黄河中下游大型水库对下游河道的减淤作用

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黄河泥沙特点及治理实践评述

黄河泥沙特点及治理实践评述

黄河泥沙特点及治理实践评述黄河泥沙特点及治理实践评述黄河,全长约5464公里,流域面积约79.5万平方公里,是中国境内长度仅次于长江的河流,它发源于青海省青藏高原的巴颜喀拉山脉北麓的卡日曲,呈“几”字形流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南及山东9个省,最后流入渤海。

在中国历史上,黄河及沿河流域的人类文明带来很大的影响,是中华民族最主要的发源地之一,所以中国人一般称其为“母亲河”。

黄河是中国第二长河,世界第五大河。

目前的研究状况及进展一、黄河由于中段流经中国黄土高原地区,因此夹带了大量的泥沙,所以它被称为世界上含沙量最高的河流。

笔者经阅读多篇论文对黄河水沙的基本特点和变化趋势概括如下:(一)黄河水沙基本特点1.深化和完善,水少沙多,含沙量高黄河是世界罕有的多沙河流,实测年平均水量464亿m3,沙量15.6亿t,平均含沙量33.6 kg/m3,年沙量和含沙量是中国各大江河之首。

黄河的水量不及长江的1/20,沙量却是长江的3倍。

像黄河这样沙量大、水量少、含沙量高的河流,在世界大江大河中是罕见的。

2.水沙异源,分布不均黄河流域自然地理条件差别较大,水沙来源地区分布非常不均。

水量主要来自河口镇以上,占总水量的54%,而且是清水,该地区来沙量仅占到总来沙量的9%;沙量主要来自河口镇~龙门区间,来沙量占到55%,来水量仅占14%。

黄河上游的水量主要来自贵德以上。

而产沙集中在中游的黄土丘陵沟壑区,黄河的泥沙和粗泥沙总量中,约有3/4集中在11和10万km2区域,其中一半又分别来自5和3.8万km2区域。

3 . 水沙年际变化大,年内分配不均匀黄河水沙存在丰、枯水年交替出现,年际变化大的特点,如花园口站实测水沙量变化过程出现了1922~1932年11年和1969~1974年连续6年的枯水系列。

由于暴雨落区的不同来水并不完全与来沙同步,出现各种丰、平、枯水沙年组合。

水沙量年际间差别较大,年水量最大最小的比值约为3.1~3.4,年沙量最大最小的比值约为4~10。

(全国版)2019年高考地理二轮复习“建设美丽中国”专题检测(含解析)

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建设美丽中国[专题达标检测]一、选择题(2018·海南高考)历史上,黄河输沙量居世界大河之冠。

近几十年来,我国重点开展黄土高原水土流失综合治理,并在黄河上修建水库,使下游年均来沙量大幅减少。

治理前后黄河下游来沙量的变化充分反映了“山水林田湖是一个生命共同体”。

据此完成1~3题。

1.在黄土高原治理中植树种草的主要目的是( )①固定表土②减少径流③沉积泥沙④降低风速A.①②B.②③C.③④ D.①④2.修建水库不仅可以拦截泥沙,还可以放水冲沙,以减少下游河床淤积。

冲沙效果最佳的水库放水方式是( )A.洪水期持续放水 B.枯水期持续放水C.洪水期集中放水 D.枯水期集中放水3.“山水林田湖是一个生命共同体”蕴涵的地理原理主要是( )A.水循环与水平衡原理 B.陆地水体相互转化原理C.地理环境整体性原理 D.地理环境地域分异原理解析:1.A 2.D 3.C 第1题,黄土高原最突出的环境问题是水土流失,而植被具有保持水土、涵养水源等作用,①②正确,故A正确。

第2题,将水库下游河床淤积的泥沙冲走需要河水具有较大的侵蚀和搬运能力,而河流的搬运能力与河流的流量和流速呈正相关。

河流在洪水期不需水库放水即可完成河床清淤,故排除A、C选项。

河流在枯水期流量和流速较小,侵蚀搬运能力弱,此时水库中蓄积的水量集中放水,可以加大对下游河床的冲刷,但是持续放水需要的时间较长,单位时间内所放水量也不能过大,因此影响下游河床的清淤效果,故D正确,B错误。

