黄河调水调沙对河口及其三角洲的影响和评价

分析了黄河调水调沙运用期进入河口的水沙条件,然后从三个方面包括防洪形势、生态环境变化、岸线变迁等,对黄河调水调沙运用对河口的积极影响进行了概括总结,文章最后指出:调水调沙作为河流治理最具生命力的举措和发展方向,如何发挥其更有效的作用,应切实注意解决好以下四个方面的问题:①调水调沙运用应注意解决多目标、多效应的协调和实现;②在进行调水调沙运用时,还应着力塑造相对有利的包括河床边界条件在内的其它相关条件;③应着力加强水文水情和河床演变趋势预报工作,科学决策调水调沙运用的时机和方式;④应科学对待调水调沙运用进入河口的泥沙问题。     

2002年黄河调水调沙试验河口形态变化

近年来黄河河口水沙条件基本处于维持不断流状态，汛期非汛期界限已非常不明显，河口形态变化基本特征发生明显改变。调水调沙试验前河口径流作用微弱，河口沙嘴长时间主要受潮流侵蚀作用逐渐向临界平衡状态调整。但是2002年7月调水调沙试验河口有一个14天的0．664亿t泥沙人海口门快速堆积过程，河口形态又形成一个不稳定的快速堆积状态。本文通过2001年6月与2002年7月两次拦门沙测验地形与相关水文资料，计算输海泥沙的数量及其分布，分析了该次调水调沙试验后河口形态特征变化。     

遥感监测调水调沙对黄河河口尾闾的影响

调水调沙是治理黄河的重要措施,遥感技术是监测调水调沙效果的重要手段.通过对3次调水调沙试验中黄河河口遥感数据的分析,定量描述了黄河河口尾闾淤进蚀退,并将黄河利津水文站的观测资料作为佐证,初步揭示了黄河河口淤进蚀退与上游来水来沙量的关系,说明了调水调沙对黄河河口尾闾的积极作用.     

2003年黄河调水调沙试验

2003年的黄河调水调沙试验开始于9月6日9时,至9月18日18时30分结束,历时12．4天。通过以小浪底水库为主的四库联合调水调沙,有效地利用小浪底一花园口区间的清水,与小浪底水库下泄的高含沙水流进行水沙“对接”。在试验过程中,采取了陆浑水库适时调控、故县水库控泄运用,尽量拉长、稳定小花问的流量过程,以利于小浪底水库配沙;以小浪底水库的实时水沙调控,稳定花园口站水沙过程的调度方式。通过前期实测资料分析、数学模型计算和实体模型试验,紧紧围绕这次调水调沙试验的主要目标,控制花园口流量2400m3／s、含沙量30kg／m3。这次调水调沙试验使下游主河槽过流能力得到进一步恢复,下游河道总冲刷量0．456亿t,全河段大都发生了冲刷,从而为今后实施水库多目标调度、兼顾各方面效益积累了新的经验。     

黄河调水调沙对河口形态影响的研究

对2002年8月、2004年8月2次河口拦门沙区水下地形测验及河口段河道地形测量的水沙条件、断面、地形资料等进行了对比分析,结果表明：①2002～2004年,黄河口经历了蚀退、延伸、再次蚀退、再次延伸的4个阶段;②河口河道比降、河口海洋动力、河口边界等已发生了重大变化,河口演变进程面临重大转折;③河口口门前方产生一个最大淤积厚度中心,最大淤积厚度超过10 m,1～10 m淤积厚度等值线依次层层嵌套,淤积厚度超过1.0 m的范围仅占河口拦门沙区面积的12%,淤积量却占到总淤积量的75.1%;④2年间河口口门区域造陆面积共约13 km2;⑤2002年7月至2004年7月,利津水文站冲淤平衡计算差值为1.47亿t。     

调水调沙对黄河高村段的影响分析

根据高村水文站水文资料,对调水调沙之前和2002—2008年调水调沙期间高村段河道的演变情况及原因进行了对比分析。结果表明:调水调沙改变了导致黄河下游河道严重淤积的不利水沙组合,形成了有利于下游河道减淤的水沙条件;高村段河道在调水调沙期间总体呈冲刷态势,平滩流量增大,河道行洪能力得到了提高。     

