黄河三门峡以下水资源供需分析

黄河三门峡以下河段高含沙水质,给下游水资源的开发利用带来极大的不便,造成水资源供需紧张。通过水库模拟调配,研究黄河三门峡以下流域在不同状况下水资源的供需形势。研究结果表明：①三门峡和小浪底两水库的运行,极大地改善了三门峡以下水资源的供需状况,但在来水较枯的年份,水资源供给仍然紧张;②小浪底水库采用多年泥沙调节的运用方式既保证了下游输沙生态用水、减少了泥沙的淤积,又提高了水资源的利用效率;③由黄河下游向外流域调水,可引用的水量既少又不稳定,因此在枯水期过多地引水只能加重黄河下游自身水资源的供需矛盾。     

黄河上游梯级水库群调水调沙潜力初步研究

利用水库群开展水沙调控是解决黄河上游泥沙淤积的有效措施之一。以1956~2010年长系列来水、来沙资料为准,分析了黄河上游沙漠宽谷河段的水沙规律和调控时机,以龙羊峡、刘家峡水库(龙刘)为调控手段,在以水定电模式下建立黄河上游梯级水库群联合调度模型。在3种情景下求解模型可知:(1)黄河上游调水调沙14、30 d的最大需水量分别是32×10~8和67×10~8m~3;(2)定量给出了梯级水库群的调水调沙潜力,调水调沙14 d的周期为2年1次,调水调沙30 d的周期为3年1次;研究成果对黄河上游沙漠宽谷河段河道水沙调控以及梯级水库群科学调度具有重要的指导意义和应用价值。     

The Yellow River: Managing the Unmanageable

Abstract

Hydrosolidarity in the Yellow River is a complex and difficult task, especially as this river has sediment problems that are unique in the world. The balancing of discharge needed for sediment management, relative to that needed for augmentation of water supply within and outside the basin, and for conservation of threatened ecosystems downstream presents a series of compromises that must rank as amongst the most challenging in basin-wide management of major world rivers. Until such time as south-to-north diversions are in place, the Yellow River is the only major water supply to the North China Plain, where water scarcity is now estimated to be some 40 km³ annually, representing 70 percent of the flow of the Yellow River. The hydrological management of Yellow River erosion involves three major factors: erosion and sediment transport, flooding, and river desiccation in the downstream reaches. This paper outlines several major development projects in the Yellow River basin that are attempting to achieve hydrosolidarity while, at the same time, providing needed water supplies to water-scarce parts of the basin.     

黄河三门峡以下流域水资源调配研究

黄河三门峡以下河段水资源供需紧张、断流频繁。本文针对此问题，采用月径流量延时曲线和超越机率曲线、系统仿真方法研究黄河三门峡以下流域在不同来流条件下水资源的供需情势，研究结果表明：(1)小浪底水库的兴建，大大改善了三门峡以下水资源的供需状况，但在来水较枯的年份，水资源供给仍然紧张；(2)在枯水年份，三门峡以下即使再增加水库或加大库容，也不能缓解水资源的供需紧张状况，要解决缺水状况主要依靠上游水库调节水量或采取节约用水的措施。     

黄河下游水沙变化特点

本文以黄河下游河段小浪底、花园口、高村、艾山、利津水文站1950—2016年水沙资料为研究对象,通过实测资料分析与理论分析对黄河下游水沙特点进行研究。结果表明:近70年来黄河下游沿程各水文站年水沙量整体上呈现减小的趋势;水沙年际间、年内分配不均匀;1986年后下游水沙关系明显恶化,2003年后水沙关系又得到明显改善;近年来黄河下游大流量减少,小流量增多,输水输沙主要集中在1000~4000m~3/s洪水中;确定保证下游微淤甚至冲刷的来沙系数应不超过0.01kg·s/m~6。分析黄河水沙变化特点,掌握其变化规律可为缓减黄河下游水沙关系,完善治黄方略提供条件。     

