黄河调水调沙调控指标及运行模式研究

分析了小浪底水库运用以来黄河调水调沙运用效果及出现的新情况,从充分发挥调水调沙水流输沙效率出发,研究提出了黄河调水调沙调控指标,即调控流量为2 500～4 000m3/s,洪水历时不小于6d,汛前调水调沙洪水峰型宜采用矩形峰,在调水调沙水量充足的条件下,调控流量在保障下游滩区安全的前提下取大值;根据当前小浪底水库所处的运用阶段和水沙调控运用的要求,提出小浪底水库调控目标应转向水库适度拦调泥沙,尽可能长期维持黄河下游4 000m3/s左右中水河槽,调水调沙运用应综合考虑小浪底库区淤积和下游河道主槽过流能力变化等因素,选用适宜的调水调沙运用模式。     

黄河水沙调控体系建设初步研究

解决黄河水少沙多、水沙关系不协调的有效途径是增水(节水和外流域调水)、减沙(水土保持措施减沙,干支流水库拦沙,小北干流放淤)、调水调沙.完善的黄河水沙调控工程体系应包括黄河干流龙羊峡、刘家峡、黑山峡、碛口、古贤、三门峡、小浪底七大骨干水库和支流泾河东庄水库、沁河河口村水库、伊洛河陆浑与故县水库等,非工程体系主要包括水沙预报系统、不同空间尺度和不同时间尺度的水沙调控调度模型等.黄河水沙调控工程体系必须保证黄河水沙的多年调节、满足调水调沙对水流动力的要求、能够调节水库泥沙、满足小北干流放淤对水沙条件的要求、确保黄河不断流以及支持流域经济社会发展等.     

黄河上游水沙调控的关键科学问题与研究重点

为了促进黄河上游水沙问题的系统解决,从流域系统的角度,结合水沙灾害防治和水资源管理的实际需求,认为黄河上游水沙关键过程与调控是保障黄河上游防洪安全、用水安全和黄河长治久安的重要基础科学问题,具体包括:1风-水-重力侵蚀产沙的耦合过程;2沙漠宽谷河道冲淤过程及河床演变机理;3水库群联动调控水沙的理论与方法。研究重点包括:1沙源解析方法与黄河上游泥沙来源;2风-水-重力侵蚀产沙机理与输移过程;3沙漠宽谷河道洪-床-岸作用机理与冲淤效应;4黄河上游水库群调节与河道水沙过程的响应;5黄河上游水沙关键过程调控理论与方法。     

水资源合理配置及其水量调控模式

1水资源合理配置涵义及特征1.1水资源合理配置涵义水资源既是国民经济发展不可替代的必备资源,又是人类和生态环境系统赖以生存的基础物质条件,它具有资源的、社会的和环境的多属性特征。在一定的区域范围内,水资源总量基本上是定数,这体现了水资源的有限性;随着社会经济的发展,水资源用途和用量的扩大,供需矛盾逐渐突出,水资源的稀缺性也愈来愈明显。水资源合理配置不仅涉及水资源及水资源系统概念的界定,而且与社会经济系统运行、生态环境系统变化以及社会可持续发展思想、科学技术水平等诸多因素有关。思考问题的出发点不同,对水资源合理…     

黄河水库群泥沙动态调控关键技术研究与展望

黄河水沙联合调控经过几代人的共同探索,已在防洪防凌安全和水量统一调度等方面发挥了巨大作用。然而,流域来水来沙条件是动态变化的,库区-河道边界约束条件是动态调整的,区域社会经济发展和生态健康维持的需求是动态增长的,特别是针对黄河水少沙多的现实状况,黄河水沙调控不仅要注重水量的适应性调度,更要突出泥沙的动态调控,实现行洪输沙-社会经济-生态环境等河流系统功能多维协同的目标,探索水动力-强人工措施有机结合的调控技术,突破"调水容易调沙难"的瓶颈。在系统梳理过去数十年多沙河流水库泥沙调控主要研究进展的基础上,提出了当前黄河泥沙动态调控的关键科学技术问题,阐明了未来开展相关基础理论与应用基础研究的方向,包括黄河泥沙动态调控系统理论的构建、水库泥沙高效输移机制与下游河流系统多过程综合响应机理的揭示、提出黄河泥沙动态调控模式与技术、建设黄河泥沙动态调控模型与智慧决策平台等,进一步的研究成果可为完善当前黄河水沙调控工程体系建设、实现黄河长治久安提供坚实的科技支撑。     

黄河流域近百年产沙情势变化

基于实测降雨、水文、坝库拦沙、灌溉引沙和河道冲淤等数据,分析了1919-2016年黄河潼关以上流域实际产沙量、产沙强度和不同时期下垫面在多年平均降雨情况下的产沙能力变化。结果表明,20世纪30年代以后,流域产沙能力逐渐增大,至50~70年代达到顶峰;80~90年代以后,流域产沙逐渐减少,其中2010-2016年流域产沙强度只有1919-1939年的23%。1919-2016年流域年均产沙量为13.7亿t。在多年平均降雨和1919-1953年下垫面情况下,潼关年均来沙量应约为14.6亿t;至1956-1975年,该值达到16.6亿t。     

黄河水沙调控体系运行机制与效果研究

完善水沙调控体系是应对黄河水少沙多、水沙关系不协调的关键措施.结合实测资料,计算了河道输沙能力,分析了水沙调控体系运行机制,计算了水沙调控体系对黄河水沙关系的调节作用,结果表明:河道输沙效率随着水流流量的增大而增大,且在平滩流量附近存在明显的拐点,骨干水库群联合调控可泄放接近下游河道最小平滩流量的大流量过程,提高河道输...     

