黄河泥沙科学的新进展

泥沙问题是黄河难治的症结,本文系统回顾了黄河泥沙科学的新进展,其中包括水流泥沙运动、黄河水流挟沙力、高含沙水流运动、河床演变规律和减淤措施研究、泥沙数学模型、河工动庆模型试验研究等方面,并提出了有待于今后深入研究的主要课题。     

黄河泥沙问题研究综述

黄河的诸多自然灾害均起因于泥沙。几千年的治黄史也是一部治沙史。不少学者和治黄管理者针对黄河泥沙的侵蚀与输移规律、黄河泥沙治理途径等方面进行了大量的研究和探索,取得了不少认识和治理经验。进入21世纪,国家所确定的发展与环境相协调的战略目标对黄河治理开发提出了更高的要求,加上黄河所出现的诸如水沙过程变异、河道萎缩等新情况、新问题,使得黄河泥沙问题更为突出,迫切需要对黄河泥沙的许多重大基础问题和治理关键技术进行攻关研究。黄河水利委员会实施的“三条黄河”工程建设,为黄河泥沙问题研究提供了更为广阔的科研条件平台。黄河泥沙的研究与治理将进入一个新的时期。     

黄河多泥沙水体水环境质量评价方法及其应用

黄河多泥沙水体中存在的泥沙及其对水环境造成的影响给河流水环境质量评价带来了一系列特有的问题和困难.鉴于泥沙对水质评价的突出影响,为了完整地反映河流水环境质量状况,以及有效地区分由泥沙带来的自然污染与由污染物排放引起的人为污染,提出了黄河多泥沙水体水环境质量评价应遵循的基本思想方法.作为算例,应用该思想方法进行了黄河孟花段水环境质量评价.     

银川地区潜水污染综合评价

为了控制和降低银川地区潜水污染的程度,根据银川地区2010年枯水期潜水水质监测资料,采用《城市环境水文地质工作规范》(DZ 55-87)规定的综合污染指数法为地下潜水污染评价方法,以潜水环境背景值(污染起始值)为评价标准,选取氯化物、硫酸盐、氟化物、砷、锌、铬(六价)、矿化度、总硬度、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、总铁、锰等13项指标作为评价因子进行综合评价,根据污染指数将研究区划分为未污染、轻度污染、中度污染和重度污染4个等级评价区;并对原因进行分析,最后,提出地下潜水污染防治对策.     

黄河泥沙对水中细菌吸附作用研究

为了揭示黄河泥沙对水中细菌吸附作用的规律,取黄河花园口段的浑水,以细菌总数为水污染指标,通过等温吸附的方法,初步探讨了泥砂粒径、泥沙浓度、细菌浓度、水的pH值、水的钙硬度对泥沙吸附细菌的影响.结果表明:上述因素均影响黄河泥沙对细菌吸附力,泥沙的理化性质对吸附影响较大;pH值和钙硬度是影响吸附的主要因素.     

黄河泥沙对水轮机的磨蚀与防护研究

黄河泥沙对水轮机的磨蚀是长期困扰黄河流域水电站运行的一个难题,通过分析水轮机磨蚀的影响因素和破坏案例,研究了水轮机过流表面设计、处理和运行等方面的措施,并为水轮机泥沙磨蚀、安全运行和提高效率提供理论依据。     

黄河泥沙在生态修复中的作用机理与关键技术

以黄河泥沙对黄河流域煤矿开采造成的采煤塌陷地修复方法为研究对象,探讨和分析了黄河泥沙在黄河流域矿山生态修复中的作用机理与关键技术.研究结果表明:黄河泥沙具有无毒无害、营养成分低的特性,黄河中下游沉积泥沙砂粒占比大部分高于60％,悬移质泥沙黏粉粒含量大部分高于35％,前者适宜作为充填材料对植物生长介质起支撑和辅助作用,后...     

基于MICP改良黄河泥沙颗粒级配的试验研究

黄河中下游河床内大量沉积黄河泥沙,黄河泥沙存在细度模数小、颗粒级配不良、含泥量高等缺陷,限制了黄河泥沙应用.为改善黄河泥沙的质量和降低应用黄河泥沙带来的工程缺陷,基于泥沙特性和微生物诱导碳酸盐沉积(microbially induced carbonate precipitation,MICP)技术对黄河泥沙进行定量固...     

