2021年秋汛期三门峡水库潼三区间来水量研究

2021年黄河发生1949年以来最严重秋汛,三门峡水库在此次秋汛防洪调度中发挥了重要的作用。由于潼关至三门峡区间(潼三区间)缺乏水文监测,因此在2021年秋汛期以潼关站计算的入库水量与实际水量相差10.4亿m^(3),对区间来水考虑不足影响了三门峡水库的精准调度。从库区区间来水分析着手,以潼三区间为研究对象,根据数字高程模型、土地利用类型、土壤类型、气象水文等数据,建立了HEC-HMS分布式水文模型,选取包括2021年秋汛在内的11场实测洪水资料进行率定和验证。结果表明,11场洪水模拟洪峰流量误差均小于20.0%,平均确定性系数为0.725,模拟合格率为90.9%,较准确地模拟了2021年秋汛期潼三区间来水过程,并量化了不同支流对区间来水总量的贡献率。

三门峡水库原型试验以来渭河下游河床稳定性变化及其影响因素

为探究渭河下游河道形态演变特征及影响机理,基于多年水文观测资料分析渭河下游河床稳定性演变规律,探讨三门峡水库原型试验以来(2003~2020年),来水来沙条件、潼关高程变化、河道边界条件与河床稳定性的响应关系。结果表明,原型试验期内,渭河下游河道年均径流量呈缓慢增加趋势,年均含沙量均呈缓慢减小趋势,河段河槽呈扩张趋势,潼关高程呈逐年下降趋势。原型试验期前后,渭河下游河段河床横向、纵向和综合稳定性系数均增加,原型试验期内,河床稳定性呈逐年上升趋势。前期3年平均水流冲刷强度和潼关高程变化是影响渭河下游河床综合稳定性的重要因素,利用多元回归分析方法建立了渭河下游河床综合稳定性的经验计算公式,验证了所提经验公式的准确性和可靠性。研究成果可为渭河下游及类似河流管理提供参考。

黄河三门峡段水环境健康风险评价

基于水环境健康风险评价模式,选择1995年至2002年的水质监测资料,对黄河三门峡段进行了水环境健康风险评价。评价结果表明:非致癌物质由饮水途径所致健康危害的个人年风险以Pb为最大,NH3-N次之;化学致癌物质中As和Cd的最大个人年风险分别达到2.272×10-4a-1和3.173×10-5a-1。化学致癌物质对人体健康危害的个人年风险远远超过非致癌物质对人体健康危害的个人年风险,应作为风险决策管理的重点对象。

黄河三门峡河段基于模糊数学方法的水质评价

水体质量受多种因素的影响,水质评价是对多种因素的综合评价,水环境污染及其程度的轻重属于模糊概念,水质分级实质是水体影响因素论域上的模糊子集,因此采用模糊综合评价方法对水质进行评价较为合适。介绍了模糊综合评价方法及步骤,并且针对在利用模糊数学方法评价水质时各个影响因子权重难以确定的状况,采用了解相关模糊方程法来确定权重,有效地避免了主观因素的干扰,最后,依据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)作为水质评价标准,对黄河三门峡河段水质进行了评价,并与相关文献作一比较,总体效果较为满意。

黄河潼三段河道整治工程对湿地生态的影响

基于黄河特殊水沙情势和社会经济背景,运用环境影响评价学理论和方法,综合考虑黄河河道整治工程的特点与沿黄湿地生态特征,识别了河道整治工程的生态影响因素,分析了黄河潼关至三门峡段河道整治工程建设对黄河湿地的不利影响和积极作用。结果表明:黄河潼关至三门峡段河道整治工程对沿黄湿地的不利影响主要发生在施工期,为短期可逆影响,影响程度和范围有限;工程运行期多为长期有利影响,对维持黄河湿地生态稳定、保护珍稀水禽栖息地将起到积极作用。

1766～1911年黄河中游汛期水情变化特征研究

根据1766～1911年万锦滩汛期涨水情况的历史文献记录,重建研究时段内黄河三门峡断面逐年汛期流量R(109m3/a)和汛期开始时间T(侯尺度),其平均水平分别为径流量R=51.06×109m3/a,汛期开始时间T平均情况为7月上旬(7月第2个侯),对应于梅雨结束平均日期。研究时段内,1840 s前流量平,汛期开始时间总体较稳定;1840～1850 s流量普遍偏丰,汛期到来偏晚;1860 s开始流量减少,汛期提前,此阶段持续约40 a左右,是近300 a中黄河中游产流微弱持续最长的1个时期。

遏制潼关高程抬升及渭河下游淤积发展之对策

对潼关断面与渭河下游特殊地理位置及潼关断面高程抬升与渭河下游淤积发展的关系进行分析后认为,潼关断面高程的上升是导致渭河下游淤积发展及萎缩的内在根源,解决潼关高程上升问题是解决渭河下游泥沙淤积发展的前提和条件;并从历年潼关站1000m3/s流量的水位变化情况和控制运用期的汛期冲刷实测资料,以及2003年非汛期的原型试验和汛期的畅泄排沙试验实测资料,论证分析了降低潼关高程的可行性;进一步分析论述了治理和解决潼关断面抬升问题的方法和措施,其中包括加强潼关上游水保措施和泥沙拦蓄工程,降低汛期和非汛期水库运用水位,对潼关以下河段裁弯整治并辅以机械挖淤与疏浚等措施。