第3题,“山水林田湖是一个生命共同体”主要说明了各地理要素之间是相互联系、相互影响的有机整体,体现了地理环境整体性原理,故C正确。

河北省迁安市西邻滦河,流经市区的三里河受滦河的地下水补给。

因滦河洪水多发,故历史上修建了高耸的堤坝,使该市有水而不得见。

20世纪70年代后,三里河逐渐干涸,并成为排污沟。

2010年完成的三里河绿道项目,拆除了河道水泥岸坡、基底,恢复了自然河道,并利用管道引滦河水补给三里河,从而建成了“苇荷连接,风光秀丽”的城市生态廊道。

【 2025年高考地理一轮复习(新人教版)】第四章 课时63 流域内协调发展

【 2025年高考地理一轮复习(新人教版)】第四章 课时63 流域内协调发展

[课程标准] 1.以某区域为例,说明产业转移和资源跨区域调配对区域发展的影响。

2.以某流域为例,说明流域内部协作开发水资源、保护环境的意义。

3.结合“一带一路”建设,说明国际合作的重要意义。

[基本概念]流域、流域经济、流域协作、长江经济带、环境保护;资源的跨区域调配、南水北调、西气东输、西电东送、北煤南运;产业转移、劳动密集型产业、资本密集型产业、技术密集型产业、产业空心化;经济全球化、“一带一路”、丝绸之路经济带、21世纪海上丝绸之路。

[基本原理]流域的协同发展;资源跨区域调配的原因及影响;产业转移的一般规律和影响;国际合作的意义。

[体系架构]课时63 流域内协调发展1.流域内部水资源协作开发 (1)流域①水系:由河流的干流和各级支流以及连通的______、沼泽构成。

②流域:由________所包围的河流或水系的集水区域。

(2)水资源协作开发①流域内的水资源功能:农业______、淡水养殖、提供工业用水和生活用水、发展________、水能发电、生态保护、旅游等多种功能。

②协作开发的必要性(3)协作开发的措施①综合运用工程技术措施和行政、法律、市场等手段。

②对流域进行统筹管理思考 河流的梯级开发有什么好处?_____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ 2.黄河的调沙减淤 (1)实施背景①河流水文特征:河流____________。

②存在问题⎩⎪⎨⎪⎧黄土高原: 严重黄河下游:河床不断抬高(2)黄河沙患的解决①侵蚀区——减少入河泥沙量中游的黄土高原是黄河流域的主要侵蚀区,____________是减少入黄泥沙的根本措施。