黄河三门峡库区泥沙对COD的影响研究

为了研究黄河三门峡库区泥沙对化学需氧量（COD）的影响,在三门峡坝下、潼关和龙门3个断面取样,并按要求分别配制成清水、清浑水、浑水水样,测定相同水体加酸保存,相同水样的清浑水和清水,含沙量大于3kg/m3的清水、清浑水、浑水等水样的COD值。得出结论为：（1）三门峡库区黄河支流和枯水季节的干流,用CODcr测定能反映水体有机污染程度;（2）对于沙量大于3kg/m3的水体,清水CODcr浓度比较能够有代表性地反映水质有机污染状况。     

2007年黄河干流宁夏段水环境质量综合评价与分析

依据《地表水环境质量评价技术规范》,对黄河宁夏段水质进行综合分析,提出保证黄河宁夏段水质稳定达标排放的建议,确保黄河农业用水、工业用水和饮用水安全.     

长江中下游枯水位与河床冲淤变化

根据大量实测水文泥沙资料,分析了包括下荆江裁弯、葛洲坝和三峡工程运用后长江中下游河道冲淤与枯水位及泥沙特性变化情况.研究结果表明,近50 a来长江中下游枯水位表现为宜昌至监利河段下降明显,城陵矶至螺山上升显著,汉口至大通略有上升.三峡水库运用后,长江中下游含沙量及输沙量下降明显,悬移质中值粒径大幅减小,枯水位降低.枯水位变化与河段河床演变以及河道的冲淤变化密切相关,由此带来的河岸崩塌、引水及航道等问题应引起重视.     

图们江中游表层沉积物中重金属的赋存形态研究

采用改进后的BCR三步法对图们江中游表层沉积物中重金属元素（Cr、Cu、Zn、Pb、Cd）的赋存形态进行研究,对残渣态和重金属总量进行微波消解,然后利用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）对其进行测定．结果表明：在图们江中游的7个采样点中,日光采集点表层沉积物中重金属元素Cr、Cu、Pb、Zn的质量分数最高;Cr、Zn、Pb、Cd各形态所占比例相近,主要以残渣态存在;Cu在可还原态和可氧化态的比例较高,存在潜在的生态危害．     

Climate history of the middle reach of the Yangtze river over the past 9000 years: A speleothem isotopic record from Za cave, Hubei, China

A stalagmite in Qingjiang, Hubei, has yielded the records of hydrogen and oxygen as well as carbon isotopic changes and provided a climate history of 9000 years. The hydrogen iso-topic ratio in fluid inclusions and the oxygen isotopic ratio in stalagmite calcite are controlled by meteoric water, which is in response to ambient temperature or precipitation amount. The carbon isotopic ratio, sensitive to the nature of vegetation, also can be used to reconstruct the climate history. The carbon-14 and U-series dated stalagmite records reveal that climate oscillated in the middle reach of Yangtze river over the past 9000 years:(1) 9.0-6.5 kaBP, a cooler and more humid condition; (2) 6.5-4.0 kaBP,with warmer and drier weather; (3) 4.0-2.0 kaBP, cold weather with heavy precipitation, and (4)2.0 kaBP to present, tendency to be warmer and drier.     

长江中下游河床冲淤与洪水位变化

依据大量的实测资料,详细分析了长江中下游近50年来的洪水位变化与河床冲淤及其分布关系,发现部分水文断面洪水位抬升明显、高洪水位持续时间加长的现象,与河段河床演变及河道形态变化以及沿江湖泊的淤积密切相关,并阐述了二者的理论关系,为长江中下游洪水抬升机理分析提供了重要的依据.     

黄河中游水沙变化特征分析

黄河具有水少、沙多、水沙关系不协调的特点,其治理的主要难题在于处理径流量和输沙量的关系.近60年来,黄河中游水沙关系加剧恶化.因此,揭示黄河中游水沙变化特征及其影响因素是水沙研究的首要任务.采用滑动平均法、Manner-Kendall检验法对比分析黄河中游4个主要水文站(龙门、花园口、华县、白家川)在1950—2010年的水沙变化趋势.结果表明:黄河中游水沙量呈显著减少趋势,尤其是20世纪70年代以后;气候变化、降雨、水利工程、水土保持措施等是水沙变化的主要驱动因素,人类活动正成为影响水沙变化的最根本因素.     

