黄河宁夏段河道治理工程设计

为进一步控制黄河宁夏段游荡性河势,规顺分汊型河段中水河槽,使其逐步稳定,工程设计中结合河道治理现状,采用了“微弯型整治+就岸防护”的综合整治方案。在设计实践中,根据每处工程所处地理位置、地形条件、河势变化、迎送流情况,考虑新建、续建、改建工程与己建工程的一致性,确定了工程的布置方案及结构型式。随后采用三维有限元模型对河道整治工程进行稳定性分析,确定该工程护根内坡坡比采用1∶1.2,外坡坡比采用1∶1.5较为合理。研究成果对游荡性河道治理工程设计具有较强的借鉴作用。

黄河宁夏段泥沙和灌淤土团聚体速效氮磷分布特征

为明确黄河上游宁夏段泥沙输入对农田灌淤土团聚体和土壤培肥的影响特征,在干流动态采集了5月(春灌)、8月(夏灌)、10月(冬灌)的沉积泥沙,以灌淤土为对照,测定了其机械稳定性团聚体及其NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N、有效磷含量。结果表明,黄河宁夏段泥沙中<0.25 mm团聚体占70.8%~87.5%;>0.25 mm团聚体数量、平均重量直径和几何平均直径均为8月>10月>5月,泥沙团聚体稳定性显著低于灌淤土。泥沙团聚体无机氮以NO3--N为主,占78.9%~99.3%。泥沙1~2或0.5~1 mm团聚体有效磷含量较高。5、8月泥沙和灌淤土各粒径团聚体无机氮含量呈正相关,而在10月呈负相关。不同灌溉时期泥沙和灌淤土各粒径团聚体有效磷含量均呈负相关。因此,黄河宁夏段灌溉泥沙<0.25 mm微团聚体对灌淤土团粒结构影响较大,春灌时期不同粒径团聚体泥沙速效氮磷含量最高。

2009—2019年黄河宁夏段干流水沙动态变化特征

为了探究黄河宁夏段干流水沙的年/月动态变化特征,为区域水沙资源合理利用提供数据支撑,利用2009—2019年《黄河泥沙公报》(宁夏石嘴山水文站)和《宁夏水资源公报》数据,研究了干流水沙的年/月动态变化规律,分析了径流量、输沙量、降水量的相互关系。结果表明,11年间黄河宁夏段年径流量和年输沙量分别增加了139%和86%,但年均泥沙含量降低了22%,年径流量和年输沙量峰值分别出现在2019年和2018年;月径流量和月输沙量分别集中在5—10月(57.0%~73.9%)和7—10月(51.5%~83.5%),但水沙量峰值并不完全同步;年径流量与年输沙量、年输沙量与年均含沙量、月径流量与月输沙量,月均降水量与月均径流量、月均输沙量均呈极显著正相关;黄河宁夏段输沙量与径流量密切相关,从而影响泥沙含量;区域降水是影响水沙量的重要因素,且强降水对来年水沙量有明显的延迟效应。

黄河宁夏段游荡型河段河床演变分析及冲淤计算

银川市外滩区域属黄河宁夏段的游荡型河段,河道右岸设置格宾石笼用于保护外滩景区,但石笼断裂加速了水下根石的侵蚀。为研究该河段岸坡失稳后的河势发展,对布设护岸工程后的脆弱区河岸变形情况进行监测,利用“河猫”系统等仪器对24个预设典型横断面的水动力学要素进行实测,并采用地形断面法进行河道冲淤分析。结果表明:在研究时段内,河道水下地形左低右高,右岸受护岸作用保护,岸线基本稳定,近岸处河床淤积;左岸岸线及主流线不断左移且摆动剧烈,左岸冲刷严重,发生崩岸现象;沿程断面形态由W形演变为V形;河段横断面流场基本朝向左岸,未形成螺旋运动;河道在10个月的时间内总淤积量为5.6940万m3,平均淤积厚度为1.20 m。因此,护岸的水下根石可以有效阻止河岸的冲刷下切,但在一定程度上会造成淤积,应做好排淤工作。