黄河中下游水库群水沙联合调控技术研究

根据维持黄河下游河槽排洪输沙基本功能的水沙调控指标体系,对黄河不同区域来水进行了分析,提出了小浪底、万家寨、三门峡、故县、陆浑水库的水沙联合调控组合方式,运用神经网络等方法研究了黄河中游水库群水沙联合调度关键问题,包括流量过程、含沙量过程的控制方式及修正模式,并在2005年黄河水沙调控过程中得以运用。     

2008年黄河调水调沙人工塑造异重流调度分析

对2008年黄河调水调沙期间万家寨、三门峡、小浪底水库联合调度过程进行了详细的论述和分析,阐述了黄河干流万家寨、三门峡、小浪底水库群实施联合调度塑造人工异重流的控制要点:①掌握好万家寨水库泄流时机、下泄流量及下泄历时;②三门峡水库采用大流量短历时的逐级加大泄流方式;③三门峡水库下泄的大流量与小浪底水库对接水位不能太低.     

小浪底水库拦沙初期调控库容分析论证

根据小浪底水库的开发任务、初期水库输沙规律及黄河下游河道的演变规律，对初期运用满足防淤减淤、供水发电要求所需要的调控库容进行了分析，比较了不同调控库容调水、水库淤积、下游河道减淤２及断面形态调整、发电的效果。认为当调控上限流量采用２６００ｍ＾３／ｓ时，调控库容采用８亿ｍ＾３；当调控上限流量采用３７００ｍ＾３／ｓ时，调控库容采用１３亿ｍ＾３，可较好地满足防洪减淤２和供水发电需要。     

对黄河水沙调控体系建设的思考

近年来,黄河水利委员会在黄河水沙调控体系建设上进行了很多的探索和实践,如调水调沙试验,小北干流淤粗排细的放淤试验,包括下游标准化堤防建设等,目的都是为了解决水少沙多、水沙不协调以及其他一些由来已久的黄河老大难问题.     

黄河2007年汛前调水调沙生产运行分析

对黄河2007年调水调沙生产运行情况进行了分析,结果表明:本次调水调沙取得了下游河槽全线冲刷、主河槽最小平滩流量由调水调沙前的3 500 m3/s增大到3 630 m3/s和人工塑造异重流成功等良好效果。取得的主要收获有:①进一步积累了人工塑造异重流的经验;②加深了对下游河道水沙演进规律的认识;③为河道整治工程设计提供了原型观测数据;④再次证明调水调沙作为扩大下游河道排洪能力、处理黄河泥沙、维持黄河健康生命的措施之一是行之有效的。     

黄河下游无功耗导流扰沙可行性初步分析

无功耗导流扰沙是不借助外在动力达到扰沙疏浚的目的,目前正处于试验阶段。为了分析其可行性,文章在其概化模型的基础上,利用理论近似计算,得出了该方法的可行条件、注意事项等,为该方法具体实施提供了参考依据。     

长江流域水资源调控与水库群调度

长江流域不仅存在着干旱缺水问题,也普遍存在水质性缺水和水生态功能退化问题,迫切需要加强严格的水资源管理和水利工程系统的优化调控。随着三峡、南水北调中东线等重大水利工程建成运行,为流域水资源调度提供了必要的工程手段,而三条红线等水资源管理措施的推进,使长江流域水资源管理和水利工程调控水平显著提高。本文首先回顾随着经济社会发展长江流域水资源供需关系变化,水库建设和水资源调控发展历程,然后通过引江济太工程调度、汉江的丹江口水库和长江三峡等控制性水库调度实践,讨论长江水资源综合调控技术进展及存在的问题,最后对于未来水资源综合调控中的科学、技术和管理方面需要开展的研究进行展望。     

黄河水沙过程调控与塑造下游中水河槽

随着黄河流域来水来沙过程的大幅变化及人类活动的加剧，黄河的健康状况日趋恶化。通过对黄河健康的内涵、维持黄河健康生命的理论与技术支撑、流域水沙资源优化配置数学模型、大型水利枢纽联合运用对黄河下游河道的减淤作用、塑造黄河下游河道中水河槽等方面的研究，提出了对黄河水沙调控体系的认识，并认为在目前实际的黄河水沙条件下，通过小浪底水库的调节，黄河下游河道经过5—8年的努力，是可以塑造出一个平滩流量为4000m^3／s左右的中水河槽的。     

