黄河口尾闾河道冲淤及其影响因素分析

入海流路改道频繁、水沙过程变化剧烈等多种因素造成黄河口流路冲淤演变过程十分复杂,在一定程度上影响了黄河下游的防洪安全。为了认识不同因素对黄河尾闾河道演变的影响程度,采用黄河口实测水沙和地形资料,分析了不同因素对黄河尾闾河道冲淤和水位变化的影响。结果表明:1964-2012年黄河尾闾河段的冲淤与水沙要素之间的关联度较低,水沙过程的改变不是影响尾闾河道冲淤的主要因素;流路改道与利津水位变化密切相关,改道前后流路长度变化越大对河道冲淤影响越明显。流路改道初期河道水流流速大幅降低导致泥沙在河道大量淤积;频繁的流路改道使水沙过程与河道冲淤之间不再呈现一致且紧密的关系。研究结果可为黄河口流路综合治理提供科学依据。     

大型水库运用对河口尾闾河道出汊的影响研究

为定量研究大型水库运用对河口尾闾河道出汊的影响,以黄河口尾闾段为研究对象提出了一种基于改进熵权法的河道出汊阈值确定方法,根据实测水沙资料确定了尾闾河道出汊指标计算公式及相应的河道出汊阈值,在还原无小浪底工程时尾闾段水沙及河槽形态调整过程的基础上,结合出汊阈值对比分析了有、无小浪底工程时尾闾段发生河道出汊概率的差异。结果表明：河段河相系数和汛期平均水流冲刷强度分别为边界和水沙条件中对河道出汊贡献最大的两个指标;黄河口尾闾段河道出汊阈值为38.16,当出汊指标大于38.16时尾闾段发生河道出汊;小浪底工程运用约束了进入尾闾段的沙量,河道出汊概率明显减小。     

水沙变异条件下黄河口演变与治理研究动态及建议

在回顾黄河口演变与治理研究历史的基础上，系统阐述黄河口水沙条件、尾闾河道演变、拦门沙演变、滨海区海洋动力、河口对下游河道的反馈影响的研究现状。针对水沙变异条件下黄河口演变的新情况，总结黄河口演变与治理研究思路，提出了黄河口演变与治理研究中亟待解决的课题，试图为科学治理黄河口提供技术支撑。     

新情势下黄河口演变与整治研究思路

基于黄河口水沙变异的新情况以及经济发展和生态环境建设的新需求,提出新情势下黄河口演变与整治的研究思路。针对目前研究中需要突破的薄弱环节,瞄准国际河口学领域中的前沿问题,采用多学科交叉和多种研究手段,对黄河口开展创新研究。主要研究:黄河口水沙变异特征,尾闾河道枯萎机制及其演变响应,拦门沙演变响应过程及其反馈影响;河口泥沙通量,最大浑浊带、泥沙异重流形成机理,河口海岸淤进、蚀退及其动力平衡机制;黄河口陆海相互作用的整体数模,河口演变趋势与入海流路使用年限;新情势下黄河口治理对策及水土资源优化配置。     

黄河口尾闾河长的变化特点及计算方法

黄河口尾闾河道的淤积延伸不仅对河口地区的河床演变具有重要影响,而且对黄河下游河道的长期冲淤发展趋势具有重要作用。根据黄河口1954-2018年实测尾闾河长与水沙资料分析了不同流路的淤积延伸特点,发现尾闾河长与累计来水量和累计来沙量之间均具有较好的相关性,但不同流路的变化速率差别较大。根据黄河下游河道的多来多排输沙关系,推导得到了基于累计来沙量的尾闾河长计算方法,该方法不仅具有一定的理论基础,且计算值与实测河长之间符合程度较好,决定系数达0.95,可为定量分析黄河口尾闾河道的淤积延伸等河口演变问题提供科学参考。     

黄河口演变与流路稳定综合治理研究

简要回顾了黄河口演变与治理研究现状,结合黄河口面临的入海水量锐减、单一流路长期行河和小浪底水库的调节运用等新情势,提出在流路演变、岸线变化、关键技术和方案措施方面的近期研究目标。重点突破四大关键科学技术问题——尾闾河道出汊机制、海岸形态对陆海动力响应、河口流路演变多时空尺度混合模拟和河口流路水沙调配。明确六方面研究内容——黄河口尾闾出汊的孕育过程及触发机制、黄河口流路演变过程的动力机制及流路稳定的指标体系、黄河三角洲海岸演变过程与动力机制、黄河口演变的多时空尺度混合模拟技术、清水沟流路水沙通量调配技术与示范、稳定百年的黄河口入海流路方案与治理措施等。项目成果可以为黄河口综合治理和黄河三角洲高效生态经济区建设提供技术支撑。     

黄河口演变对下游河道的反馈影响

按照不同的时间尺度分析了黄河口演变对下游河道宏观、中观和微观的反馈影响,结果表明三者之间是辨证统一的关系.为了减少黄河口演变对下游河道的反馈影响,应在黄河中上游、下游、河口尾闾段进行综合治理:①中上游实施水利水保建设、水沙调控体系建设和完善及滩区放淤工程建设等;②下游实施河道整治、引水引沙等;③尾闾河段应合理安排流路、尽量缩短河长、挖河疏浚、引高含沙洪水放淤、增强海洋动力输沙能力等.     

