初论黄河下游河道的河槽线

黄河白鹤镇至陶城铺河段两岸堤距宽,历史上河道冲淤变化迅速、河势游荡多变,经多年河道整治,总体上河势得到基本控制,滩槽逐步稳定。在此条件下,为促进黄河的生态保护和滩区发展,提高河道管理水平,将河道粗分为河槽与滩地,首次提出河槽线的概念,明确了河槽线的含义及绘制河槽线的原则,强调绘制河槽线要以防洪安全为前提,给出了河槽线的绘制方法及其现场标示办法,分析了河槽线的作用等。

黄河冰花冰晶体结构及内部气泡分析

黄河冰花冰物理性质独特,对冰凌的生消演变有很大影响。为深入认知冰花冰晶体结构的物理特性,利用冰样采样器对黄河头道拐河段的冰花冰进行采集,利用费氏台获取冰花冰的图像,分析冰晶体及气泡细观结构特征。结果表明:在垂直方向上,冰晶体的平均等效直径范围为1.48~5.85 mm,随深度增加逐渐增大;在同一水平面内,冰晶体粒径差别明显,微小晶粒占比较大;冰花冰主要由0.1~7.0 mm的晶粒组成,直径为0.1~1.0 mm的微小晶粒占比为47.54%;冰花冰气泡平均等效直径在0.3~0.7 mm之间变化,随深度增加逐渐增大;气泡含量在1.90%~6.76%波动,随着深度增加逐渐减小。

流凌封河预报指标法及其在黄河内蒙古河段的应用

把流凌封河累积负气温作为黄河内蒙古河段封河预报关键指标,明确累积负气温与封河流量、降温强度、河槽形态等的关系,确定现有河槽形态以及海勃湾水库运用影响下不同流量和降温强度封河所需的累积负气温,并建立了流凌封河累积负气温预估公式。指标法可以在很大程度上提高黄河内蒙古河段封河预报的预见期与精度。

黄河和永定河治与管的异同及战略思考

黄河和永定河自然禀赋相似,在我国经济社会高质量发展和生态安全战略实施中地位重要,在治理中存在相通之处。系统阐述了黄河、永定河自然禀赋的相似和差异,分析了二者系统治理的战略需求,对标黄河流域系统治理的战略布局和成效,提出了永定河流域综合治理提升的战略思考,以期为促进黄河和永定河流域系统治理和高质量发展提供参考。

新形势下黄河的治理方略

在阐述近代以来治黄对策和黄河“水少沙多”等问题基础上,提出新形势下黄河下游宽河段治理方略为“三堤共存、槽滩共治”,即以靠溜河道工程为依托,将生产堤改建成坚固的防护堤作为第一道防线,由大堤及其防护工程构成第二道防线,将大堤到控导工程的道路加固成格堤,按“平顺护弯、以弯导流”原则整治河槽,同时在整治工程对岸滩区边沿建护滩工程;对窄河段只需局部扩宽即可大幅提升过洪能力,另需将其中明显碍洪工程进行改造或拆除,解放相关滞洪区并降低宽河段滩区行洪要求。减少入黄沙量的治本之策为采用工程措施与新工艺新材料淤地坝修筑技术,改变水土严重流失区的侵蚀地理环境,结合近自然修复良性生态治理技术,主动拦减流域沟坡产沙并永续发挥生态效益。尽早建成古贤与黑山峡水利枢纽,并激发三门峡这一骨干工程的调控作用,共同构建黄河水沙调控体系的主体构架,建立全河水沙调控及水资源优化配置机制,确保全河水沙关系协调,遏制宁蒙等河段河情恶化势头。为解决黄河下游水少问题,应恢复黄河、汶河洪水进出东平湖条件及南四湖洪水入黄功能,将沿黄已建和拟建平原水库连通,发挥水资源调配作用;若在南水北调中线工程以东修建“河南运河”,黄河下游段即成邻近流域排洪入海通道,将其灾害水变成黄河下游冲沙、灌溉及生态用水;实施“川水济黄、藏水补川”工程,实属关系中华民族永续发展的根本大计。