在黄土高原,由政府投资、补偿,以小流域为单元,因地制宜进行水土保持措施。

黄河上中下游存在的问题及解决措施

黄河上中下游存在的问题及解决措施

黄河上中下游存在的问题及解决措施黄河上中下游存在的问题及解决措施如下:一、上游问题:荒漠化、凌汛。

解决措施:建立生态保护区,退耕还林、退耕还草,爆破、飞机轰炸排凌汛。

二、中游问题:水土流失严重。

解决措施:开展水土保持工作,加强农业技术措施,生物措施、退耕还林、退耕还草。

三、下游问题:泥沙淤积、地上河、凌汛、冬春水量不足,经常断流。

解决措施:建立水库调水调沙,加固堤坝,冬春工程排凌汛,加大水量供给,合理分配水量。

以下是更具体的解决措施:四、上游荒漠化问题:建立生态保护区,包括草原、森林和湿地等生态系统,采取严格的保护和管理措施,限制人类活动,减少对自然环境的破坏。

推广退耕还林、退耕还草,将人类活动较少的土地逐步恢复为自然植被,提高植被覆盖率,减少风沙侵蚀和水土流失。

针对凌汛问题,可以采用爆破、飞机轰炸等方式,将冰凌破开,降低水位,避免洪水造成的灾害。

五、中游水土流失问题:开展水土保持工作,实施土地整理、梯田建设等工程,改善农田灌溉和排水条件,减少土壤流失。

加强农业技术措施,推广先进的耕作方式和农作物种植技术,提高农业生产的效益和效率,减少土地的过度开垦和植被破坏。

生物措施,通过植树造林、恢复湿地等措施,增加植被覆盖率,提高生态系统的稳定性,减少水土流失。

六、下游泥沙淤积、地上河问题:建立水库调水调沙,通过水库的调节作用,将洪水期的多余水量储存起来,避免洪峰流量过大,减少泥沙的淤积。

加固堤坝,加强河道治理和堤防建设,提高河道的抗洪能力,减少洪水期对堤坝的冲击和损坏。

冬春工程排凌汛,在冬春季节加强河道巡查和监测,及时发现和处理冰凌堆积的问题,避免河道堵塞和洪水灾害。

七、下游冬春水量不足、经常断流问题:加大水量供给,在枯水期增加水资源的供给量,通过调水工程将丰水期的水资源调配到枯水期使用,保证下游地区的水量需求。

合理分配水量,在丰水期和枯水期之间合理分配水量,确保各个地区的生产和生活用水需求得到满足。

除了以上提到的具体措施,以下是一些额外的建议和措施,以帮助解决黄河上中下游存在的问题:八、推广水资源节约和高效利用:在黄河沿岸地区推广水资源节约和高效利用的技术和方法,例如推广节水农业、提高工业和居民用水的利用效率等,以减少对水资源的浪费和过度使用,确保水资源的可持续利用。

【高中地理】流域内协调发展课件 2022-2023学年高二地理人教版2019选择性必修二

【高中地理】流域内协调发展课件 2022-2023学年高二地理人教版2019选择性必修二

人工增雨
跨流域调水
三 黄河流域水资源的调配 探究九:黄河流域水资源调配的措施
3.黄河全流域统筹规划应对断流的措施
节流措施
节水农业
污水净化
城市节水
宣传教育
三 黄河流域水资源的调配
活动:对比分析黄河不同河段水资源的利用
1.图4.13 所示两河段的用水结构与全流域的相比,各有什么特点? 2.从提高黄河流域水资源利用效率的角度,提出改善水资源利用的建议。
5.黄河下游断流带来的影响。
对河口三角洲及海域的影响
黄河三角洲景观图
●海岸侵蚀后退,海水倒灌; ●湿地生态系统退化,生物多样性减少; ●渤海水域失去重要的饵料来源,影响海洋生物的繁衍生存……
三 黄河流域水资源的调配 探究八:黄河流域的人水矛盾
5.黄河下游断流带来的影响。
空间范围
主河道
河流沿岸
主要影响
自然原因: ① 黄河流域大部分流经干旱、半干旱区,降水量
少,蒸发量大,水量小; ② 下游形成“地上河”,无支流汇入; ③ 降水季节分配不均匀,年际变化大. 人为原因: ① 流经区域人口稠密,经济发达,工农业生产和
生活用水量大; ② 水资源利用不合理,浪费严重。 ③ 植被破坏,涵养水源能力减弱,枯水期干流
活动:对比分析黄河不同河段水资源的利用
问题:2.从提高黄河流域水资源利用效率的角度,提出改善水资源利用的建议。 农业方面:喷灌、滴灌;推广耐旱型农作物; 工业方面:提升工艺流程;污水处理后再排放等; 生活方面:提高水价;洗菜水进行浇花、冲厕所等; 全流域协调用水,分配用水份额等;
四 拓展应用
探究十:分析莱茵河流域水污染防控的措施
黄河流域水量统一调度和分配
三 黄河流域水资源的调配 探究九:黄河流域水资源调配的措施

