毛不拉孔兑流域河岸沙丘粒度与地球化学元素的动态时空分异

通过对不同年份库布齐沙漠毛不拉孔兑流域河岸沙丘地表沉积物样品进行粒度、化学元素分析,获得其粒度和元素组成特征及其变化:2019年和2013年样品粒度组成均以极细沙和粉沙为主,含量占70%以上,峰度呈窄峰,分选较好,表现为典型风成特性。但2019年较2013年粒径组成变粗,分选性变好;化学元素组成上以Si、Al为主,与上陆壳平均化学元素组成相比,2019年较2013年大部分化学元素亏损程度加大。A-CN-K图解揭示了2个年份内流域河岸沙丘地表物质化学风化程度均很低,处于较弱的去Na、Ca阶段,其他元素未发生明显的化学风化或迁移;对于不同河流断面,2019年和2013年的样品均表现出自河流上游至河流中下游,粒度组成变细,峰度变窄,分选性变好,风成特性更明显。与上陆壳平均化学元素组成相比,2013年4个断面样品的元素变化趋势一致性较2019年更明显。在流域尺度上,不同年份河岸沙丘地表沉积物样品理化特征具有较大相似性,其原因与母岩,以及在风水交互作用下地表物质呈现一定的动态平衡有关。

黄河上游孔兑高含沙洪水特点与冲淤特性

黄河上游孔兑高含沙洪水经常造成其下游决堤、干流淤堵等洪水灾害,孔兑高含沙洪水具有峰高量大、含沙量高且陡涨陡落、持续时间短的特点。初步研究认为,孔兑高含沙洪水具有极强的输沙能力,当含沙量超过300kg/m3后,所需水流强度不再增加甚至有减少的趋势;当洪峰流量低于1 000m3/s时孔兑河道有冲有淤,断面的调整主要表现为主槽冲刷和滩地淤积;当洪峰流量超过1 000m3/s时河槽即可发生全断面的强烈冲刷,冲刷程度随洪峰流量增大而增大。孔兑泥沙进入干流后难以排出内蒙古河段,成为导致内蒙古河段淤积萎缩、排洪排凌能力下降的重要原因。

毛布拉格孔兑地表风沙沉积物粒度与地球化学元素分布特征

通过对毛布拉格孔兑流域的地表积物的粒度、化学元素的空间分布的分析,得出的结论:毛布拉格孔兑河流附近沙物质组成表现为风成特性;不同河段沉积物平均粒度参数、化学元素的分布具有一定相似性,且元素之间存在高度的相关性,表明其具有相似的沉积环境;不同河段A-CN-K图解揭示了毛布拉格孔兑不同河段地表物质化学风化程度均很低,处于较弱的去Na、Ca阶段;不同地貌单元沉积物粒度组成、地球化学过程表现出一定的递变规律,可能物源有关;毛布拉格孔兑平均粒径与元素的含量存在较好的相关性,说明粒径大小与化学风化程度有一定关系;总之,在不同空间尺度上,毛布拉格孔兑地表沉积物理化特征的分异实质上反映风动力和水动力的差异性分选,即沉积物对风、水交互作用的响应。这对于构建风水两相沉积物综合判别指标等问题有着重要的意义。

黄河内蒙古段孔兑水沙特点分析

根据毛不拉孔兑、西柳沟和罕台川实测水沙资料,对黄河内蒙古段孔兑水沙特点进行了分析。结果表明:孔兑具有水少沙多、年际变化大、年内分配极为不均的特点,不同孔兑之间水沙量和水沙组合差异较大;孔兑流量和含沙量变幅极大,同一流量下含沙量差异可达上百倍;流量超过一定值后,含沙量存在极限值,不再随流量的增大而增大;孔兑洪水陡涨陡落、持续时间短,洪峰流量大、含沙量高、输沙量大,洪水过程中流量和含沙量变化同步。

