黄河下游滩槽冲淤演变与水沙过程的响应关系

采用实测资料分析的方法,研究了黄河下游滩槽冲淤演变对水沙过程的响应关系。研究结果表明:1986年后,进入黄河下游的水沙明显减少,导致下游河道滩槽皆淤。2000年后,由于小浪底水库蓄水拦沙运用,下游全程持续冲刷。黄河下游滩槽冲淤演变与水沙过程存在响应关系:主槽冲淤量随水量参数、水量分配参数的增大而减小;随沙量参数、沙量分配参数的增大而增大;滩地冲淤量随水量参数、沙量参数、水量分配参数和沙量分配参数的增大而增大。     

黄河下游平面二维非恒定输沙数学模型:II—模型验证

采用黄河下游1982年洪水资料,选取花园口至夹河滩河段为计算区域,对所建模型进行了验证计算,结果表明本模型计算的洪峰传播过程,水位变化过程及含沙量变化过程等均与实测结果接近,流速场、主流线等也较符合实际。从而证明了所建立起的平面二维非恒定输沙数学模型与相应的数值计算方法能够模拟黄河下游河道水沙演进过程及河床冲淤变形规律。     

黄河下游平面二维非恒定输沙数学模型:II-模型验证

采用黄河下游1982年洪水资料，选取花园口至夹河滩河段为计算区域，对所建模型进行了验证计算，结果表明本模型计算的洪峰传播过程，水位变化过程及含沙量变化过程等均与实测结果接近，流速场、主流线等也较符合实际。从而证明了所建立起的平面二维非恒定输沙数学模型与相应的数值计算方法能够模拟黄河下游河道水沙演进过程及河床冲淤变形规律。     

黄河下游游荡河道萎缩过程中的河床演变趋势

由于人类活动与自然因素影响下的水沙变化。黄河下游自20世纪70年代初期特别是80年代中期以来发生了明显的河床萎缩,河宽束窄,宽深比减小,主流线摆动幅度减小,深泓线弯曲系数增大,这表明,黄河下游的游荡程度有所降低。     

滩区工程对黄河下游漫滩水流的影响分析

黄河下游滩区工程在控导水流、保护两岸滩区安全方面发挥了重要作用,但也对河道形态和行洪能力产生了重要影响。通过对历史典型漫滩洪水分析,研究了滩区工程对黄河下游漫滩水流的冲淤变化影响,提出了加强滩区工程建设管理、减小河道行洪负面影响的建议。     

黄河下游漫滩洪水调控模式研究

针对漫滩洪水特性提出了改善黄河下游“二级悬河”的方案,应用动床模型试验对改善方案进行了模拟研究。结果显示：控制漫滩可以有效的减缓“二级悬河”的发展,加大主槽累计冲刷量,减小滩区淹没面积及改善河道横比降。如果黄河下游遭遇大漫滩洪水,可以在控制漫滩条件下排放最大洪峰流量不超过10 000 m3/s的过程洪水。     

黄河下游宽滩河段泥沙均衡配置方法

黄河下游宽滩河段具有重要的滞洪沉沙作用,为了维护黄河下游河槽均衡稳定,治理"二级悬河",合理利用泥沙资源,开展了黄河下游宽滩河段泥沙均衡配置研究。提出了黄河下游宽滩河段泥沙均衡配置方法,通过黄河下游宽滩河段泥沙配置层次分析,确定泥沙配置目标和评价指标,分析了黄河下游宽滩河段泥沙均衡配置的配置方式、配置单元和配置能力,并建立了黄河下游宽滩河段泥沙均衡配置数学模型。     

黄河下游泥沙沉积汇对入海悬移质泥沙粒度的影响

黄河下游泥沙沉积汇在黄河流域系统的泥沙收支平衡(Sediment budget)中起着重要的作用。通过河床主槽中泥沙的淤积和冲刷,运动泥沙的组成发生变化;通过滩地上泥沙淤积和河岸坍塌,河漫滩上前期淤积的泥沙与洪水所挟带的泥沙发生交换,使悬移质泥沙的组成发生变化。泥沙冲淤量对不同粒径组入海泥沙百分比的影响是不同的。小于0.01mm细泥沙的百分比与下游河道淤积量呈正相关,0.025~0.05mm和大于0.05mm的较粗泥沙的百分比与下游河道淤积量呈负相关。入海泥沙平均粒径与深泓年摆幅之间也存在着负相关关系。自20世纪60年代,中期以来,特别是自80年代中期以来,由于黄河下游径流量显著减小,黄河下游河道发生萎缩,河宽减小,因而主流线的摆动幅度也显著减小。这使得原来十分强烈的河岸侵蚀和滩槽泥沙交换强度大为减弱,主槽洪水得到的来自河岸侵蚀的细粒泥沙越来越少,因而使入海泥沙粒径变粗。     