黄河下游河床不抬高措施探讨

黄河下游河床不抬高措施探讨

黄河下游河床不抬高措施探讨摘要:黄河是一条多沙河流,含沙量和输沙量均居世界大河之首,人民治黄以来,取得了伏秋大汛岁岁安澜的伟大成就。

但是,黄河泥沙问题仍十分重要,河床仍在淤积抬高。

减缓或根本阻止黄河河床的抬高,是治理黄河的一个重要课题,是确保黄河安澜的重要因素。

作为治黄工作者,在实践过程中总结、研究水沙运动规律,探索减少来沙、减少河道淤积措施,是我们义不容辞的责任。

关键词:黄河下游河床不抬高措施探讨1. 前言黄河是一条多沙河流,含沙量和输沙量均居世界大河之首,人民治黄以来,取得了伏秋大汛岁岁安澜的伟大成就。

但是,黄河泥沙问题仍十分重要,河床仍在淤积抬高。

减缓或根本阻止黄河河床的抬高,是治理黄河的一个重要课题,是确保黄河安澜的重要因素。

作为治黄工作者,在实践过程中总结、研究水沙运动规律,探索减少来沙、减少河道淤积措施,是我们义不容辞的责任。

2. 近年河道冲淤现状1986年以来,由于黄河流域降雨偏少,而用水量呈逐年增加趋势,进入中下游的水量明显减少。

上中游大中型水利工程的建成运用,改变了水量的年内分配,汛期发生高含沙洪水的机率增多,加之非汛期下游连年长时段断流,造成山东省主槽淤积严重。

1986年5月到1999年5月的13年中,高村至利津河道年均淤积0.442亿m3,其中主槽年均淤积0.392亿m3,滩地淤积量仅为0.050亿m3,分别较多年平均淤积偏多41%和偏少84%,表明主槽淤积严重,滩地淤积轻微。

受主槽淤积影响,各河段平槽流量明显降低。

1986年山东省各河段主槽流量一般在6000―7000 m3/s,经过13年淤积,山东省高村以上河段流量已降至2000立方米每秒,高村――孙口降至3000 m3/s,孙口――艾山降至3000 m3/s,艾山――利津降至3500 m3/s,利津以下河口段降至3800 m3/s。

3. 利用小浪底调水调沙功能减少下游河道淤积3.1小浪底调水调沙试验功能根据小浪底水库设计要求,通过调水调沙可以达到减少下游河道淤积,保证下游河道20年不淤积的目标。

浅谈黄河下游河道抬高的成因及治理措施

浅谈黄河下游河道抬高的成因及治理措施

浅谈黄河下游河道抬高的成因及治理措施摘要:本文简要阐述了黄河下游河床抬高的原因,分析了河床抬高的危害性,提出了“河床不抬高”的六项措施:首先采取水土保持措施来减少黄河中游粗泥沙的入黄量;其次是适时进行调水调沙,冲涮河道,减小河道淤积;第三在中游适宜地点修建高坝大库,拦蓄、调节洪水泥沙;第四是大力开展下游河道整治工程和疏竣工程:第五是设法减缓河口延伸的速率;第六是合理开发应用黄河泥沙资源,将黄河泥沙变害为利。

关键词:河床抬高;黄河泥沙;治理措施“河床不抬高”是治黄工作者长期以来的愿望,水利部原部长汪恕诚首先将其作为治黄的目标明确提出来,黄委李国英主任更将其作为黄河实现长治久安的重要标志。

“河床不抬高”应是指主河槽不抬高,至于滩地的适当淤积抬高则有利于主槽的稳定,即“滩高槽稳”,是有益的。

1.河床抬高的原因长期以来,黄河下游河床不断抬高是由于黄河水少沙多,水沙不平衡,导致黄河下游河床严重淤积,逐年抬高的,主要原因有三:①中游地区严重的水土流失;②河口淤积延伸,河道增长;③下游河道尤其是东坝头至高村游荡型河段和高村至陶城铺“驼峰”河段输沙不畅。

其中中游严重的水土流失是最根本的原因,河口的淤积延伸和下游的游荡河型都是由中游长期的严重水土流失所造成的。

2.河床抬高的危害由于来水来沙条件和历史条件的不同,黄河下游河床的抬高加剧是从三门峡水库修建后的20世纪60年代开始发展起来的。

截止目前,黄河下游不同河段河床抬高的发展程度有所不同,最为严重的河段为东坝头至陶城铺河段。

由于黄河下游河床的严重淤积,逐年抬高,不仅导致黄河下游二级悬河形势的不利局面进一步加剧,并使黄河下游河道在中常洪水下,形成横河、斜河和顺堤行洪的危害性逐渐加大,进一步增大了洪水对两岸的威胁,防汛形势日趋严峻的不利局面。