黄河河口治理战略实践及其研究综述

基于“战略”一词的概念定义,将黄河河口的综合治理归纳为防洪减灾安全、流路科学运用、泥沙调控处理、河流供给均衡、生态系统健康、人地系统协调发展等六大战略;系统梳理了各战略在河口治理中的实践历程和研究进展,总结分析各战略研究的适应性与局限性;在此基础上提出了今后开展黄河河口治理战略研究的主导方向。

黄河下游滩区土地利用与水利工程管理决策评价体系

1研究背景,黄河下游是典型的复式河道,近800km的河道中存在着120多个自然滩区。特殊的水沙条件和独特的河道特性决定了滩区长期承担着行洪、滞洪、沉沙功能,同时也是190万群众赖以生存和生活的场所,滩区发展与洪水风险共存且相互影响。下游滩区是黄河下游河道管理的重点和难点之一,出现了异于其他江河的一些突出问题,如土地问题、滩区发展问题等,给河道管理工作带来很大的挑战。因此,在实施黄河下游河道有关政策和管理决策时,须统筹考虑工程管理、洪水风险和土地利用等问题。

新形势下黄河下游控导工程建设思路探讨

2021年黄河中下游发生历史罕见秋汛洪水,下游控导工程经受了长历时中常洪水过程的检验。针对部分控导工程在洪水过程中暴露出来的坝顶高度不够、根石不足、裹护段长度不够、抢险道路交通能力不足等问题,从工程设计、管理上进行分析,认为水沙条件变化、控导工程设计流量降低、河道下切、平滩流量增大、抢险机械设备大型化等是出现这些问题的原因,并提出了今后避免类似问题发生的措施和建议。

基于相对联系数的区域水利高质量发展评价指标体系筛选方法

为综合判断在区域水利高质量发展目标、发展途径、发展条件相互作用下区域水资源-经济社会-生态环境复合系统不断协同优化的系统高质量发展水平状态,构建了由发展目标、发展途径和发展条件3个子系统组成的区域水利高质量发展初步评价指标体系。为定量分析初步评价指标体系的专家咨询信息,根据专家指标排序合理性模糊关系的取值区间特点提出了相对联系数,用相对联系数的平均集对势估计各专家指标排序合理性的权重,进而可得各指标重要性的专家综合排序值,据此筛选初步评价指标体系,构建了基于相对联系数的区域水利高质量发展评价指标体系筛选方法(SM-RCN)。SM-RCN在陕西省的应用结果表明:筛选后的指标体系汇聚了各专家对区域水利高质量发展主要影响指标的综合评判;SM-RCN可克服评价指标体系构建过程缺乏定量分析依据的不足,可识别不同专家、同一专家对不同评价方面的指标排序合理性的程度。该筛选方法在区域水利现代化、水资源空间均衡、水资源承载力等评价指标体系构建过程中具有应用前景。

西北江三角洲河床变化对咸潮上溯影响的数值模拟研究

为研究西北江三角洲河床变化及其与咸潮上溯关系,收集整理以往研究成果资料与水文气象、河道地形数据的基础上,建立一维非恒定流含氯度数学模型,水动力和含氯度验证结果均满足相关规范要求,可以用于计算分析河床变化对咸潮上溯的影响。研究结果表明:①1999—2016年,西北江三角洲网河区河床处于不均匀下切状态,河道容积持续增大,导致河口涨落潮阻力减小,高盐水团沿河口上溯更为简单,咸潮上溯情势日益严峻;②各口门站的涨潮量增加,咸界上移取淡机率降低,思贤滘不同来流条件下,磨刀门水道咸界平均上移3735 m,平岗泵站的取淡机率平均减少5.33%,沙湾水道咸界平均上移2369 m,沙湾第一水厂取淡机率平均减少5.14%,严重影响河口地区的生态系统以及正常取水需求。研究结果可以为西北江三角洲及河口地区的供水安全保障措施研究及工程设计提供基础支撑。