黄河口尾闾河道近期自然出汊过程及其机理探讨

研究黄河口综合治理的尾闾河道出汊过程及其自然出汉机理对于河口地区保护具有重要意义.基于1996-2016年黄河口尾闾段遥感资料探讨了河道历史出汉过程及特点.分析河床边界、洪水及海洋动力条件,发现在自然出汊前尾闾段滩地横比降增加,不利于漫滩水流回归主槽.洪水动力条件比海洋动力条件的影响更为明显.分析尾闾段河床不稳定性发现...     

黄河口拦门沙疏浚对尾闾河道泄洪排沙影响的研究

本文研究和探讨了黄河口拦门沙疏浚后,尾闾河道水位、流速和水面比降的变化以及疏浚部位的回淤过程。试验结果表明,河口拦门沙疏浚后,在一定时期和一定范围内,可以使尾闾河道发生溯源冲刷。在施放不同典型年的水沙条件下,尾闾河道可在疏浚点以上21～35km范围内发生溯源冲刷,同流量水位最大下降0 24～0 47m。同时,疏浚河槽始终处于回淤状态,经过一个汛期回淤量可达到70%～80%。     

水沙变异对黄河三角洲湿地生态环境的影响分析

采用实测资料分析与理论探讨相结合的办法,着重分析了黄河口水沙变异对黄河三角洲湿地生态环境的影响。研究结果表明:1986年后,黄河口来水来沙剧烈减少,水沙搭配关系恶化,水沙过程发生变异。黄河口水沙变异对黄河三角洲湿地生态环境的影响巨大,主要表现为:阻滞了黄河三角洲湿地生态环境的自然演替发展;恶化了黄河三角洲湿地植被和生物生存环境;加剧了黄河三角洲海岸的侵蚀后退。     

黄河尾闾河道平滩流量变化对来水来沙的响应

通过分析1976年清水沟流路以来黄河河口尾闾河道冲淤变化及河槽萎缩特点,探讨了利津平滩流量变化对来水来沙及河口延伸的关系。结果表明:河口区平滩流量变化不仅与来水量、洪峰流量、水沙搭配系数、河口河长相关,而且与前期河床条件有关。给出了维持河口河道4 000 m3/s平滩流量需要的水量、洪峰流量及水沙搭配的定量关系以及河口延伸长度的限制条件,为河口尾闾河道的综合治理提供一定的参考。     

黄河下游河道萎缩过程中洪水水位变化研究

采用实测资料分析和理论探讨相结合的方法,研究了河道萎缩过程中黄河下游洪水水位的变化特征与变化机理。研究结果表明:1986年后,黄河水沙过程变异,下游河道严重萎缩,洪水起涨水位显著升高,洪水上涨过程中水位涨率明显增大,滩槽水位变化不一致性增强。洪水起涨水位的升高主要是河道萎缩过程中主槽持续淤积抬高所致,起涨水位的升高对洪峰水位抬升幅度影响大,而行洪过程中黄河下游宽河段强大的断面调整功能极易造成洪水水位的陡涨猛落,其影响也不容忽视。通过引入洪水水位涨率特征参数θ,建立了θ与黄河下游河道主槽宽度、滩槽糙率比、排沙比等因素的定量关系,结果显示,黄河下游河道萎缩过程中,输沙能力降低,主槽宽度大幅度缩窄,滩地阻力明显增大,均会导致洪水水位涨率增大。以谢才公式为基础的理论分析进一步证明,黄河下游河道洪水水位涨率与河道萎缩具有非线性响应关系,河道萎缩越严重,洪水水位涨率增大的幅度越大。     

长江口整治工程对分水分沙年际变化的影响分析

为了研究长江口深水航道整治工程对水文泥沙过程的影响规律,基于1998~2009年长江口南北港、南北槽的水沙测验资料,分析了整治工程引起的南北港、南北槽分流分沙变化。结果表明,整治工程的实施对南北港涨落潮分流分沙比、净泄潮量及净泄沙量影响不大。一期工程的实施后,北槽落潮分流、分沙比减小,南槽落潮分流、分沙比增加;二期工程实施中,南北槽的落潮分流、分沙比均保持在较为稳定的状态;随着三期工程的实施完毕,南槽的落潮分流、分沙比持续增加,北槽的落潮分流、分沙比呈减小的趋势。     