引黄用水发展概况及其对黄河下游冲淤与防洪的影响

黄河下游的洪水和泥沙淤积问题尚未得有效的控制，黄河流域水资源供需矛盾日益突出。近年来黄河下游河道主槽淤积抬升较多，中等洪水淹没范围增大；汛前河道断流是时间拉长，断流河段不段上延。本针对上述问题分析了引黄用水发展情况、引水引沙特点以及引黄用水对黄河下游径商、河道冲淤和防洪的影响。     

基于GRACE和GRACE-FO的黄河流域陆地水储量及影响因素分析EI北大核心CSCD

基于GRACE和GRACE-FO卫星陆地水储量遥感数据,采用长短期记忆(LSTM)神经网络模型,结合水量平衡方程和全球陆地数据同化系统(GLDAS)重建GRACE与GRACE-FO间的陆地水储量变化量,分析黄河流域2002年4月至2020年3月陆地水储量变化特征,探究影响陆地水储量变化的环境因子。结果表明:LSTM模型可以有效填补GRACE与GRACE-FO间的陆地水储量变化量;黄河流域陆地水储量呈明显下降趋势,上、中、下游下降趋势依次增大,陆地水储量与地下水储量的变化特征高度相关;黄河流域上、中、下游年陆地水储量变化量与年降水量和年干燥度指数呈极显著相关关系,表明黄河流域陆地水储量变化受到降水和蒸散发的影响。     

新时期三门峡水库的地位和功能

三门峡水库投入运用以来，在确保黄河下游防洪、防凌安全等方面发挥了巨大的作用，在水库调度、机组抗磨蚀等方面取得了丰硕成果，为多泥沙河流水库如何长期保持有效库容探索出了一条成功之路。小浪底水库修建后，根据黄河治理开发规划及黄河下游洪水处理调度和水资源综合利用的要求，三门峡水库仍须承担相当繁重的任务：①按照小浪底水库设计要求，只有当小浪底、三门峡、故县、陆浑4座水库联合调度时，黄河下游才能达到千年一遇防洪标准。小浪底水库死库容淤积完后，需要三门峡水库配合运用的防洪库容将更大。②当黄河下游发生严重凌情时，小浪底正常运用后的库容不能满足下游防凌的要求，仍需要三门峡与小浪底两水库联合控制。③随着黄河流域经济的快速发展，三门峡水库将在未来的供水体系中占有十分重要的位置。④三门峡、小浪底和西霞院3座水利枢纽将组成梯级水库群，小浪底水库承上启下，发挥中心枢纽的作用，但小浪底水库库容也是有限的，一些问题仍需要三门峡水库配合才能得到解决。此外，三门峡水库建库初期，破坏了当地的自然环境，而投入运用40多年来，非汛期蓄水，汛期降低水位，经过自然的修复和人工的建设，在库区形成了独特的生态系统和自然环境，在库周形成了依托水库发展的社会经济模式，因此三门峡水库不仅承担着流域治理开发而赋予的任务，而且对库区自身的发展起着重要作用：①保护和改善库区湿地生态环境。②为库区沿岸工农业用水提供保障。③改善库区水质。④支撑三门峡市的发展。     

The Yellow River Basin: Water Accounting,Water Accounts,and Current Issues

Abstract

There is increasing recognition of the problems facing China in meeting the growing water demand in the Yellow River basin, the “cradle of Chinese Civilization” and a critically important agricultural and industrial region. Meaningful debate on the range and relative costs of options available to policy-makers in addressing the problem depend fundamentally on an accurate understanding of basin water resources. Unfortunately, the ability of outsiders to participate in the de bate and for Chinese, with their long history of water management, to contribute to similar discussions elsewhere in the world is hindered to some extent by a lack of understanding of differences in water accounting systems and concepts. This paper attempts to address this problem by describing the water accounting system used in the Yellow River basin and elsewhere in China. The paper shows that the primary difference between water accounting methodologies in the Yellow River and those typically applied elsewhere is related to supply accounting in general and groundwater accounting in particular. Although not currently included in its water accounting system, Chinese concepts of environmental water use, when included, will also differ substantially from those familiar to outside researchers. In terms of actual Yellow River balances, the paper highlights the apparent declining trend in basin rainfall and runoff and the dramatic growth in industrial and domestic water use. Together declining supply and rising demand will increasingly cause policy-makers to face hard choices in assessing their water planning options. These choices will only become more difficult as managers in the Yellow River, as elsewhere in the world, try to incorporate ecological needs in the water accounting equation.     