基于SWMM和LISFLOOD-FP的城市内涝耦合模型研究

以柳州市箭盘山流域为例,构建SWMM一维管道模型与LISFLOOD-FP二维地面模型并将其耦合,基于实测降雨“20180818”24 h暴雨资料,将得到的暴雨内涝淹没水深和淹没面积与该场次降雨情况下记录淹没点的范围相比较,验证耦合模型具有较好的适用性。进而基于耦合模型,对柳州市箭盘山流域2、5、10、20年一遇下设计降雨进行模拟,得到不同重现期下研究区的溢流节点、淹没水深和淹没面积,并于ARCGIS平台将结果可视化。结果表明,重现期由2年上升到20年过程中,溢流节点比例从9.03%增加至25.99%,溢流面积从0.473 km^(2)增加至2.114 km^(2);重点淹没区域分布在屏山大道、炮团路、西江路和东堤路。

基于水动力学模型的城区防洪能力评估研究

城区河道现状防洪能力的准确评估是保障城市防洪安全的基础。过去针对单一河道现状防洪能力评估的研究较多,而对于多河汇聚洪水交互复杂区域的河道防洪能力研究相对较少。金堂县城素有“千里沱江第一城”之称,却也是沱江流域受洪水威胁最严重的地区。本文针对金堂县城区“三河汇一江”的复杂交互关系,构建一二维耦合洪水分析模型,利用典型场次洪水对模型进行了率定和验证,并从河道现状堤防防洪能力、城区整体过流能力、跨河建筑物现状防洪能力等多方面开展了金堂县城区现状防洪能力评估。结果表明:构建的一二维耦合模型具有较高的模拟精度,3场典型洪水中沱江干流三皇庙水文站模拟洪峰误差均在1%以内,峰现时间误差均在1.5 h以内;城区模拟淹没范围基本与实际调查一致,模拟最大淹没水深基本与实测洪痕相符,大部分点位的模拟最大淹没水深误差在0.2 m以内;城区现有堤防防洪标准低,大部分仅满足5~10年一遇,局部薄弱段不足5年一遇;城区整体过流能力受上游洪水遭遇组合影响,三河相互顶托明显;城区多座跨河建筑物防洪能力不足20年一遇防洪标准,其中平安桥、毗河大桥分别不足5年、10年一遇防洪标准。

基于集对分析的区域水利高质量发展评价方法

基于发展目标、发展途径、发展条件相作用形成的区域水利高质量发展系统结构和相对联系数的指标体系筛选方法,构建了由59个评价指标、11个发展方面、3个发展子系统组成的区域水利高质量发展评价指标体系;利用专家咨询和遗传层次分析法确定各指标权重,采用集对分析计算指标、方面、子系统和样本4个层次与区域水利高质量发展评价标准集对间的联系数,应用减法集对势判断4个层次区域水利高质量发展状态,建立了基于集对分析的区域水利高质量发展评价方法(SPA-HDEM),并将其应用于陕西省2020年10个地市的水利高质量发展评价中。结果表明:西安水利高质量发展状态处于中等偏较高等级,咸阳、汉中、渭南、安康、宝鸡、榆林均处于中等等级,延安、商洛、铜川均处于较低偏中等等级;非陕南的7个地市的发展条件均不佳,10个地市的发展途径均相对较低;各地市处于反势的指标中,西安有“人均水资源量”等11个、铜川有“防洪堤防达标率”等32个、宝鸡有“水利投资占GDP比重”等16个、咸阳有“人均生活用水量”等14个、渭南有“水资源开发利用率”等19个、延安有“供水模数”等21个、榆林有“供水模数”等22个、汉中有“防洪堤防达标率”等15个、安康有“防洪堤防达标率”等21个、商洛有“人均工资”等25个,重点调控这些反势指标是全省水利高质量发展工作中的重要任务。SPA-HDEM适用性强,在已知评价等级标准的实际区域水利高质量发展评价问题中具有应用前景。

淮河复海通道规划及建设历程

淮河原是一条独流入海的河流,自12世纪后,受黄河夺淮的影响,淮河逐渐失去入海尾间,主流于咸丰元年(1851)改道入江。至咸丰五年(1855)黄河北归,淮河入海故道已被淤成高于两侧地面数米的废黄河。淮河尾间不畅致使淮河下游洪水出路不足,水灾频发。清至民国时期,曾围绕“复淮”和“导淮”对淮河下游河道治理进行了谋划,并建设了部分工程。