黄河宁夏段水质评价及其污染源分析

以黄河宁夏段干流水质监测资料为基础,利用多元统计法对水质样本点进行主因子分析、方差检验和聚类分组,对分组后的水质指标样本点应用综合水质标识指数进行综合评定.结果表明:(1)黄河宁夏段干流水体水质量为Ⅱ—Ⅴ类水质,入境断面水质量为Ⅱ类水质,出境断面水质量为Ⅲ类水质.(2)从上游到下游断面水质呈现恶化趋势,平水期最好,丰水期次之,枯水期最差.(3)水质评价结果分辨率高,客观反映了黄河宁夏段综合水质特征信息.因此,基于多元统计与综合水质标识指数的水质评价方法对黄河宁夏段水环境的水质评价工作具有较好的适用性.

黄河宁夏段氨氮污染状态分析

通过对黄河宁夏段氨氮污染状况水质监测数据的时间和空间分布进行分析,对宁夏全区氨氮污染源进行调查发现:水质达不到功能区水质目标的河段在银川至石嘴山段,主要集中在枯水期,污染主要来自工业和城镇生活的点污染源,氨氮主要的陆域排放源是银川市和石嘴山市。氨氮点污染源排放显著地影响着黄河宁夏段枯水期水质,对丰、平水期水质影响不明显。黄河宁夏段流量大于600m3/s时,水质在氨氮方面达到规划水质目标,小于600m3/s时,污染源必须减量排放。排放量应视当时的流量而定。

黄河宁夏段水质现状及变化趋势分析

为了解黄河在宁夏段的水质状况及其变化趋势，根据1996-2004年4个断面的水体水质监测资料，采用模糊综合评价法分别对1996年和2004年4个断面的水质状况进行综合评价，并利用4个断面的系列资料采用秩相关系数法对主要污染物进行趋势分析。结果表明：在时问上，黄河宁夏段水环境从1996年到2004年在各断面都有所好转，主要污染物含量呈下降趋势，虽然氨氮、挥发酚呈不显著上升趋势，但都在Ⅲ类浓度指标左右；在空间上，黄河宁夏段从入境断面至出境断面水质逐步好转。

黄河宁夏段凌汛期气温变化特征

利用宁夏1991～2010年20 a凌汛期水文和气温序列资料，研究了宁夏凌汛期特征、凌汛灾害发生主要时段，黄河封河、开河集中期与日平均气温之间的关系。结果表明：宁夏凌汛特征为封开河时序相反，小流量、高水位行洪，受强冷空气影响较大；凌汛灾害主要发生在封河和开河期间；日平均气温正负转化日期与封、开河期有对应关系，宁夏封河集中期在12月20日至1月19日；开河集中日期在2月13～20日。在凌汛关键期结合MODIS遥感数据对凌汛灾害监测防范有一定指导意义。

黄河宁夏段丁坝设计冲刷深度取值分析

为了验证以往黄河宁夏河段工程设计中丁坝设计冲刷深度取值的正确性,对2013年完成的水下根石探测成果进行分析,并对比传统的经验公式计算结果,证明丁坝设计冲刷深度仁存渡以上河段取9 m、仁存渡以下河段取14 m符合宁夏河段实际情况,可以作为设计值采用。

黄河宁夏段河道整治工程的护根材料

针对黄河宁夏段的河道地质条件,回顾不同时期应用于河道整治工程中草土卷埽、木架附重四面体、混凝土四面体、混凝土四角体、铅丝石笼等护根材料的结构型式和特点,分析各种材料的实际应用效果和优缺点,结果表明:中卫至仁存渡河段的护根材料宜选用混凝土四角体,仁存渡至石嘴山河段宜选用格宾石笼。