黄河上游毛不拉孔兑表层沉积物粒度分布特征及影响因素

选取黄河上游的位于内蒙古境内的一条支流—毛不拉孔兑作为研究区,选取7个典型断面对其河床表层沉积物粒度组分进行测量分析。结果表明：（1）毛不拉流域沉积物中以砂的平均含量最高,达84.17%,其他级配的颗粒物含量均较低,粉粒（14.62%）,粘粒（1.21%）。从流域上游至下游,砂粒含量呈下降趋势。（2）平均粒径的范围为1.17~5.56Φ,平均为2.62Φ,属于砂的粒级范围,平均粒径总体变化趋势为距沟头越远,平均粒径越小;所有断面的分选系数均大于1,属于分选差的级别;偏度均大于0,均为正偏,尖度值在6.99~15.63之间,均为窄峰型。平均粒径和分选系数呈正相关,偏度和尖度呈正相关。（3）毛不拉孔兑泥沙的主要运动形式为推移质。取样分析得出的泥沙粒度分布特征更多地反映出洪水过后水流分选的结果,并且显示出中小水不能挟带粗砂入黄河。（4）产沙地层颗粒组成差异可以看作沉积物颗粒组成差异的内因,水动力为影响沉积物粒度组成差异的外因。影响毛不拉孔兑泥沙粒度组成的主要因素为地貌条件,上游丘陵沟壑区是粗泥沙的主要来源。因此,控制和减少毛不拉孔兑粗泥沙入黄关键在于泥沙源的控制,应加强对上游坡道和沟道的水土保持治理。

孔兑入汇角度对黄河内蒙古段河道冲淤的影响

选取黄河内蒙古河段典型支流毛不拉孔兑为研究对象,对其来水来沙特性进行了讨论。选取典型水沙过程,采用模型试验手段,在同样水沙条件下,分别模拟了孔兑水沙在现状条件和切滩导流条件下对干流河道冲淤变化的影响。结果表明:改变支流入汇角度能有效改善黄河下游干流河段局部淤堵的状况,但同时对下游河道的淤积影响范围也相应增大。

孔兑流域产沙关系浅析

十大孔兑的洪水泥沙对孔兑下游安全极其不利,同时造成黄河干流严重淤堵。研究孔兑产沙关系及其变化对于流域治理规划、合理评价径流泥沙变化趋势具有重要意义。利用实测水文泥沙资料,结合十大孔兑流域综合治理的发展,以流域治理前和治理后相对稳定期为对比年份,以日降雨量大于10,25mm的累计降雨量和年输沙量为参数,建立了有水文资料的毛不浪、西流沟和罕台川3条孔兑不同时期降雨—产沙的关系,说明了下垫面变化对产沙关系的巨大影响。分析表明,在降雨量相近的情况下,近期输沙量较基准期减少约90%,多年平均有效降雨条件下,3孔兑的减沙比93%~98%。研究表明孔兑大规模治理、植被恢复和淤地坝建设,对孔兑输沙量锐减发挥了重要作用。研究成果可对评估孔兑流域综合治理措施的效果提供重要依据。

毛不拉孔兑暴雨径流产输沙特征研究

暴雨是造成毛不拉孔兑多种自然灾害的主要原因之一,通过对毛不拉孔兑流域暴雨径流产输沙特征进行总结和分析,结果表明:毛不拉孔兑降水在年内高度集中,年际变率大,暴雨季节性强,多在7、8月;径流年内分配不均,洪水与暴雨出现的时间相应;洪水过程具有陡涨陡落的特点,径流量和最大洪峰流量的年际变率很大;次洪水含沙量高,具有大水大沙型和小水大沙型的特点。掌握该区暴雨径流产输沙关系的基础资料,为防治该区水土流失及洪水泥沙灾害提供重要依据。

内蒙古孔兑沟煤矿三维地震勘探工程观测系统及资料采集方法

针对内蒙古孔兑沟煤矿三维地震勘探工程观测系统及资料采集方法进行了论述。

十大孔兑沟道工程泥沙阻截量研究

基于历史资料整理与实地详查,以黄河内蒙古段十大孔兑为研究对象,统计了该地区自1986年以来现存沟道工程的数量和分布特征;采用实测法,通过确定影响沟道工程阻截泥沙量的主要参数,计算了研究区淤地坝、引洪淤地、水库和谷坊的泥沙阻截量。研究结果表明:十大孔兑沟道工程共阻截泥沙5995.15万t。其中淤地坝3205.61万t,引洪淤地1460.15万t,水库1182.76万t,谷坊146.61万t;通过分析不同时段沟道工程的泥沙阻截特征表明,1986-1999年、2000-2009年和2010-2018年三个时段沟道工程的泥沙阻截量分别为2809.26万t、1597.93万t和1587.97万t。十大孔兑地区沟道工程具有显著的泥沙阻截作用,研究结果为定量评估典型水土保持工程措施区域减沙效益提供数据支撑,对黄河内蒙古段“拦沙换水”、防洪、防凌调控决策制定以及水土保持措施优化布局等方面有重要的指导意义。

