小浪底水库运用以来黄河下游洪水演进特性

在分析现行河道冲淤变化及河道断面形态的基础上,结合近期实体模型试验结果,探讨了黄河下游洪水演进的变化特点。结果表明:与调水调沙前相比,黄河下游河道整体过流能力增大,其中花园口—高村河段过洪能力增长明显,高村—孙口河段过洪能力增幅较小;洪水传播时间整体缩短,高村—孙口河段漫滩洪水传播时间所占比重相对其他河段偏大;同流量水位整体下降,高村、孙口水位下降较少,因此洪水在快速向下游演进的同时洪峰沿程衰减较小,涌向下游的水量将明显增加,平滩流量较小的高村以下河段滩区灾情会进一步加重。     

大洪水条件下黄河下游河道冲淤及滩区安全

在大洪水期行洪滞洪沉沙是黄河下游宽滩区的主要功能之一。近十几年来,随着黄河水沙的变化和小浪底水库的建成运用,对宽滩区运用方式的争论更为激烈,却一直缺乏系统的对比研究。为此,黄科院利用小浪底至陶城铺河道实体模型,采用2013年汛前地形,开展了黄河下游宽滩区是否修建防护堤两种不同运用方式下,大洪水期的洪水演进试验,通过对比分析不同运用方式下的下游河道在冲淤演变、洪水位变化和滩区防洪安全等方面的问题,探讨了大洪水条件下黄河下游河道冲淤及滩区的安全形势,以期为黄河下游河道治理措施的决策提供科学的参考依据。结果表明,宽滩区修建防护堤后,中常高含沙洪水条件下主槽淤积量小于不修防护堤方案,大洪水条件下主槽冲刷量大于不修防护堤方案,说明主槽过流能力和输沙能力均有所增大。但是,修建防护堤后的嫩滩淤积量,两种洪水条件下均呈现出明显大于不修防护堤方案,河道的横断面形态和"二级悬河"形势均有所恶化。同时,由于目前地形条件下夹河滩以上河段主河槽过流能力达到了6 000m3/s,洪水向下游的演进速度和水量明显增加,导致高村以下的洪水位比不修防护堤时显著提升,增大了高村以下河段的防洪压力,滩区的防洪安全受到严重威胁。     

黄河滩区不同治理模式的防洪效果试验

小浪底水库的建成运用和持续13 a的黄河调水调沙,使黄河下游河道得以沿程冲刷,平滩流量增大,加之近十几年黄河一直未发生大洪水,黄河下游滩区未发生较大漫滩,引起人们对宽滩区治理和运用方式的争论。目前的研究成果普遍认为,黄河下游发生大洪水的可能性仍然较大,特别是一旦出现高含沙洪水,对下游河道防洪安全的威胁更要引起高度重视。然而,在当前河道边界条件下,一旦发生这种不利水沙情况,那么黄河下游河道的冲淤、滩区淹没情况、滩区的灾情损失等将发生哪些变化,还无人开展定量研究。中常高含沙洪水条件下黄河下游宽滩区防洪形势对不同治理模式响应状况的模型试验结果表明:有防护堤模式主槽输沙能力强于无防护堤模式,但嫩滩淤积量大于无防护堤模式;有防护堤模式仅高村以下少量滩区漫滩上水,淹没面积小于无防护堤模式;习城滩两种模式中漫滩范围都较大,是防洪重点区域。建议在高村以上滩区修建高标准防护堤以保障滩区安全和经济建设,高村以下滩区实施滩区淹没补偿政策。     

黄河下游花园口-高村河段泥沙时空分布及地貌演变

小浪底水库投入运行以后,黄河下游河道地貌发生巨大变化,滩区治理面临土地保护与开发利用之间的矛盾。本文基于地形空间插值与实测资料研究了花园口-高村宽滩游荡型河段在2000—2017年间的泥沙分布特征及滩区地貌演变情况,并提出滩区改造方案。研究发现,由于小浪底水库拦沙作用,长期低含沙水流下泄导致河床形态调整加剧,主槽冲刷明显,洪水漫滩几率降低;下游河道生产堤及控导工程的修建,加上土地开发利用及其他人为活动影响,滩区逐渐从沉积模式转为侵蚀模式;花园口-高村河段在2000—2017年累计侵蚀11.373亿m~3,其中滩地侵蚀约2.145亿m~3。为了沿黄经济带发展与滩区生态建设,有必要采用机械放淤、填方再造等手段对下游滩区进行分区改造,优化土地资源利用。     