黄河调水调沙

黄河以其多泥沙,河道善淤、善决、善徒,而著称于世,被认为是世界上最复杂,最难治理的河流。黄河泥沙主要来自黄土高原的土壤侵蚀,黄河下游河道淤积的主要原因在于“水少沙多,水沙不平衡”。按照黄河下游河道冲淤规律,只要把进入黄河下游河道的不平衡的水沙关系调节为相协调的水沙关系,完全可以使黄河下游河道实现不淤积,黄河首次调水调沙试验达到了预期的目的,通过这次试验,积累了对黄河测验的海量数据（520万组）,加深了对黄河河床演变及水沙规律的认识,为今后建立更加符合原型黄河实际的数学模型和实体模型提供了极其重要的物理参数。     

黄河调水调沙入海切变锋分析

黄河调水调沙期间在河口及邻近海域布设29个大面站施测垂线流速、温度、盐度、含沙量等,发现各因子垂线剧烈梯度变化后出现一个切变拐点,29个切变点连起来就形成一个曲面——切变锋面。锋面以下全部是底部海水层,锋面以上为上部淡水层;淡水不能向锋面以下渗透,故锋面以下温度、盐度垂线竖直,呈现海水性质;海水可以从锋面处向上入侵,故温度、盐度垂线梯度变化;锋面处含沙量最小,流速流向展现出上下两层径流与海流的切变;锋面位置起于近岸拦门沙坎底,沿主流与两侧逐渐升高与海平面平齐。3 000 m3/s流量时盐度锋面以上表层小于2.2%的低盐入海淡水大都分布在浅表层区域;入海泥沙由近到远、由粗到细快速絮凝落淤,超出2.2%线范围表层含沙量已小于10 mg/L,至距离口门前方7.9 km表层已是著名的黄蓝分界线,入海泥沙中低层最多运移到口门前方13 km、两侧6.35 km处。     

黄河调水调沙

黄河下游河道淤积的主要原因在于“水少沙多，水沙不平衡”，按照黄河下游河道冲淤规律，只要把进入黄河下游河道的不平衡的水沙关系调节为协调的强大功能。小浪底水库位于控制进入黄河下游河道水沙的关键部位，该水库控制了黄河径流量的91％，控制了近100％的黄河泥沙，2002年7月4日进行的黄河首次调水调沙试验控制花园口断面流量不大于2600m^3/s，平均含沙量不大于20kg/m^3，小浪底水库泄流历时不少于10天，黄河下游河道共冲刷泥沙0．362亿t，试验达到了预期的目的。通过这次试验，共取得测验数据520万组，这为今后建立更加符合原型黄河实际的数学模型和实体模型提供了极其重要的物理参数，试验证明，利用水库调水调沙，将不协调的水沙关系调节为相协调的水沙关系，是有利于输沙入海、减轻下游河道淤积甚至冲刷下游河道的有效途径之一。     

黄河第三次调水调沙试验

黄河第三次调水调沙试验于2004年6月19日-7月13日进行。这次试验利用汛前的水库蓄水，并充分借助自然的力量，通过万家寨、三门峡、小浪底干流水库群的联合调度，辅以人工的泥沙扰动措施，在小浪底库区人工塑造了异重流，调整了其库尾段不利的淤积形态，加大了小浪底水库排沙量，减少了水库淤积；同时，利用进入下游河道水流富余的挟沙能力，在黄河下游“二级悬河”及主槽淤积最为严重的卡口河段实施了河床泥沙扰动，减轻了下游淤积并增强了下游河道的主槽过洪能力。试验取得了预期效果，小浪底库区淤积三角洲冲刷泥沙1．329亿m^3，设计淤积平衡纵剖面以上淤积的0．385亿m^3泥沙被全部冲走，小浪底库尾淤积形态得到了合理调整；下游卡口河段扰起泥沙164．13万m^3，扰沙河段的平滩流量增加了510-640m^3／s；下游河道利津以上各河段均发生冲刷，小浪底一利津共冲刷泥沙0．6422亿t。     

