1997—2016年黄河上游河曲地区人工增雨综述

对黄河上游河曲地区1997—2016年的人工增雨工作进行了总结,通过对黄河上游水汽来源的简要分析,明确了人工增雨范围;通过对人工增雨的飞机、火箭、燃烧炉作业原理进行介绍,分析了人工增雨的作业方法,介绍了黄河上游河曲地区各阶段人工增雨进展情况和增雨效果检验方法,并统计了人工增雨取得的成效,对下一步开展人工增雨工作提出了建议:1加强研究,争取在人工增雨效果的检验和评估方法上有所突破;2在增雨时间和范围、站点布设、作业方式等方面,确定一个可以长期执行的科学、经济、实用的方案;3加大对增雨区部分群众的宣传和科普工作。     

黄河下游在役桥梁群桩基础冲刷特性

为了探明黄河下游在役桥梁群桩基础的冲刷特性,对郑州刘江黄河公路大桥群桩基础进行了冲刷深度测试。测试结果表明:黄河河道展宽作用使得黄河水流对桥梁群桩基础的冲刷主要表现在侧向冲蚀,而非河道处为垂直向下冲刷,导致跨黄河桥梁群桩基础局部冲刷坑最大深度位置并没有全部出现在群桩迎水侧前方,而是部分出现在顺水流方向的侧面;黄河水流对跨黄河桥梁群桩基础冲刷作用最强烈的位置并不是主河道水深最深或水流流量最大的位置,而是在主河道两侧的位置;一般情况下,在顺水流方向,跨黄河桥梁群桩基础迎水侧冲刷深度大于背水侧,迎水侧的冲刷坑坑壁坡度较背水侧陡;群桩基础冲刷坑边缘大多数在距承台2.25倍桩径处;河道转弯对河床冲刷的影响较大,转弯外侧的河床冲刷更为严重,建议在设计中适当增大河道转弯外侧桩基的最大设计冲刷深度。     

维持黄河下游中水河槽的小浪底调控指标分析

塑造和维持黄河下游中水河槽,是维护黄河健康生命的一项重要任务,也是对小浪底水库拦沙期运用的基本要求。通过分析黄河下游河道平滩流量的变化与进入下游的水沙量之间的响应关系,以及建立平滩流量与滑动平均汛期水量和洪水流量的关系,提出长期维持黄河下游中水河槽的调控指标为:流量不小于2 600 m~3/s,历时不小于6 d。通过分析当前4 000 m~3/s左右中水河槽的下游河道洪水冲淤特性,提出当前维持中水河槽对小浪底水库的运用要求为:汛前调水调沙尽可能塑造接近下游平滩流量的洪水过程,调控流量为3 500 m~3/s左右;汛期结合中游洪水过程塑造2 500m~3/s以上量级且具有一定历时的洪水过程。     

水体扰动条件下黄河泥沙对磷的吸附效应

采用黄河花园口断面河滩原型沙开展实验研究,重点研究了含调水调沙期的丰水期较高含沙量时黄河泥沙对磷的吸附效应及吸附动力学特性,建立了吸附动力学模型,为黄河下游河道和滩区生态综合治理提供借鉴。研究表明：含沙量越高,黄河泥沙对磷的吸附越快,吸附平衡时间越短。总磷的去除率在17.7%～60%范围的含沙量较低时,泥沙对总磷的吸附作用不明显,总磷去除率随含沙量的增加呈对数增长。单位质量泥沙的吸附量随含沙量增加呈对数递减。黄河泥沙对磷的吸附过程以物理吸附为主,同时也存在一定的化学吸附。     