黄河高村河段漫滩洪水特性分析

1前言由于黄河下游已连续多年未发生较大洪水,河床在逐年淤积抬高,主槽变得更加宽浅,造成河道行洪能力降低。高村水文站是黄河进入山东的第一个重要控制站,测验河段位于黄河下游游荡河段的末端,两岸堤距5km,属宽浅河道。断面形态由二级悬河发展为由主槽、滩唇至生产堤间、生产堤至左岸大堤三部分组成的复式断面。河道的变化带来了洪水特性的变化,黄河“96.8”洪水表现出的高水位、小流量漫滩成为该河段漫滩洪水的新特点,漫滩过程更趋复杂。2002年7月“人造洪峰”(以下简称“02.7”洪水)再次得到了充分体现。本文根据“76.8”、“82.8”、“9…     

黄河下游“驼峰”河段来水来沙条件和不平衡输沙特性研究

黄河下游特殊的来水来沙条件和独特的地理环境使高村-艾山河段成为了典型的“驼峰”河段。利用黄河下游各水文站1990-2020 年的水沙实测资料,重点分析了黄河下游花园口-高村、高村-艾山河段来水来沙情况和断面形态特征,并通过黄河下游不平衡输沙率公式,建立排沙比与河道来沙系数、河相系数之间的函数关系。结果表明：小浪底水库投入运行后黄河下游“驼峰”河段来沙量急剧减少。在此基础上构建了黄河下游排沙比与淤积量之间的数值关系,并进一步建立了排沙比与来沙系数、河相系数之间的幂函数公式,该公式可以根据黄河下游河道来水来沙条件和河道断面形态等参数更加准确地计算出下游各河段的冲淤变化情况。     

黄河下游漫滩高含沙洪水淤滩刷槽效果研究

采用定性和定量分析相结合的手段,分析了黄河下游漫滩高含沙洪水淤滩刷槽的效果。结果表明:黄河下游漫滩高含沙洪水淤积主要集中在高村以上河段,高村以下河段淤积量仅占全下游淤积量的3.2%;从同流量水位以及横断面的调整变化来看,高村以上河段的淤积主要集中在滩地,而主槽大多表现为冲刷;从滩槽淤积量分配来看,发生漫滩高含沙洪水年份整个汛期利津以上河段主槽淤积量占全断面淤积量的47.7%,而漫滩高含沙洪水期间主槽淤积量仅占全断面淤积量的10.3%。     

花园口—孙口河段漫滩洪水演进特征分析

分析了黄河下游花园口—孙口河段漫滩大洪水演进中洪峰峰型、洪峰传播速度、削峰率、洪水位等的变化情况,结果表明:①当花园口洪峰流量大于9 500 m3/s后,花园口—夹河滩、夹河滩—高村和高村—孙口3个河段的洪峰传播速度呈逐渐减缓的趋势;②大洪水时,各河段削峰率随着花园口站洪峰流量的增大而略有增大,花园口—夹河滩、夹河滩—高村、高村—孙口河段每百公里削峰率的平均值分别为6.4%、6.7%和8.2%。     

黄河调水调沙对花园口水文站测验河段的影响

调水调沙实验是小浪底水库生产运行之后黄河上的一项重大治黄实践,先后进行的9次调水调沙实验对黄河下游河道水沙关系的调节以及冲刷下游河道取得明显的效果。黄河花园口是调水调沙实验最重要的控制断面之一,其数据作为小浪底水库调水调沙的重要水文依据。文章利用花园口水文站2002～2007年小浪底水库调水调沙试验期间的实测水位、流量、含沙量、大断面资料,通过对上游来水来沙情况、断面水位～流量关系、同流量级水位变化、测验河道过水能力、洪水传播历时进行分析计算,来有效研究小浪底水库调水调沙的运用对花园水文站测验河段的不同影响,探寻花园口河道特性及其洪水演进规律。     