基于空间尺度的黄河调水调沙

基于空间尺度的黄河调水调沙理论是：利用小浪底水库不同泄水孔洞组合塑造一定历时和大小的流量、含沙量及泥沙颗粒级配过程，加载于小浪底水库下游伊洛河、沁河的“清水”之上，并使其在花园口站准确对接，形成花园口站协调的水沙关系，实现既排出小浪底水库淤积泥沙，又使黄河下游河道不淤积的目标。2003年9月6—18日，黄河水利委员会为验证该理论开展了原型试验。试验结果表明：①利用异重流排沙和浑水水库排沙的特点，达到了小浪底水库拦沙初期“拦粗排细”、减缓库区淤积的目的；②利用小浪底-花园口区间的洪水资源，将小浪底水库排出的细泥沙输送入海，并且不增加下游河道淤积，提高了水流的输沙效率；③实现了下游河道减淤与减灾的统一；④小浪底水库存蓄了6．02亿m^3水量，为引黄济津和翌年农田灌溉储备了水源。     

黄河水量统一调度经济效果分析

根据黄河水量统一调度的实际情况,从工业与生活供水、农业灌溉供水及生态环境供水等方面分析了1999~2004年水量统一调度的经济效果。结果表明,工业与生活增加供水量23.79亿m3,效益为183.73亿元;农业灌溉减少供水总量58.20亿m3,减少灌溉效益82.01亿元;生态环境供水增加量35.03亿m3,效益为70.19亿元。产生的总经济效益为171.91亿元,对黄河流域及供水区GDP的贡献累计增加1 470亿元。     

黄河中游水土保持措施减沙量宏观分析

对黄河中游水土保持措施减沙量进行了宏观分析,研究结果分为黄河中游水土保持措施减沙量、水利措施减沙昔、水利水土保持措施减沙量、“水保法”计算的水土保持综合减沙超和黄土高原水土保持措施减沙量等5个层次：结果表明,1970～1996年：①黄河中游水土保持措施年均减沙3．2亿t,黄河中游水利水土保持措施年均减沙4．5亿t,“水保法”计算的黄河中游水土保持年均综合减沙量为4．2亿t,黄土高原水土保持措施年均减沙3．5亿t,黄土高原水利水土保持措施年均减沙4．8亿t;②若扣除1970年以前的减沙量,则黄河中游水土保持措施年均新增减沙量2．1亿t,黄河中游水利水土保持措施年均新增减沙量2．6亿t,黄土高原水土保持措施年均新增减沙量1．7亿t,黄土高原水利水土保持措施年均新增减沙量2．2亿t.     

黄河泥沙研究重大科技进展及趋势

从黄河水沙情势变化、黄河水沙运动基础理论、黄河水沙调控理论与技术、河床演变与河道整治,以及黄河下游河道滩槽协同治理、泥沙综合处理与利用方略等方面,概要地介绍了黄河泥沙研究的重大科技进展,展望了黄河泥沙研究的发展趋势,提出了未来一段时期在“黄河流域生态保护和高质量发展”重大国家战略指引下应关注的重大科学问题。     

2002年黄河水量调度工作综述

2002年，黄河流域降雨稀少，旱情严重，无论是来水还是水库蓄水都为有实测资料以来最少的一年，全年唐乃亥、头道拐、潼关、花园口等水站实测径流量均为历史倒数第一位。面对严峻的水调形势，黄河水利委员会充分发挥流域机构的水行政管理职能作用，精细调度水资源，经过综合运用有效措施，在确保黄河不断流的前提下，基本保证了沿黄地区按计划用水，超额完成了向山东调水的任务，并为引黄济津筹备了水源，取得了明显的社会效益。     

关于黄河三角洲的灌溉水源问题

从黄河三角洲自然地理条件出发，结合该区黄河来水日趋减少，且近年又多有断流发生的实际情况，提出解决黄河三角洲灌溉水源紧缺的对策：修建平原水库，搞好渠道防渗，推广节水灌溉技术，做好计划用水，推行蓄淡压盐、种植旱作物等农业措施。     

调水调沙是黄河不淤的关键措施

综合分析了有关部门对黄河调水调沙的试验研究成果，结合近年来黄河水沙情况认为，要解决黄河河道不淤积问题，可能还需要冲沙用水数十亿立方米。今后，随着水土保持工作力度加强、河床形态改善和外流域补水等措施的逐步实施下，不淤积目标是完全可以实现的。建议将调水调沙作为治河的主导战略，强化研究攻关，促进其早日列入计划正式实施。