降低潼关高程途径的研究

本文在深入分析三门峡水库运用方式与潼关高程的关系以及潼关高程不同阶段升高原因的基础上,采用非均匀不平衡泥沙数学模型,探讨了三门峡水库运行方式、来水来沙条件、跨流域调水、河道整治、裁弯、疏浚、水库增大泄流规模等措施对降低潼关高程的作用。指出为使潼关高程进一步有比较明显的降低,应采取多项措施的组合。

三花间流量测验中YMCP-1型微波流速仪的应用

为提高流量测验自动化水平,减轻水文职工的劳动强度,增强水文工作的安全性,采用了YMCP-1型微波流速仪。该仪器采用圆极化方式发射微波,微波波长采用毫米波,多普勒频移大,回波信号强,具备体积小、重量轻、存储容量大、操作维护简便等特点。通过三门峡—花园口区间9个站点40次与转子流速仪的对比试验及误差分析,结果表明:YMCP-1型微波流速仪测量结果达到规范标准,偏离标准差为0.5%,总随机不确定度为10.6%,均满足限差要求。同时,分析了测验时机、吊箱垂度风力、风向等影响测量精度的主要因素。

黄河中上游流域降水量的时空特征及其对三门峡库区水沙量的影响

根据气象和水文资料,采用自然经验正交函数、相关分析等方法,对黄河中上游流域年降水量的时空特征及其对三门峡库区水沙来量的影响进行分析。分析表明:黄河中上游流域年降水量具有3种典型的空间分布结构;在不同的降水空间结构下,三门峡库区各水文站水沙变化差异显著;3种空间结构具有不同的变化趋势和周期;三门峡库区沙源可分为四级源区,水源分为三级源区;未来20年,库区水沙来量有增加趋势。

三门峡库区及下游河道淤积物粒径分析

通过对三门峡库区及下游河道实测输沙资料和淤积物取样分析发现：三门峡库区及下游河道淤积物中，粒径ｄ ≥０．０５ ｍ ｍ 的泥沙含量１９５０ ～１９９５ 年为４２．３ ％ ～４４ ．５％ ，ｄ≥０ ．０２５ ｍ ｍ 的泥沙含量为７２ ．８ ％ ～７４ ．３ ％ ；从各年代不同粒径组泥沙的百分含量来看，ｄ ≥０ ．０５ ｍ ｍ 的泥沙含量从５０ 年代的５０ ．９ ％ 减少到９０ 年代的３０ ．３ ％ ，而ｄ ≥０ ．０２５ ｍ ｍ 的泥沙含量从５０ 年代的８１ ．８ ％ 减少到９０ 年代的６１ ．９ ％ ，泥沙有细化的趋势。

泾渭河冲淤规律分析及渭河下游治理对策研究

对渭河及泾河高含沙洪水的特性、渭河下游及潼关高程的冲淤规律进行了分析,指出三门峡枢纽高水位运行、低泄洪能力及渭河高泥沙含量,是潼关高程抬升、渭河下游演变趋势恶化的主要原因,提出解决渭河下游水沙问题的对策是建设东庄水库工程、改变三门峡水库运行方式、降低渭河河口潼关高程,并辅之以区域综合治理等。

三门峡库区芮城河段工程管理与养护

对黄河三门峡库区芮城河段护岸工程管理现状进行了分析研究,为了今后能实现工程规范化、经常化、精细化、科学化管理养护,提出了转变工作作风、加大执法力度、实现养护机械化、规范内业资料管理等建议。

黄河潼关至三门峡大坝段河道有效治理的策略研究

以黄河潼三段河道为研究对象,首先对其现状进行系统化的分析,以此为基础,全面提出科学化的治理措施,主要包括探索新模式、完善规章制度、提高管理质量、完善水法规体系、增强水法律意识、加强水行政执法等,进一步规范了黄河潼三段河道治理行为,保障了黄河库区居民生活质量,确保河道健康发展、人民财产不受损失。

渭河下游河道泥沙淤积及其对河床比降的影响

基于实测资料分析,根据三门峡水库建成后不同运行模式,分1961-1973年、1974-1990年和1991-2001年三个时间分析了渭河下游河道泥沙冲淤变化特点、河道比降演变规律以及河道泥沙淤积对河床比降的影响关系。结果表明:泥沙淤积量主要在临潼以下河段产生,河道泥沙冲淤由建库运行后的溯源淤积变化到冲淤动态平衡,但进入20世纪90年代以来,出现了渭河下游全河段的淤积的趋势;咸阳-临潼段的河床比降在1961-1973年间呈现出显著的逐年增加的趋势,但之后由1974-1990年间的增加趋势变缓变化到1991-2001年间减小趋势,而临潼-华县段的河床比降在三个时期均呈现逐年减小的趋势,在1961-1973年减小幅度最大,1974-1990年减小趋势最缓;河床比降与河道泥沙累计淤积量具有较好的负相关性。在三门峡水库蓄清排浑运用之前的1960-1973间及其之后的1990年以来,河道泥沙淤积造成河床比降下降的影响作用尤为显著。