赣江中下游河道枯水期水量调度探讨

近年来,赣江中下游枯水流量不断刷新历史最低纪录,给沿江城市经济生活带来较大影响,有必要研究利用中上游水库枯季向赣江中下游河道补水问题。在分析赣江中下游河道径流频率的基础上,确定了分别对应特大干旱、严重干旱、中度干旱和轻度干旱的4个枯水预警等级,再结合城市用水情况、上游水库建设情况,提出了赣江中下游用水户枯季供水优先级和4级枯季供水预警响应预案。预案的提出为应对枯水季节赣江中下游沿江城市应急供水打下了基础。     

关于黄河下游河道治理的两个问题

针对黄河下游河道治理的治标性问题，即如何治理黄河下游河道的滩区，提出了三点建议，指出黄河下游治理不要停留在概念上，要通过各个方面开展实际工作，在实际工作中逐步取得共识，尽快地开展滩区治理工作；针对黄河下游河道治理的治本性问题，即如何改善进入黄河下游的水沙关系，指出需要研究黄河下游河道的生态用水量，合理配置黄河水资源。     

黄河悬河稳定性及治理意见

从地学角度出发，论证了影响黄河悬河稳定性的因素：①地质构造控制机制；②河流地貌；③河床质与土体结构；④河流动力地质作用。在此基础上，提出黄河悬河治理意见：①黄河下游临黄大堤不宜继续加高；②黄河下游大堤加固要充分考虑地质条件；③重塑黄河下游地貌；④充分利用中游水利工程调水调沙；⑤加快南水北调工程进度；⑥加强上游泥沙来源区水土保持工作。     

近20年黄河流域陆表水域面积时空变化特征研究

黄河流域生态保护和高质量发展是国家重大战略之一。开展陆表水域的动态变化监测,有助于掌握黄河流域水资源分布与变化状况,对于了解人类活动对水资源的影响,保障流域生态安全具有重要意义。本文基于Landsat数据提取2000—2019年黄河流域陆表水域分布,分析了黄河流域陆表水域面积的动态变化状况,结果表明：（1）流域陆表水域空间分布不均衡,上游陆表水域面积占流域陆表水域总面积的60.3%、中下游占39.7%,其中青海省和内蒙古自治区的陆表水域面积占比最高,分别占40.3%和17.0%;（2）近20年间,流域陆表水域面积总体呈增加趋势,增幅约为49.0%,其中上游地区对流域陆表水域总面积增加的贡献度最大,达到47.7%,中游地区贡献度次之,为42.7%,下游地区贡献度较小,只有9.6%;（3）从流域来看,渭河和汾河流域的陆表水域面积增加较为明显,2000—2019年期间,分别扩大了113.17 km²和55.75 km²,增幅约为139.9%和152.4%。     

黄河中下游沿黄城市水资源承载力贴近度空间结构及作用机理

采用贴近度测度黄河中下游31个沿黄城市水资源承载力,分析承载力贴近度的空间特征和空间作用机理。结果表明：黄河中下游流域城市水资源承载力整体偏低,尤其是下游流域沿黄城市的水资源供需矛盾尖锐;从空间结构特征全局看,31个沿黄城市水资源承载力整体呈现空间自相关特征,从局部看,大部分城市无分异特征,但中游流域出现热点区域,下游流域尤其是河南省出现低洼区域;通过沿黄城市水资源承载力贴近度空间作用机理分析,中游流域沿黄城市水资源承载力受到驱动力（D）、压力（P）、状态（S）、影响（I）、管理（M）5个因素的影响,且城市之间存在空间虹吸效应,水资源表现出空间竞争,而不是空间协同发展。下游流域沿黄城市水资源承载力只受到驱动力（D）、状态（S）、影响（I）3个因素的作用。研究成果可为沿黄城市加强水资源的管理、优化城市发展模式提供参考。     