黄河水沙调控体系规划关键问题研究

根据黄河水少、沙多,水沙关系不协调的基本特征,统筹考虑防洪、防凌、减淤、水资源配置等方面需求,分析提出了建设黄河水沙调控体系的任务、总体布局、联合运用机制。根据工程建设现状和存在的问题、待建工程在水沙调控体系中的任务和作用,分析了待建骨干工程的建设时机。结果表明:①目前已建的龙羊峡、刘家峡、三门峡和小浪底4座控制性骨干工程在协调水沙关系方面还存在较大局限性;②龙羊峡、刘家峡、黑山峡、碛口、古贤、三门峡、小浪底等干流骨干水库构成了黄河水沙调控体系的主体,其主要任务是对洪水、泥沙、径流进行有效调控,以满足维持黄河健康生命和经济社会发展的要求;③黄河水沙调控体系中各工程的任务各有侧重,但又具有紧密的系统性和关联性,必须做到统筹兼顾、密切配合、统一调度、综合利用;④要加快古贤、东庄水库的前期工作,深入论证黑山峡河段开发方案,并做好碛口水库的关键技术研究工作。     

黄河水沙调控体系建设关键问题研究

根据黄河水少沙多、水沙关系不协调的基本特征,分析了现状黄河水沙调控存在的问题:一是现状工程条件下,能提供的水流动力条件不足,联合调节水流和泥沙比较困难,不能较长时期维持小浪底水库拦沙期塑造的黄河下游中水河槽;二是现状工程运用不能解决协调宁蒙河段水沙关系和供水、发电之间的矛盾,宁蒙河道淤积萎缩,防凌防洪形势严峻;三是潼关高程居高不下。考虑防洪防凌、减淤、水资源配置等需求,研究提出了黄河水沙调控体系的总体布局,即以干流七大控制性骨干工程龙羊峡、刘家峡、黑山峡、碛口、古贤、三门峡、小浪底为主体,海勃湾、万家寨水库为补充,支流陆浑、故县、河口村、东庄水库配合,共同构成工程体系,由监测体系、预报体系和决策支持系统构成非工程体系,为水沙联合调度提供技术支撑。从河道减淤、防洪防凌安全以及水资源优化配置等需求出发,研究了黄河水沙调控指标体系,定量提出了维持河道排洪输沙功能的调控指标、河段防洪防凌指标以及实现水资源有效管理的调控指标等。在此基础上,研究提出了水沙调控体系联合调控方式。从待建工程的开发任务、在水沙调控体系中的地位和作用以及黄河治理开发的迫切要求出发,分析确定了待建骨干工程的开发次序为古贤、黑山峡和碛口水利枢纽工程。古贤水利枢纽工程在黄河治理开发和管理中具有承上启下的战略地位,对于保障黄河防洪安全具有重要作用,建议尽快兴建古贤水利枢纽,争取在小浪底水库拦沙库容淤满前投入运用。     

黄河干流水资源量可再生能力的评判和调控

本文根据水资源量可再生能力的评判条件，提出了水资源量再生能力评判系数及计算方法，并在水库合理调度和水资源优化配置的基础上，建立了黄河干流水资源再生能力的评判和调控模型。模型对不同需水水平年黄河干流水资源量再生能力进行了评判，并从维持水资源可再生性角度，考虑了南水北调及降低需水水平对黄河水资源可再生能力的调控作用。研究结果表明，该方法为黄河干流水资源可再生能力的评判及水资源可持续利用提供了合理控制阈值的科学依据。     

黄河调水调沙研究进展

调水调沙是促使黄河不淤的工程措施之一,通过人工调控塑造协调的水沙关系,主要目标是调整水库淤积形态,促进下游河道冲刷,提高下游河道的行洪能力。在前人研究和相关实践的基础上,总结了调水调沙的技术关键和其对上游水库及下游河道的各方面影响,并针对存在的问题,对黄河调水调沙相关研究的发展趋势进行了探讨．认为：异重流排沙机理、高含沙水流输沙的实现、下游河道的综合治理、调控流量的加大和对河口湿地生态的维护将可能成为黄河水沙时空调控理论进一步发展的方向。     

黄河上游梯级水库群调水调沙潜力初步研究

利用水库群开展水沙调控是解决黄河上游泥沙淤积的有效措施之一。以1956~2010年长系列来水、来沙资料为准,分析了黄河上游沙漠宽谷河段的水沙规律和调控时机,以龙羊峡、刘家峡水库(龙刘)为调控手段,在以水定电模式下建立黄河上游梯级水库群联合调度模型。在3种情景下求解模型可知:(1)黄河上游调水调沙14、30 d的最大需水量分别是32×10~8和67×10~8m~3;(2)定量给出了梯级水库群的调水调沙潜力,调水调沙14 d的周期为2年1次,调水调沙30 d的周期为3年1次;研究成果对黄河上游沙漠宽谷河段河道水沙调控以及梯级水库群科学调度具有重要的指导意义和应用价值。