荆江三口分流能力变化分析

三峡水库蓄水前,荆江三口洪道逐渐淤积萎缩,分流比沿时程减小;三峡水库蓄水运行后,三口洪道发生了普遍冲刷,导致分流能力发生变化。为进一步了解其演变趋势,以便实施合理的综合整治,利用水沙数据、河道地形资料及已有的研究成果,探讨了影响三口分流能力的主要因素。分析结果表明,荆江三口分流总体呈现逐渐减小趋势,在三峡水库蓄水初期高水分流能力有所增强。     

三峡库区156 m蓄水水文泥沙变化分析

为掌握三峡水库2007年156 m蓄水过程中库区水文河道变化情况,通过观测与分析三峡库区蓄水过程的水沙变化,探讨蓄水过程水位、河道比降及水文泥沙运动的变化规律,为三峡库区175 m蓄水后的水面线对比分析、回水区的界定等研究打下基础,同时也为三峡库区175 m正常蓄水运用后,三峡水库库尾重庆变动回水区河段的水沙冲淤变化、河道走沙规律分析研究提供了条件。     

干支流直角交汇区水流泥沙运动特性初步研究

通过总结前人有关干支流直角交汇区水流泥沙运动研究成果,归纳了干支流直角交汇区的分区水流泥沙运动特性,初步探讨了交汇区局部水头损失计算方法,提出了新的包含水深比及回流长度的局部水头损失系数计算公式,采用长江科学院水槽试验成果对计算公式进行了验证。验证结果表明：在汇流比较小时,计算与试验成果吻合较好。     

干支流交汇河段水流泥沙特性研究综述

水流交汇现象普遍存在于自然界和人类工程的多种水力系统中,交汇河段水流泥沙特性的研究对防洪规划、航运交通和生态环境等均具有重要意义。从流场分区、水面形态、螺旋流、水流结构、能量损失及泥沙特性等方面较为系统地总结了近70年来干支流交汇河段水流泥沙特性的研究成果,并对未来发展前景进行了展望。     

黄河综合治理思考

黄河干支流已建的大量水库、电站、引水工程及大面积水土保持措施等,极大地改变了进入河道的水沙过程,引起了河道淤积萎缩。黄河宁蒙河段的治理主要是缩窄河槽、稳定流路,以提高中枯水河槽的挟沙能力,治河措施可兼顾保水作用。黄河龙潼河段的滩地堆沙和控导河势等综合治理须与古贤水库的规划设计紧密结合。黄河下游河道整治的基本要求是保持河道的纵向输沙平衡和平面上的河势稳定,根据水沙减少的情况修订规划,沿程整治河宽应随比降的减小而减小。干支流水库的调水调沙运用须与河道整治相互配合,才能更有效地发挥冲深河槽、稳定流路、输沙入海的作用。考虑到黄河流域下垫面的变化及水库的调节作用,建议利用过去的降水资料重新推算产生的径流,以修正水沙系列和洪水频率。     

荆江关洲河段河道演变分析

关洲汊道位于葛洲坝工程下游长江荆江河段首部。其两汊年内水沙分配随来流少左右易位，临界流量为２００００ｍ＾３／ｓ，即２００００ｍ＾３／ｓ以上，左汊为主汊，２００００ｍ＾３／ｓ以下，右汊为主汊，水沙分配的这种变易性规律，与该河段特定的汊道河槽形态及相应的水力泥沙条件有关。     

近40年来长江上游干支流悬移质泥沙粒度的变化及其与人类活动的关系

以实测资料为基础,研究了长江上游干支流5个代表站即金沙江屏山站、岷江高场站、乌江武隆站、嘉陵江武胜站和长江宜昌站的悬移质泥沙粒度随时间的变化。研究发现,近40年来长江上游不同的水沙来源区和干流控制站的悬沙粒径均呈现出明显的减小趋势。长江上游干支流悬沙粒径的细化趋势,与水库的修建有密切的关系。长江上游的水库均以蓄水发电和灌溉为目标,水库拦截了来自库上游流域的泥沙,其中粗颗粒部分淤积在库内,使得经水库下泄的泥沙显著变细。长江上游干支流绝大多数河流为沙卵石河床或基岩河床,已建水库下游河道均为沙卵石河床,通过水库下游的冲刷得到的细泥沙补给是很有限的。由于床沙中含细颗粒泥沙少,水库下泄的清水无法通过冲刷河床来得到大量泥沙的补给,故经过长距离的水流-河床相互作用后,因水库拦沙而显著变细的悬沙粒径不会因河床冲刷而明显增大。长江上游流域内大规模的水土流失治理收到了明显成效,使重点产沙区的产沙量减小。各种水土保持措施的实施,拦截了较粗的泥沙,也会使进入河道的泥沙粒度变细。运用多元回归分析方法,研究了不同水沙来源区悬沙粒度的变化和两个重点产沙区产沙量的变化,对宜昌站悬沙粒度变化的影响。运用所建立的多元回归方程式,可以根据上游各站悬沙粒径特征和两个重