来水与用水对黄河下游断流的影响分析

本文分时段、河段从来水和用水的角度探讨了造成黄河下游断流的原因，通过分析得出如下结论：２￣５月份下游断汉的主要原因是下游引黄耗水量大幅度增加和游区间来水的减少；汛期下游断流的原因主要是全河耗水的增加、水游区间来水的减少和龙羊峡、刘家峡水库进入汛期蓄水运用阶段影响；龙、刘水库非汛期的补水有助于缓解下游断流的程度，但中游区间来水的减少和上游引黄耗水量的增加削弱了龙、刘水库的补水作用；全河特点是下游此黄     

黄河调水调沙

黄河以其多泥沙,河道善淤、善决、善徒,而著称于世,被认为是世界上最复杂,最难治理的河流。黄河泥沙主要来自黄土高原的土壤侵蚀,黄河下游河道淤积的主要原因在于“水少沙多,水沙不平衡”。按照黄河下游河道冲淤规律,只要把进入黄河下游河道的不平衡的水沙关系调节为相协调的水沙关系,完全可以使黄河下游河道实现不淤积,黄河首次调水调沙试验达到了预期的目的,通过这次试验,积累了对黄河测验的海量数据（520万组）,加深了对黄河河床演变及水沙规律的认识,为今后建立更加符合原型黄河实际的数学模型和实体模型提供了极其重要的物理参数。     

黄河流域1961—2012年蒸散发时空变化特征及影响因素分析

基于黄河流域1 500个0.25°×0.25°网格,应用可变下渗能力模型VIC-3L计算1961—2012年黄河流域水文过程,获得日尺度的实际蒸散发量和潜在蒸散发量数据。运用Mann-Kendall趋势检验方法和Budyko水分能量平衡公式,分析了实际蒸散发量、潜在蒸散发量、蒸散发率和干燥指数的时空变化趋势及蒸散发受水分能量供应条件限制情况。结果表明:总体上实际蒸散发量和潜在蒸散发量呈减小趋势,其中潜在蒸散发量减小趋势显著,但在流域不同区域的增减趋势不同;蒸散发率和干燥指数的变化不明显;黄河流域上游蒸散发主要受能量供应条件限制影响,而中下游受水量供应条件限制影响较大。     

黄河治理方略

治黄方略为我国历代安民的决策课题。本文针对“水少沙多”这两点黄河难治的症结，指出减少入黄沙量的治本之策为采用现代工程措施，将黄土高原水土严重流失区整治成错落有致的相对平原，改变其侵蚀地理环境。同时提出了与外流域调水结合的综合治理方略，把黄河下游河道作为淮河及汉江上游洪水的入海通道，增加黄河过洪能力，小浪底水库也可乘机排沙入海。     

深入开展黄河重大问题研究

2002年黄河首次调水调沙试验准备时间长,参加人员多,取得了大量的观测数据。这次试验,确立了三个目标：一是寻求黄河下游河床不淤积的临界流量和临界时间;二是力求能够使得黄河下游的河床全线冲刷;三是验证已有的河道整治工程、数学模型、实体模型,深化对黄河水沙规律的认识。从结果看,试验基本达到了预期的目标。今后,黄河水利委员会将深入研究以下工作：①小浪底水库的运用方式;②黄河下游河床演变规律;③“二级悬河”的成因、危害及解决对策;④黄河河口治理。     

长江上游水库群联合蓄水调度初步研究与思考

蓄水期是长江中下游地区用水需求最集中的时期,蓄水调度是实现水库综合利用任务最重要的环节。根据水库汛期承担的防洪任务,将长江上游蓄水水库分为仅承担所在支流防洪、自身无防洪任务但承担长江中下游防洪以及承担所在支流和长江中下游双重防洪任务的3种类型。重点分析了承担本河流和配合三峡水库承担长江中下游双重防洪任务的部分控制性水库防洪与蓄水的关系,并探讨了水库提前蓄水的可行性;结合来水的不确定性,分析了在特枯水年、偏枯水年和偏丰水年等不同典型年下三峡水库蓄水调度方式及应对措施。另外就水库群联合蓄水调度研究面临的挑战,提出了亟待开展的工作建议。