毛不拉孔兑水土流失防治对策

毛不拉孔兑是鄂尔多斯十大孔兑中一条直接入黄河的一级支沟,是全国荒漠化和沙化较为严重的地区之一,也是沙尘暴的重要源头,威胁着京津冀及周边地区的生态安全。文章通过分析毛不拉孔兑现状,并在分析基础上提出防治对策,以达到既要农村绿起来,又让农村富起来的双重目标。

内蒙古孔兑区叭尔洞沟中游河谷段的风水交互侵蚀动力过程

本文选择内蒙古十大孔兑区的叭尔洞沟中游河谷段的观测小区开展研究,通过野外调查、气象观测、径流小区观测、地形测量和遥感监测等手段,应用"3S"技术,分析了叭尔洞沟中游河谷小区风水交互侵蚀的过程及其侵蚀产沙贡献率。研究得出:(1)在叭尔洞沟中游河谷小区,以风水两营力作用下的侵蚀量作为衡量该区侵蚀力大小的指标,在2010年,风力侵蚀量与水力侵蚀量之比约为1.8∶1。在147 794m2观测小区里,风水交互作用下侵蚀率为0.1kg.m-2。(2)风季,风力的搬运作用为观测区形成的风水交互小系统提供了输入,雨季,洪水的侵蚀作用为系统进行了输出,通过沉积物的侵蚀、搬运和堆积的循环作用,对系统的输入物质进行再分配后输出系统。(3)在1998—2010年的少风多雨时期,叭尔洞沟中游河谷小区,东岸稳定,西岸的凸岸变窄、凹岸拓宽,摆幅变大,河岸沙丘后退,切沟不断发育,水力作用在风水交互侵蚀中贡献突显。

罕台川孔兑暴雨洪水产输沙特征研究

文章通过实测资料统计对罕台川孔兑暴雨洪水产输沙特征进行分析。

橡胶坝在孔兑引洪滞沙工程中的应用

十大孔兑上游为丘陵严重的水土流失、下游为黄河干流,中部经过沙漠区,孔兑洪水泥沙在下游平原区河段时常淤积,并对入汇的黄河干流形成淤堵,灾害频发,严重影响沿岸地区正常的工农业生产,为解决孔兑下游河道淤积和对黄河河道产生的淤堵影响,在多条孔兑上先后实施了引洪放淤等措施。受工程不配套、建筑物老化破损、泥沙淤积严重等多种因素影响,现有的滞洪工程无法正常运行,难以发挥应有的工程效益。文章在对橡胶坝工程壅水特性计算和导流作用分析基础上,结合河道地形条件和水沙特点,针对工程的适用性条件、经济、防洪安全、管理运用等方面开展了初步的应用探讨,为解决孔兑洪水灾害提供技术参考和理论依据。

基于高分遥感技术的库布齐沙漠风沙入十大孔兑量研究

文章通过2014、2016、2018年的高分辨率卫星影像判读,结合RTK无人机实地测量,引用相关研究成果,计算出不同孔兑左岸风沙进入孔兑(沟)量。结果表明,十大孔兑风沙区2014~2018年平均每年进入孔兑沙量为202.70万t,以西柳沟、黑赖沟、布尔斯太和毛不拉孔兑为主,占每年入孔兑总沙量的82.13%。

孔兑沙漠小流域高含沙洪水水沙关系特征及其指示意义——以毛布拉孔兑苏达尔沟为例

黄河上游十大孔兑流域是风水复合侵蚀十分严重的区域,以高含沙洪水为典型特征,水土流失严重,对区域生态与环境以及黄河干流造成严重威胁。因此,揭示孔兑小流域的暴雨洪水水沙关系,阐明高含沙洪水泥沙输移过程与特征,对防治区域泥沙灾害与整治水土流失具有指导意义。流量与含沙量(悬移质含量)滞后环(C-Q环)是研究水沙关系的重要工具和手段,是一种很有效的用来探讨泥沙输移动态变化的方法,能揭示泥沙输移的空间与时间上的联系,区分悬移质泥沙供给的时空来源。文中选择毛布拉孔兑支沟苏达尔沟作为孔兑沙漠小流域的典型观测对象,基于实地观测的暴雨洪水数据,研究探讨高含沙洪水的水沙关系。结果表明:砒砂岩与风沙是该区域高含沙洪水主要泥沙供给源,但两者对其洪水悬移质的供给方式不同。受砒砂岩沟道塌岸的滞后效应影响,洪水在上游砒砂岩段的水沙关系环表现为典型的逆时针滞后环,洪水涨水阶段泥沙含量约0. 2×10~3kg·m^(^(-3)),塌岸滞后效应使洪水退水阶段的最大含沙量约0. 8×10~3kg·m^(^(-3))。在下游沙漠段,风沙的大量横向供给直接导致水沙关系完全区别于上游砒砂岩段。由于沟岸沙丘的易侵蚀性与松散非粘滞性,洪水对沟岸沙丘的侵蚀过程并无滞后效应,所以洪水涨水阶段泥沙浓度急剧增大,形成超高含沙量的洪水,洪水泥沙浓度峰值平均约1. 2×10~3kg·m^(^(-3)),最大达1. 5×10~3kg·m^(^(-3));洪水退水阶段前期悬移质浓度无显著下降,直至洪水末期消退阶段悬移质浓度才急剧下降,水沙关系曲线呈现为"8"字形滞后环。因此,沙漠风沙的横向供给是该区域风水复合侵蚀与高含沙洪水的重要影响因素。