黄河下游河道断面宽深比对输沙能力的影响

根据1950~2000年黄河下游河道各站汛期实测径流量、输沙量资料,分析了花园口~高村、艾山~利津河段处于冲淤平衡状态时径流量与输沙量之间的关系,得到了冲淤平衡时,在径流量一定的情况下,河槽断面宽深比越小,输送的泥沙量越大的结论;通过概化河工模型试验,分析了在不同的主槽宽度、深度、流量和进口含沙量情况下,临界含沙量与主槽断面宽深比的关系,表明临界含沙量随流量的增大而增大,随断面宽深比的减小而增大,临界含沙量随断面宽深比减小而增大的速率随断面宽深比的减小而增大;分析了断面宽深比对黄河下游河道泥沙输移公式的影响;最后,与小浪底调水调沙实测成果进行了比较,结果表明其与笔者研究结论基本一致.     

Effect of suspended sediment grain size on channel sedimentation in the lower Yellow River and some implications

Based on the data of suspended sediment transport and channel sedimentation in various grain size fractions in the period of 1962―1985, the relationship between channel sedimentation in the lower Yellow River and sediment input has been plotted with respect to each grain size fraction. Several fill-scour thresholds in sediment input have been identified from these graphs. It was found that the fill-scour threshold in sediment input decreases with the increase in fraction grain size. The correlation coeffici...     

汉江中下游非点源磷负荷对水质的影响

非点源污染是河流水体富营养化的主要来源之一,也是当前流域水质管理的重要难题,然而目前关于非点源磷负荷对水质的影响研究尚少.选取汉江中下游流域作为研究区,基于Landsat TM影像、DEM、土壤、水文、气象等环境监测和社会经济统计数据,运用SCS模型和负荷输出经验方程,估算了研究区内非点源磷负荷,结合2007年点源排放的调查结果,在分析污染物迁移转化规律的基础上,建立了汉江中下游的一维水质模型,并利用2007年研究区内16个水质断面监测数据进行了验证.结果表明:2007年汉江中下游平均非点源磷负荷量达5 381.30t,迁移进入河道后对水质污染的贡献率在60%左右,其中农业非点源和城市非点源影响尤其突出,已成为汉江中下游最主要的污染类型.     

黄河上中游近期水沙变化分析

根据黄河上、中游干流及重点支流水文泥沙定位观测资料统计,对1997—2006年水沙变化特点进行了分析.结果表明,与1970—1996年相比,黄河流域上、中游各区间降水量普遍减少,减幅在3%-11%;上游降水径流关系没有明显变化,而中游地区降水径流关系变化明显;干支流实测水沙量减少,减幅由上游至下游逐渐增大,径流量减少幅度从上游的20%至下游达到40%左右;对于输沙量,除河源区变化不明显外,干流各站沙量减幅在27%以上,头道拐至潼关各站减幅为57%-87%;干支流洪水发生场次普遍减少,且洪量减幅小于同期沙量减幅,前者为8%-46%,后者则为57%-64%;随输沙量减少,泥沙组成也发生变化,不同区域存在着泥沙中值粒径增大、变细和变化不大3种类型.     

Efficiency of sediment transport by flood and its control in the Lower Yellow River

1IntroductionIntheriversystemwithsediment-ladenflow,WaterUseforSedimentTransport(WUST)isaveryimportantcomponentofecologicalwaterdemands,whichmaintainfundamentalfunctionofallecosystemcomponentsataspecificlevelofcondition[1].EnoughWUSTisthepremisetokeepthestableriver-bedandhealthyriverecosystem;alsoitisthebaseflowofriverfortheexploitationofwaterresources.Comparingwithotherrespectsrelatedwithwaterdemandsofriverecosystemsuchastheminimumflowforfishesorripariantrees,researchesontheWUSTarequite…