黄河宁夏段河道基本生态环境需水量研究

建立了河段基本生态需水量和适宜生态需水量计算模型,计算了黄河宁夏段河道基本生态环境需水量。结果表明:75%保证率黄河下河沿站、青铜峡站基本生态环境需水量分别为82.32、62.48 m3/s;90%保证率黄河下河沿站、青铜峡站基本生态环境需水量分别为71.2、55.4 m3/s。黄河河道适宜生态流量计算结果为:75%保证率年份下河沿站、青铜峡站分别为264.27、133.87 m3/s;90%保证率年份分别为213.22、158.70 m3/s。

黄河宁夏段水环境容量计算与分析

分析黄河宁夏段近年水质状况，采用单向河流水环境容量计算模型，确定了黄河宁夏段相应的水环境容量。黄河宁夏段水环境容量的确定为实施黄河宁夏段污染物总量控制与管理提供了决策依据。

黄河宁夏段水生态环境保护与治理策略初探

黄河流域生态保护和高质量发展现已上升为重大国家战略,宁夏回族自治区在国家生态安全战略格局和生态区位中有着特殊地位。因此,黄河流域宁夏段的水生态环境保护与治理是黄河流域生态保护和高质量发展的重要组成部分。本研究基于黄河流域宁夏段水生态保护与治理现状进行诊断、分析,从水域岸线、水环境、水生态、水资源利用等维度探析生态保护的薄弱环节,结合黄河宁夏段实际,提出黄河流域宁夏段水生态环境治理策略:主要依托河湖长制,加强河湖岸线资源管理;践行“要在治理”,统筹河湖生态综合治理;落实“重在保护”,确保生态循环高效平衡;坚持“节水优先”,推进节水型社会新建设。以全局视野、系统思维整合各方资源与力量,精心呵护母亲河,建设美丽新宁夏,让黄河成为造福人民的“幸福河”。

黄河宁夏段生态保护和高质量发展路径选择

宁夏坚持科学治理、综合施策,着力打好打赢新时代黄河保卫战,以生态环境的大保护大治理推动宁夏高质量发展。但不容忽视的是,黄河宁夏段生态环境依然脆弱、倚重倚能的产业结构尚未得到有效转变、生态破坏等问题时有发生。建立完善生态环境保护长效机制、推动宁夏绿色转型发展、严格环境执法监管等无疑成为黄河宁夏段生态保护和高质量发展的着力点。

黄河宁夏段2012年洪水分析

通过对2012年黄河宁夏段洪水的实测流量、水位、洪水组成、比降、演进过程及含沙量的综合分析,研究了洪水成因、特点,水库调蓄、灌区引排水对洪水的作用和影响,并与历史资料进行了对比。2012年洪水洪量大、历时长、水位涨幅大、含沙量小,洪水演进过程受灌区排水及河滩地影响,不同河段呈现出不同的洪水过程。黄河宁夏段洪水受龙羊峡和刘家峡水库调蓄作用明显,如果黄河上游唐乃亥以上和循化至兰州区间同时发生洪水,龙、刘两座水库调蓄还不能满足黄河宁夏段防汛需求,结合宁夏河段实际状况,考虑已有的水文测报、调蓄洪水机制,在防灾减害等方面提出了尽快修建大柳树水利枢纽工程的相关建议。

黄河宁夏段特大洪水中河相变化特征研究

黄河宁夏段受上游来水来沙变化等因素的影响,河道断面会发生变化,最终会影响河道的过流能力。基于水文站实测数据分析黄河宁夏段主要断面近几十年来的过流面积变化特征,借助河相关系参数阐释河槽过流能力的变化趋势。在此基础上,进一步研究黄河宁夏段典型断面的水流弗劳德数变化规律。结果表明,石嘴山断面形态及河相关系的变化相比于下河沿及青铜峡断面更为显著;代表断面形态的河相关系参数与水流弗劳德数紧密相关,具体表现为下河沿、青铜峡断面的流量与弗劳德数对应关系良好,整体优于宽浅型的石嘴山断面。