不同治理模式下黄河下游水沙运行机制研究——“黄河下游滩区生态再造与治理研究”之二

通过建立黄河下游花园口至艾山河段二维水沙模型,采用实测资料分析和模型计算等多种手段研究黄河下游水沙运行机制。黄河下游宽河段以艾山为卡口形成平原水库,当发生漫滩洪水时,水流进入滩区,泥沙大量落淤,而后清水退入主槽,既减轻主槽淤积甚至产生"淤滩刷槽"效果,又减少了艾山以下窄河段的洪峰流量和泥沙淤积,是黄河下游防洪减淤体系的重要组成部分。受滩区人类活动和来水来沙等因素影响,现状河道存在漫滩水流顶冲堤防、顺堤行洪以及滩槽水沙交换不畅等问题,中小洪水期间河道淤积的泥沙90%以上分布在主槽和嫩滩,即使大洪水期间滩区构筑物影响减弱,仍有约50%淤积量分布在嫩滩;滩区防护堤方案缩窄了河道,客观上减少下游河道淤积7%~30%,但是加大了大洪水期间嫩滩淤积量;生态治理方案实施"高滩"淤筑和"二滩"再造,消除了"二级悬河"和滩槽横向倒比降,实现了洪水自然漫滩,减少下游河道淤积20%~50%,嫩滩淤积减少幅度更大,有利于遏制"二级悬河"形成。     

多沙河流横断面调整及其对排洪和输沙能力的影响

多沙河流输沙能力的变化，突出地表现为河槽横断面的调整。黄河下游高含沙洪水过后，使游荡型河段河槽宽深比大幅度减少，从而提高了同流量的输沙能力，但因此使排洪能力大幅度下降。频繁出现的高含沙洪水异常高水位证明，断面缩窄比前期河床淤高对洪水位的影响更大。为了解决排洪与输沙的矛盾，建议排江与输沙分道，即尽可能地将高含沙水流徙用干流水库拦蓄，再用明渠向两岸高浓度输沙放淤，而河道只输送低含沙水流入海。     

冲积河流堤线改线影响数学模型计算

为适应沿江城市发展，对冲积平原河流的河漫滩地进行了堤线改线。采用平面二维水流泥沙数学型进行堤线改线影响计算，模型考虑了悬移质及推移质泥沙运动，桥渡及料场的阻力变化，应用模型计算了赣江南昌河段喻家湾堤线改线工程前后的洪水水位壅高，断面流速分布变化，取土料场回淤情况，并对改线工程进行了评价。     

黄河洛河渭河在三门峡库区洪水遭遇预测方法的探讨

本文采用自然正交函数分析法对黄河、洛河、渭河洪水在三门峡库区遭遇进行分析探讨,得出只要预测未来时间系数就可预测未来洪水相遇的可能性大小,并得到了比较可靠的结果,在三门峡库区及其它河流的洪水遭遇分析具有重要的实用价值.     

SEDIMENT DYNAMICS IN THE RESTORED REACH OF THE KISSIMMEE RIVER BASIN,FLORIDA: A VAST SUBTROPICAL RIPARIAN WETLAND

Historically, the Kissimmee River Basin consisted of a broad nearly annually inundated riparian wetland similar in character to tropical Southern Hemisphere large rivers. The river was channelized in the 1960s and 1970s, draining the wetland. The river is currently being restored with over 10 000 hectares of wetlands being reconnected to 70 river km of naturalized channel. We monitored riparian wetland sediment dynamics between 2007 and 2010 at 87 sites in the restored reach and 14 sites in an unrestored reference reach. Discharge and sediment transport were measured at the downstream end of the restored reach. There were three flooding events during the study, two as annual flood events and a third as a greater than a 5‐year flood event. Restoration has returned periodic flood flow to the riparian wetland and provides a mean sedimentation rate of 11.3 mm per year over the study period in the restored reach compared with 1.7 mm per year in an unrestored channelized reach. Sedimentation from the two annual floods was within the normal range for alluvial Coastal Plain rivers. Sediment deposits consisted of over 20% organics, similar to eastern blackwater rivers. The Kissimmee River is unique in North America for its hybrid alluvial/blackwater nature. Fluvial suspended‐sediment measurements for the three flood events indicate that a majority of the sediment (70%) was sand, which is important for natural levee construction. Of the total suspended sediment load for the three flood events, 3%–16% was organic and important in floodplain deposition. Sediment yield is similar to low‐gradient rivers draining to the Chesapeake Bay and alluvial rivers of the southeastern USA. Continued monitoring should determine whether observed sediment transport and floodplain deposition rates are normal for this river and determine the relationship between historic vegetation community restoration, hydroperiod restoration, and sedimentation. Published in 2011 by John Wiley & Sons, Ltd.     