基于曲面内插技术的数字地形生成原理及应用

本文以黄河下游实测大断面数据为基础数据，结合卫星图像、遥感图像数据判断河道主流线、滩槽分界线、水边线及控导工程，在此基础上完成断面曲面内插。利用河道实测大断面高程及下游关键控制点的水位流量关系数据推求内插断面的高程数据，快速生成整个下游河道的数字地形不规则三角网。以黄河下游花园口至利津河段为例详述了黄河下游河道数字地形生成的原理及实现。生成的地形数据与实测数据相比较，在河槽高程、河槽形态及河槽面积上均吻合较好，能满足生产中对地形数据精度的需要。     

黄河下游复式河道滩槽分流特征研究

采用实测资料分析和理论探讨相结合的方法,研究了黄河下游复式河道滩槽分流特征及其主要影响因素。研究结果表明:1986年后,河道萎缩,相同洪水流量下,主槽分流比有所减小,滩地分流比有所增大;1999年后,小浪底水库蓄水拦沙运用,下游河道持续冲刷,主槽过流能力有所恢复,主槽分流比必然有所增大。运用回归分析方法,建立了黄河下游复式河道滩槽分流比与滩槽过水宽度比、过水深度比、过水面积比、流速比、糙率比和主槽宽深比的单因素响应关系和多因素综合关系,在此基础上提出,定量方面,可运用多因素综合关系式依据未来滩槽6项单因素大小对黄河下游复式河道滩槽分流比进行预测;定性方面,在黄河下游滩槽治理过程中,应注意维持主槽一定的平滩流量和较为窄深的断面形态;注意给滩地留出一定的行洪宽度,在必要的行洪宽度内,尽量减少人类活动对滩地的影响,保持滩地畅通的过水通道,保证滩地相应的过洪能力,减轻河道行洪压力,从而达到确保全断面行洪安全的目的。     

黄河下游河道冲淤计算方法

本文介绍黄河规划治理中常采用的下游河道冲淤计算方法.黄河下游来水含沙量大,含沙量变幅大,河床边界条件复杂,特别是漫滩洪水及高含沙洪水,洪峰沿程传播变形及滩槽水流横向交换引起的滩槽冲淤变形均较明显.实际上是三维非恒定流的河床变形问题.本计算方法由黄河下游实测水沙资料分析求得黄河下游各水文断面主槽输沙公式,它反映了黄河下游各断面输沙率不仅与本断面水力条件有关,而且与上游断面来水含沙量有关.根据下游河道型态特性对河床边界条件进行概化处理,运用一维河床变形的三个基本方程进行河床变形计算.漫滩洪水采用马斯京根法进行洪水推演,将不断进行的滩槽水沙横向交换概化为分段进出的漫滩水流.在每小段进出口处进行滩槽水流混合及滩槽分流计算,在每小段内分别进行滩地和主槽的一维冲淤计算.经过三十余年实测资料验证,不论冲淤总量还是沿程各河段及横向滩槽冲淤分布均较符合实际.     

黄河下游河道整治工程建设情况与效果分析

采用实测资料分析和理论探讨相结合的方法,研究黄河下游河道整治工程建设情况与工程效果.研究结果表明,新中国成立后,国家高度重视黄河下游河道整治工程建设.截至目前,黄河下游白鹤至高村游荡性河段共有险工和控导工程110处,工程长度305.2km,裹护长度261.3 km,坝垛2830道,对控制河势发挥了重要作用.黄河下游河道整治工程修建后,减少了在控导工程掩护范围内发生“横河、斜河、滚河”危及堤防安全的机率,黄河下游河道主流摆动范围大幅度减小.同时,整治工程的修建改善了断面形态,有利于加大水流输沙能力,减少河槽淤积.随着工程不断增加,掉村现象已很少发生,塌滩现象也大为减轻,为滩区建设创造了良好条件.河道整治工程的修建也改善了下游河段引黄涵闸的引水条件,促进了沿黄工农业的发展.黄河下游河道整治应该注意的主要问题包括水沙条件和河道演变规律的新变化;上下游、左右岸统筹考虑,兼顾防洪与护滩保村、引水等问题;充分利用小浪底水库控制水沙的有利条件,掌握住下泄清水的有利时机,主动布设工程,提高工程迎流、导流、送流能力.     

黄河河道萎缩及其对洪水演进的影响

由于近几年黄河来水来沙偏少，下游河道连年断流、高含沙洪滴水频繁发生，造成黄河干、支流下游河槽连年淤积，断面主槽缩窄，滩槽高差减小，过洪能力降低，漫滩流量减小，同流量水位偏高。河道萎缩使漫滩机遇增多，洪峰削减率大，洪水传播时间延长，威胁堤防安全。     

黄河水沙调度效果与未来下游滩槽综合治理思路

下游滩槽综合治理是黄河综合治理实践中存在的突出问题之一.在分析近期黄河流域水沙情势的基础上,采用实测资料系统分析了黄河水沙调度效果,并提出了未来黄河下游滩槽综合治理思路.研究表明:近期黄河流域水量偏多,编号洪水出现频次增加,通过水库群联合调控保障下游防洪安全势在必行;黄河水沙调度在调节洪水流量过程、库区排沙以及减少下游...     