守底线 保安全 坚决打赢水旱灾害防御这场硬仗

今年以来,全省水利系统坚决贯彻落实国家防总、水利部和省委省政府工作部署,聚焦重点任务,立足于早、着眼于实,超前谋划,有序推进,完成隐患排查问题整治1021处,修订各类防汛方案预案11132个,维护调试水文监测站点3864处,落实各级各类防汛责任人6.8万名,对37条重要省际河道建立跨省洪水防御协作机制,组织开展防汛实战演练1.2万多场次,防洪工程建设加快推进,各项防汛备汛工作取得积极成效。

扛起水旱灾害防御天职 打赢水旱灾害防御硬仗

去年汛期,我省发生流域性特大洪水,经过全省上下艰苦奋斗,夺取了水旱灾害防御的重大胜利。根据省水文中心预测,今年汛期北上高强台风可能性大,漳卫、子牙河系可能发生较大洪水,大清河、滦河水系可能发生区域性暴雨洪水,西北部地区发生阶段性干旱的可能性较大。从历史规律看,“姊妹水”发生的概率也很大,要“宁可信其有、不可信其无”,千万不能掉以轻心。今年是新中国成立75周年,是实现“十四五”规划目标任务的关键一年。各级水利部门要坚决扛起水旱灾害防御工作天职,时刻做好、充分做好应对暴雨洪水的准备,坚决打赢水旱灾害防御这场硬仗,确保实现“人员不伤亡、水库不垮坝、重要堤防不决口、重要基础设施不受冲击”和城乡供水安全的目标。

坚决打好主汛期水旱灾害防御攻坚战

我省已经进入主汛期,水旱灾害防御工作进入关键阶段。各级各部门要深入贯彻习近平总书记关于防汛抗旱工作重要指示精神,认真落实省委、省政府和水利部各项要求,锚定“人员不伤亡、水库不垮坝、重要堤防不决口、重要基础设施不受冲击”目标,坚决克服麻痹思想、侥幸心理,进一步强化底线思维、极限思维,紧张起来、行动起来,全力以赴落实落细各项措施,坚决打好主汛期水旱灾害防御攻坚战。

数字孪生永定河建设实践

数字孪生永定河建设是流域治理管理现代化的主要标志。围绕永定河生态修复与治理,构建数字孪生永定河,建设水利感知、数据底板、模型平台、知识平台、业务应用等内容,相关成果应用于永定河全年全线有水的生态水量调度与海河“23·7”流域性特大洪水的防洪调度,取得了初步成效。建议下一步从完善数据底板、完善防洪模型、提升防洪“四预”能力、提升水资源调度“四预”能力等方面加强数字孪生永定河建设,助力流域治理管理现代化。

面向防洪“四预”的数字孪生流域水利专业模型研发与实践应用--以数字孪生飞云江流域为例

数字孪生流域是推动智慧水利建设的核心和关键,而水利专业模型是数字孪生流域建设的重要算法支撑。从实际业务支撑角度研发面向防洪“四预”的数字孪生流域水利专业模型,包括水文、水动力、水工程调度、风暴潮等模型,并以浙江省温州市的数字孪生飞云江流域为载体进行实践应用。结果显示,在应对台风“杜苏芮”“卡努”“鸿雁”过程中,各类模型运行情况良好,水文、水动力及风暴潮模型预报值与实测值拟合程度较高,误差满足规范许可要求,水工程调度模型可实现模型预期调度效果。研发的水利专业模型和应用案例可为其他流域数字孪生建设提供参考。

数字孪生驱动的长江流域干旱防御平台设计与开发

在全球气候变化的背景下,长江流域发生了多次严重的高温干旱灾害,流域抗旱管理面临着旱情监测告警效率较低、旱灾预报预警精度不高、抗旱预案推演能力不足等瓶颈,迫切需要开展数字化转型。从长江流域抗旱减灾业务管理和“四预”应用需求出发,基于智慧水利和数字孪生建设的总体要求,综合运用WebGL、GIS等技术,建立了干旱防御数字孪生平台,研发了遥感干旱监测评估、干旱专业模型动态加载、旱警水位超限预警、抗旱预案可视化等关键技术,初步实现了“预报-预警-预演-预案”全链条贯通业务应用,切实提升了长江流域抗旱管理智能化、精细化水平,为流域干旱防灾减灾提供了技术支撑。