库布齐沙漠北部横向沙丘地貌格局的空间变异

以库布齐沙漠北部横向沙丘及其流经的3条孔兑为研究对象,在每个孔兑切割的沙丘区域划定样方,采用基于MATLAB平台的遥感影像沙脊线提取算法提取沙丘脊线,通过ArcGIS9.3量算每个样方的沙丘个数、脊线总长、脊线平均长度、沙丘间距、平均沙丘走向以及缺陷密度等参数,着重通过沙丘地貌格局参数的变化分析横向沙丘地貌格局的空间变异以及干旱区河流对其的影响.结果表明:1顺风向(由西至东)上沙丘脊线平均长度呈线性增长、缺陷密度降低,沙丘走向逐渐稳定在230°~50°方向,平均间距变大,沙丘地貌格局逐渐由分散向聚拢方式转变;垂直风向(由北至南)上沙丘地貌格局参数由中心向南北两侧略有降低,沙丘类型由复合横向沙丘向简单新月形沙丘过渡,复合横向沙丘占沙丘类型的80%;2流经沙漠的孔兑通过自身切割作用与风水交互作用使得横向沙丘分割为相互独立的区域,每个区域独立发育且互不影响,同时孔兑的存在改变了沿岸下风向3~5km区域的地貌格局,更新了下风向沙物质来源,但不会改变沙丘整体走向.

黄河内蒙河段水流数值模拟研究

针对黄河内蒙河段孔兑较多、洪水变幅较大、水文监测站点较少的实际情况,采用数值模拟方法,建立了内蒙河段水流数学模型,通过对模型的验证及孔兑入汇计算结果的分析,表明该模型可以真实反映内蒙河段孔兑入汇的流态及相关水力要素变化,可以作为该河段河道规划整治的研究手段之一。黄河内蒙河段孔兑的大流量入汇会对干流区的流态以及水位产生明显影响,使流向改变、水流上滩、水位壅高,因此区域防洪规划和河道整治中应予以高度重视。考虑到内蒙河段孔兑入汇干流带来的影响,不仅体现在水流形态上,而且泥沙淤积是河床演变的关键所在,加之短时段内又难以模拟水流的高含沙量过程,所以下一步工作将是在现有水流模拟基础上模拟计算含沙水流过程。

罕台川流域水沙演变过程及驱动因素分析

为了给黄河流域水土流失有效治理提供理论依据,对黄河内蒙古段罕台川流域进行水沙变化及驱动因素分析,采用置信椭圆相关分析、累积距平、5 a滑动平均及双累积曲线方法分析罕台川流域水沙变化过程及降水与人类活动对水沙变化的贡献率。结果表明:(1)罕台川流域水沙年际变化极为显著,水沙变化总体基本一致,呈波动下降趋势,年输沙量与径流量呈显著相关;(2)计算得出罕台川流域1998—2017年年均减水568万m~3,减少率为43.73%,其中降水对径流减少过程发挥36.09%的抑制作用,人类活动对径流减少过程发挥136.09%的促进作用。1998—2017年年均减沙222万t,减少率为80.73%,其中降水对输沙减少过程发挥6.30%的抑制作用,人类活动对输沙减少过程发挥106.30%的促进作用。水土流失综合治理等人类活动是引起流域径流量、输沙量减少的主要驱动因素,说明罕台川流域自20世纪90年代以来水土流失综合治理取得显著成效。

黄河内蒙古段2016年8月暴雨洪水水沙分析

文章主要分析了黄河右岸孔兑沟暴雨洪水对黄河干流水沙过程的影响。