基于长序列的黄河下游游荡型河道河势演变

分析黄河下游游荡型河道河势的时空演变规律,为进一步认识黄河下游河道演变特征、开展河道整治提供理论支撑和实践价值。在系统收集、整理1960-2015年黄河下游游荡型河段典型断面的河势观测资料基础上,利用Mann-Kendall趋势检验和Fisher断点检验方法分析1960-2015年黄河下游游荡型河道典型断面多年平均河宽及主流线迁移速率变化情况。结果表明:近60年黄河下游游荡型河道在平面形态上呈藕节状分布,而其主流线调整速率的时空分布规律并不显著;黄河下游于店断面、禅房断面是平面藕节状分布的关键节点,将全河段划分为3段(第一段铁谢至于店断面,河宽均值为1 627m;第二段于店至禅房断面,河宽均值为1 477m;第三段禅房至高村断面,河宽均值为1 074m)。     

黄河下游游荡性河段心滩形态特征与水沙过程响应关系

黄河下游游荡性河段素以调整速度快与幅度大著称,河道心滩复杂多变,探究心滩形态特征与水沙过程之间的响应关系对于解析下游游荡性河段的河床演变机制具有重要的意义。围绕黄河下游铁谢至高村游荡性河段的心滩面积与数量等形态特征指标,结合下游水沙及冲淤特性,采用遥感影像和数值模拟相结合的研究方法厘清游荡性河段水沙过程与心滩面积及数量之间的响应关系,揭示水沙变化对心滩形态特征的影响机制。结果表明：自小浪底水库运用以来,下游河道发生剧烈冲刷,游荡性河段累计冲刷量15.37亿m³,占下游累计冲刷量的68%;在小浪底水库运用以前,游荡性河段的心滩面积与数量年际变化剧烈,存在着明显的增长与降低变化过程,而小浪底水库运用以后,该河段的心滩面积与数量呈现先减小后增大再减小的变化趋势;随着4 a滑动汛期平均流量和4 a滑动汛期平均来沙系数的增加,游荡性河段的心滩面积及数量分别呈现出减小和增大的变化趋势。数值模拟方法不仅可以较好地再现心滩发育及演变过程,还可以定性地表征特定水动力学因素对心滩形态特征塑造的影响,为阐明游荡性河段的心滩演变理论提供了一种新的研究方法。研究成果不仅有助于阐明河流平面形...     

黄河下游二级悬河控制阈值探讨

根据试验和原型资料分析,结合二维水沙数学模型计算,对黄河下游二级悬河的控制阈值进行了研究.结果表明:黄河下游二级悬河的悬势程度可以用滩唇高程与临堤滩面平均高程之差来表征;在一定时期内,允许的二级悬河应以发生顺堤流速不大于堤防抗冲临界流速为控制条件,堤防临界抗冲流速约为0.8 m/s;二级悬河控制阈值与滩宽有较好的线性正相关关系.     

汾河入黄口顶托问题分析研究

汾河入黄口顶托问题的加剧,给汾河下游两岸带来了严重的洪涝灾害。在论述了黄河顶托汾河作用对汾河河道演变的基础上,从地形、水位、水文地质等几方面分析了黄河顶托汾河的机理因素,并进一步从黄河主流线摆动对顶托作用的影响进行了探讨分析。     

黄河下游夹河滩站洪水最大含沙量预报研究

黄河下游花园口至夹河滩河段,区间加水加沙很少,夹河滩洪水含沙量的大小,主要受上游来水含沙量、来沙系数和本站洪峰流量的影响.本文采用相关分析和人工神经网络模型建立了夹河滩洪水最大含沙量预报方案和模型.运用该方案和模型对"04·8"洪水夹河滩最大含沙量进行了试预报,预报值为250kg/m3,比实测值270kg/m3偏小7.%.这是黄河下游首次发布洪水最大含沙量试预报,拉开了黄河下游洪水含沙量预报的序幕.     

黄河下游宽滩区及其沿线植被覆盖度变化特征

植被覆盖度是反映黄河下游宽滩区生态环境状态的重要指标,其变化反映了自然演化和人类活动对生态环境的影响,以黄河下游宽滩区及其沿线行政区为研究对象,利用1987年、1994年、1998年、2003年、2008年、2013年、2017年Landsat遥感影像,采用归一化植被指数像元二分法,反演出植被覆盖度及其分级,利用一元线性趋势分析、转移矩阵法、重心迁移模型、相关性分析等方法,探究研究区植被覆盖度时空变化特征及影响因素。结果表明：黄河下游宽滩区沿线及宽滩区内植被覆盖整体呈改善趋势,且宽滩区内植被覆盖度在2003年之后与宽滩区沿线植被覆盖度差距逐渐减小并在2017年实现反超;黄河下游宽滩区沿线植被覆盖度年内变化呈现明显“双峰型”特征;河道收束和城镇化发展对植被覆盖度年际变化有重要影响。