-升高-再升高的过程;河槽漫滩过水面积经历了升高-降低-再降低的过程,2000年只有1982年的大约一半;滩地经历了持续淤积过程,平均抬升0.25m;河槽宽深比值经历了变化不显著-增加-减小的过程。分析结果表明:气候变化、引水、水库拦沙和重点产沙支流来沙变化在河床冲淤和河床形态调整中作用较大;水库对径流的年内调节对1982年后河槽淤积贡献较大;来水来沙变化下河流多要素自动调整是造成河槽形态变化过程复杂的原因。