考虑饱和渗透系数的宽级配土渗流侵蚀过程室内试验研究

【目的】宽级配土是堤防的主要填料,其在水力梯度作用下会发生内部侵蚀直至管涌破坏。渗流侵蚀过程会改变土体性质,进而影响饱和渗透系数。依据饱和渗透系数演变规律,探究土体渗流侵蚀过程,有助于工程安全性评价与渗透破坏预测防治。【方法】采用自制渗流侵蚀试验仪,通过逐级升高渗透水压力,开展土体侵蚀过程试验,测量饱和渗透系数和细颗粒流失量,探究级配与干密度对渗流侵蚀过程的影响。【结果】结果显示：依据饱和渗透系数演变规律,渗流侵蚀过程可分为侵蚀前期阶段、侵蚀发展阶段和侵蚀破坏阶段,从而定义了渗蚀发展临界水力梯度和渗蚀破坏临界水力梯度;宽级配土的渗蚀发展临界水力梯度与渗蚀破坏临界水力梯度均随级配参数D₁₅/d₈₅增加而减小;当细颗粒含量处于欠填状态时,渗蚀发展临界水力梯度随细颗粒含量增加而减小,渗蚀破坏临界水力梯度随细颗粒含量增加近似线性增大;当细颗粒含量处于满填状态时,两种临界水力梯度与累积细颗粒流失率均随着干密度增加而增大。【结论】可见,由于渗透侵蚀造成的饱和渗透系数变化显著地受土体级配与密实状态的影响。     

黄河上游梯级水电站储能作用在新型电力系统中的应用

新能源大规模并网后对电力系统调峰资源需求迫切,亟须全面提高电力系统中灵活性电源的利用水平,以维持电网安全稳定运行与清洁能源高效消纳。作为我国新能源并网比例最高的区域性电网,西北电网受近年来煤电新增装机少、抽水蓄能电站尚未投产、电化学储能调节规模小等因素影响,调节资源不足,制约了新能源的高效利用。通过充分发挥黄河上游已投产梯级水库的调蓄作用,进一步释放梯级水电站的调峰潜力,可实现类似储能的作用,有效节省抽蓄、电化学储能等调峰资源的建设成本。通过设立对照模型,分析了梯级水电站不参与调峰、直调水电站参与调峰和梯级水电站均参与调峰3种情景下的调峰能力差别,论证了梯级水电站参与调峰对电网调峰资源的积极贡献。     

新形势下黄河河口管理的思考

黄河是世界上治理和管理难度最大的河流之一,其入海河口的管理难度和复杂程度首屈一指。基于现状黄河河口的管理背景,分管理区域与范围、管理法律与法规、管理体制与机制、管理对象及内容、管理标准与指标、管理对策与手段、管理实践与评估等七个方面,对黄河河口的管理属性及其特征进行了梳理、归纳和总结,阐明了今后黄河河口管理的发展方向。所提论点和建议,对相关典型河口、河湖的管理与保护具有重要借鉴意义。     

汉江中游河段来水来沙条件复杂变化分析

丹江口水库蓄水和南水北调中线调水,引起了枢纽下游河段水沙条件复杂变化。依据多年实测水沙资料,统计分析了蓄水后及调水后汉江中游河段水沙条件的复杂变化特点,结果表明:蓄水后,径流过程离散度趋势性减小,中水历时增加,枯水历时减小;调水后径流过程离散度继续减小,但中水历时减小,枯水历时增加,呈现"长低水历时"特点。蓄水后水沙搭配平衡度降低,水流挟沙不饱和度显著升高,汛期水沙搭配平衡度下降更快,且已接近非汛期,调水后继续减小。蓄水后中、枯水流量下水位变化率增加,水位变化率-流量关系曲线拐点右移,漫滩流量呈上升态势,反映出断面主槽向窄深方向发展。径流过程离散度降低、洪枯比减小将有利于降低河道的游荡性。     

黄河中游泥沙输移特性及机理研究

基于黄河中游干流4个水文站及8条主要支流1957-2018年实测降雨输沙资料,采用Mann-Kendall检验、有序聚类分析法研究黄河中游区间输沙时空变化特性,结合双累积曲线法量化输沙变化驱动因素。研究结果表明:黄河中游干流各水文站年输沙量均呈显著减少趋势,各站减幅自上游至下游沿程不断增大。区间8条典型支流多年输沙模数自1970s后均呈减少趋势,头道拐-龙门区间对中游区间输沙占比下降明显,区域水土保持治理效益显著。研究显示人类活动是黄河中游输沙锐减的主要驱动因素,对头道拐-龙门区间平均输沙变化贡献率为85.84%,对龙门-潼关区间输沙变化贡献为88.68%,淤地坝、梯田和水库等水利水保工程措施是输沙锐减的主要原因。