黄河宁夏段水沙演变规律及冲淤空间分布特征研究

黄河宁夏段部分河段河势仍未得到有效控制,河势摆动致使局部已建工程出现脱溜失效现象,洪凌安全隐患依然存在。以黄河宁夏段下河沿—石嘴山河段为研究对象,系统研究1950—2019年不同时期、不同河段干支流水沙年内与年际变化特征、河势演变过程以及河道与水库泥沙冲淤分布,以期为《黄河宁夏段清淤疏浚(采砂)规划》编制提供科学支撑。结果表明:①1950年11月—2019年10月,宁夏段下河沿站多年平均水沙量分别为298.6亿m^(3)、1.13亿t,汛期水沙量分别占全年的51.7%、84.1%。②1958—2019年,清水河泉眼山站、苦水河郭家桥站水沙量年内、年际变化较大,丰枯悬殊;清水河泉眼山站多年平均水沙量分别为1.14亿m^(3)、0.246亿t,苦水河郭家桥站多年平均水沙量分别为0.97亿m^(3)、0.045亿t。③沙坡头坝下—仁存渡河段经多年微弯型整治,河势已趋于稳定;仁存渡—头道墩河段为过渡型河段,河势大多依地形下行变化不定,局部河段河势摆幅得到了控制;头道墩—石嘴山河段为游荡型河道,河床宽浅,主流摆动不定,河势变化剧烈。④1993年5月—2018年11月,断面法计算沙坡头坝下—石嘴山河段共淤积泥沙2.150亿t,其中主槽淤积0.375亿t、滩地淤积1.775亿t;截至2018年10月,青铜峡水库淤积泥沙5.59亿m^(3),库容淤损92.2%。

动态流域模拟模型在黄河宁夏段流域水沙规律研究中的应用

在介绍动态流域模拟模型(DWSM)的原理、结构、河网汇流顺序等的基础上,并对其算法和存储规则进行改进,以提高模型的计算效率,将该模型应用于黄河宁夏段流域的水沙规律研究中。结果表明DWSM模型在黄河宁夏段流域水沙模拟中具有较好的适用性。

黄河宁夏段水体重金属时空分布特征及健康风险评价

通过2019—2020年在黄河宁夏段布设12个采样点监测各季节水体中Cu、Zn、Cd、Hg 4种重金属的质量浓度,分析重金属污染状况和来源,并评价对人体的健康风险。结果表明:黄河宁夏段水体4种重金属质量浓度由高到低为Zn>Cu>Cd>Hg,除了Hg质量浓度有超过Ⅱ类标准限值外,其余重金属均未超标。4种重金属春、夏、秋的浓度高于冬季,Zn浓度分布差异最大。4种重金属对人体产生的总健康风险最大值成人为3.76×10^(-6) a^(-1),儿童为4.40×10^(-6) a^(-1),远低于最大可接受水平1×10^(-4) a^(-1),Cd为主要贡献因子。水体中Cu、Cd、Hg可能来源于工农业生产和降雨稀释,Zn可能来源于旅游交通运输和土壤淋溶。

基于水质标识指数的黄河宁夏段水质评价与分析

【目的】了解黄河宁夏段沿程水质时空变化规律。【方法】以黄河干流宁夏段6个水质检测国控断面水质检测数据为基础,运用统计分析方法,对河流年内进行水文时期(丰水期、平水期、枯水期)划分,利用主成分分析法筛选对水体质量有代表性影响的水质指标,采用等权重的综合水质标识指数法对结果进行分析,根据《地表水水质评价标准》(GB3838—2002)进行等级划分。【结果】(1)黄河宁夏段主要水体污染指标为有机无毒类及植物营养素(氮、磷)类污染物,对水体质量有代表性影响的指标为BOD5、COD、CODMn、面源污染物NH4+-N、TN;(2)黄河宁夏段干流水体质量为Ⅰ~Ⅱ类水,符合集中式生活饮用水地表水源地二级保护区及工农业用水要求的Ⅲ类水指标;(3)从上游到下游水质呈现逐渐恶化趋势,其中麻黄沟水质污染最为严重;(4)流域枯水期水质明显劣于丰水期水质。【结论】农业面源类污染物是黄河宁夏段主要水体污染物。农业退水排放时,尤其在冬春二季应注意对黄河干流的生态影响。