异源水沙对黄河上游兰州至头道拐河段悬移质泥沙冲淤的影响

由于自然地理条件的差异,黄河上游(兰州至头道拐河段,以下简称兰头河段)具有十分显著的水沙异源特征,这对于河道冲淤有深远影响。本文以实测资料为基础,建立冲淤量与异源水沙之间的定量关系,为减淤措施的确定提供参考。划分了3个水沙来源区,即兰州以上清水来源区、祖厉河和清水河多沙细沙来源区和十大孔兑多沙粗沙来源区。基于清水区的汛期来水量与多沙细沙区、多沙粗沙区来沙量的对比关系,提出了不同来源区水沙的耦合指标,这些指标反映了清水区汛期来水对多沙区高含沙洪水的稀释作用。建立了兰头河段的年冲淤量SL-T与不同来源水沙量之间的多元回归方程,并按半偏相关系数的大小估算出兰州站汛期径流量Qwh,L、兰州站年输沙量Qs,L、祖厉河和清水河年输沙量Qs,ZQ和十大孔兑年输沙量Qs,KD对于SL-T变化的贡献率,分别为39.6%,23.8%,14.0%和22.6%。兰州汛期径流量对于兰头河段冲淤的贡献率居第一,十大孔兑的贡献率超过多沙细沙区。两个多沙区来沙贡献率之和为36.6%,为干流来沙贡献率的1.41倍。建立了兰头河段河道冲淤量与不同来源区水沙耦合指标的关系,并计算出使该河段达到冲淤平衡的临界值。这一临界值对于冲淤调控有一定的应用意义。基于本研究的成果,提出了减淤对策:(1)改变龙羊峡水库现有运用方式来增大兰州站汛期径流量;(2)在祖厉河和清水河多沙细沙区加强水土保持,减少从多沙细沙区进入干流的泥沙量;(3)在十大孔兑多沙粗沙区加强水土保持和进行风沙治理,减少输入黄河的粗泥沙量。

黄河内蒙古段异源水沙输移特性

河流悬移质泥沙的输移方式按照水沙来源可以分为水沙同源与水沙异源两大类。黄河内蒙古段水沙来自不同的区域,冲泻质泥沙主要来源于陇西黄土高原区,而径流则主要来自唐乃亥以上的山区,呈现异源特性。通过分析内蒙古河段石嘴山与巴彦高勒水文站1951—2003年的水文数据,发现期间共发生了13次大流量和29次高含沙事件且大流量、高含沙量同时出现现象很少,多呈现大流量、低含沙量,或者小流量、高含沙量的态式。同时,通过改变传统流量-含沙量幂函数公式C_i=aQ^b(C_i为悬移质浓度,Q为流量)的参数项,建立了2种水沙异源情况下流量-含沙量的公式。

渭河水沙变化及特性分析

由于受地形和大气环流的影响以及下垫面的不同，渭河流域水沙异源，西北多沙，东南多水。７０年代以来，渭河水沙发生了较大变化，水沙量不断减少，但水量减少幅度大于沙量，而且较小流量级输沙百分比增加。１９８６～１９９６年，渭河发生大洪水较少，洪水量也较小，但高含沙洪水仍然存在，而且含沙量增加，输沙量也很大，特别是以泾河来水为主时，常出现高含沙水流。

黄河(内蒙古段)水沙运动过程特征及演变趋势

近年来受上游水库、河道控导工程和气候变化等因素影响,黄河(内蒙古段)呈现水沙异源、水少沙多的特性,导致河道萎缩和泥沙淤积严重,河道形态演变剧烈,严重威胁夏汛及凌汛行洪安全,也对河道及两岸的生态环境造成严重影响。选取黄河(内蒙古段)干流入境石嘴山水文站和出境头道拐水文站水沙过程为研究对象,分别采用频谱分析法、R/S极差分析法和Markov链分析法系统研究2009-2016年两站逐月水沙运动变化的时序、运动状态和演变特征,讨论影响水沙运动变化过程的关键因素。结果表明:石嘴山站和头道拐站输沙量的变化周期均为1年,而径流的变化周期分别为1年和6个月;石嘴山和头道拐站径流Hurst指数值分别为0.576和0.515,输沙量Hurst指数分别为0.519和0.249;黄河(内蒙古段)丰水低沙和枯水高沙概率之和约为50%;水沙运动演化过程中,丰水高沙与枯水低沙极限概率之和大于0.8。受期间特殊的来水来沙过程、水文气候特征及人类活动的影响,黄河(内蒙古段)水沙运动时序特征呈现非同步性和不协调性,未来水沙运动过程趋势逐渐向协调演变。

金沙江下游水沙变化特性研究

以金沙江下游干流主要控制站攀枝花、华弹、屏山站的长系列资料为基础,对金沙江下游水沙特性及其地区组成、年际年内变化、水沙关系等进行了研究。金沙江下游水沙异源、不平衡现象十分突出,径流主要来自于攀枝花以上地区和攀枝花至华弹区间,泥沙主要来自于下游攀枝花至屏山区间,均主要集中在汛期5～10月。进入21世纪后,屏山站输沙量连续大幅度下降,其主要与雅砻江二滩电站的拦沙作用以及华弹至屏山区间沙量明显减小有关。

黄河流域产水产沙系统的划分及中游重点区的编码

黄河流域来水来沙的一个显著特点为水沙异源,不同区的水沙特点不尽相同,其对下游河道冲淤演变的影响也不相同。为探求下游河道泥沙淤积与来源区的关系等问题,有必要对黄河流域进行分区考虑。基于前人对黄河流域分区的成果,在保证支流流域完整性的前提下,将花园口以上的产水产沙子系统划分为4个一级区,并将各个一级区进一步划分为若干个二级区。然后对中游重点区进行河网提取及编码应用,编码后的中游重点区共有12万条河段,包含7级河流。此外,在提取河网的基础上,利用编码的便利统计了各支流的流域面积、河网密度等信息。本文研究结合黄河数字流域平台,能为分析中游水沙来源区与下游河道淤积的关系提供依据。

几番起落定三门--三门峡水利枢纽工程的艰难探索决策

“九曲黄河万里沙,浪淘风簸自天涯。”千百年来,善淤、善决、善徙的黄河因泥沙含量高、治理难度大而闻名于世。它水少沙多、水沙异源、为灾为患,一直是中华民族之忧患。“黄河宁,天下平。”为了大河安澜,民生福,中华儿女求索的脚步从未停止过,一代代人呕心沥血、倾尽心力,甚至为之奉献了生命。