三门峡水库修建前潼关河床高程变化分析

在天然情况下，潼关河床高程的变化特点是：汛期下降，非汛期上升；冲积河床纵剖面总朝着动平衡方向发展，河床是缓慢上升的。来自渭河的高含沙量洪水对潼关河床的下降有利，而黄河的高含沙量洪水对潼关河床的下降有利，而黄河的高含沙量洪水则对其下降不利。今后随着流域水利水保工程的进一步开展，黄河上中游地区水沙来量减少的趋势已定，由此引起的潼关河床高程变化如何，应加紧研究，采取对策。     

珠江河口口门洪水分流比变化及成因

河口泄洪情势的变化关系到地区经济发展和灾害防治。基于珠江河口八大口门在1998年和2005年实测洪水资料及洪水发生前后河口实测地形资料,计算口门洪水分流比变化,分析口门泄洪分配特征变化及典型泄洪断面演变特征。在此基础上计算各个口门泄洪能力变化百分比。研究发现:河口典型泄洪断面宽度基本不变,河槽冲刷加深,有利于口门洪水宣泄;除横门外,其余口门泄洪能力增加;人类大规模的采砂活动引起的口门不平衡下切是导致珠江河口泄洪能力变化的主要原因,同时上游来沙显著减小背景下的河道冲刷也对此具有一定影响。     

多沙河流水库汛限水位动态控制运用与水库排沙问题研究

柳河是我国北方地区最为严重的多沙河流,通过对柳河多年水文泥沙特性和库区冲淤特性以及水库壅水排沙特性的分析与研究,提出了基于洪水预报和暴雨径流预报的汛限水位动态控制运用方案,有效地解决了水库蓄水与排沙问题,为洪水资源安全利用提供了技术保障,同时也对水库汛限水位动态控制运用进行了效益分析和风险分析.     

新疆头屯河水库库区冲淤与库容变化规律分析

头屯河水库位于暴雨多发的新疆天山北坡中段,是一座以防洪、灌溉为主,结合城镇生活供水、工业供水等综合利用的中型水库,为天山北坡经济带建设提供重要的水资源保障。头屯河水库为多泥沙河流水库,而且防洪和兴利任务要求高,因此分析头屯河水库库区冲淤及库容变化规律,为保证水库安全运行和促进地区经济具有重要意义。     

郑州黄河洪水特点分析

郑州黄河不同来源区的洪水有着不同的特点，洪水在运行过程中与河床交互作用，水流与河床、滩地与主槽俱发生泥沙交换；生产堤的存在改变了洪水正常的演进规律；洪水的传播时间和水位表现受多种因素的制约；高含沙洪水对防洪工程威胁大，有其突出的特点；洪水预测是一项深入、细致、复杂的工作，黄河水文资料应该向流域内外专家学者开放。     

长江沙市河段近期河道演变分析

沙市河段是上荆江河势较为复杂的河段之一,也是航道治理的重点河段之一。根据三峡水库蓄水以来沙市河段实测地形资料以及沙市水文站的实测水文资料,从来水来沙、深泓平面、洲滩、深槽以及横断面变化等方面系统分析了沙市河段的近期河道演变特性。结果表明:(1)三峡水库蓄水后,沙市河段整体呈现冲刷的趋势,深泓平面摆动集中在分汊段,沿程洲滩冲刷萎缩,横断面冲淤时有发生,20 m深槽冲刷发展,接近贯通。(2)受到沿程护岸工程以及洲滩守护工程等的影响,该河段总体河势基本稳定,但局部河段内仍会有所调整。(3)河段尚未达到冲淤平衡,未来一段时间内,河段仍将以冲刷为主,若无人工干预,滩槽演变趋势将延续近期的变化,由此对防洪、航运等方面带来的影响值得关注。