3.实现河床不抬高的治理措施要实现“河床不抬高”的目标,就要从根本上解决下游河道的泥沙淤积问题。

这首先在于采取水土保持措施来减少黄河中游粗泥沙的入黄量;其次是适时进行调水调沙,冲涮河道,减小河道淤积;第三在中游适宜地点修建高坝大库,拦蓄、调节洪水泥沙;第四是大力开展下游河道整治工程和疏竣工程:第五是设法减缓河口延伸的速率;第六是合理开发应用黄河泥沙资源,使黄河泥沙达到变害为利的作用。

东庄水库运用方式对渭河下游减淤作用研究

东庄水库运用方式对渭河下游减淤作用研究

东庄水库运用方式对渭河下游减淤作用研究梁艳洁;谢慰;赵正伟;罗秋实;付健【期刊名称】《人民黄河》【年(卷),期】2016(038)010【摘要】东庄水库坝址位于渭河最大的支流泾河,对渭河来水来沙有重要影响。

通过水库合理运用可起到拦沙和调水调沙作用,有效减少入渭泥沙,协调水沙关系,从而减轻渭河下游河道淤积、扩大和维持中水河槽行洪输沙能力。

基于一维非恒定流水沙数学模型,通过渭河下游河道冲淤计算分析,对东庄水库运用方式进行了比选。

研究结果表明,东庄水库能够起到减淤、恢复和维持渭河下游中水河槽的作用,与拦沙期一次抬高汛限水位运用相比,逐步抬高汛限水位的运用方式对渭河下游减淤效果较好;拦沙后期入库流量大于等于600 m3/s且含沙量大于等于300 kg/m3时,进出库平衡运用方式对渭河下游河道减淤效果优于提前泄水运用方式。

【总页数】6页(P131-136)【作者】梁艳洁;谢慰;赵正伟;罗秋实;付健【作者单位】黄河勘测规划设计有限公司博士后科研工作站,河南郑州450003; 黄河勘测规划设计有限公司,河南郑州450003;黄河水利水电开发总公司,河南济源454650;黄河勘测规划设计有限公司,河南郑州450003;黄河勘测规划设计有限公司,河南郑州450003;黄河勘测规划设计有限公司,河南郑州450003【正文语种】中文【中图分类】P333.4;TV882.1【相关文献】1.东庄水库对渭河下游防洪减淤的作用 [J], 赵克玉;王小艳2.东庄水库对渭河防洪减淤的作用 [J], 张雷3.东庄水库对渭河下游河道防洪减淤作用的探讨 [J], 田万全;程子勇4.黄河中游地区淤地坝减洪减沙及减蚀作用研究 [J], 冉大川;罗全华;刘斌;王宏5.东庄水库调水调沙对渭河下游和潼关高程冲淤作用的研究 [J], 蒋建军因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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2005年5月SHUILI XUEBAO第36卷第5期文章编号: 0559-9350(2005)05-0511-08黄河中下游大型水库对下游河道的减淤作用郭庆超1,胡春宏1,2,曹文洪1,李景宗3(1.中国水利水电科学研究院泥沙研究所,北京 100044;2.国际泥沙研究培训中心,北京 100044;3.黄河水利委员会,河南郑州 450003)摘要:本文采用泥沙数学模型分别对小浪底水库单独运用以及小浪底与古贤水库联合运用的20个可能运行方案条件下,黄河下游河道的冲淤过程和发展趋势进行了计算研究。

结果表明,在黄河上修建大型水利枢纽工程对减轻黄河下游河道淤积,遏制河床抬升具有明显作用。

结合三门峡水库运用以来的实测资料,分析了大型水利枢纽工程运用与下游河道演变的内在规律,建立了小浪底水库出库水沙与下游河道泥沙冲淤的量化关系,给出了维持下游河道冲淤平衡的临界条件,为通过大型水利枢纽工程运用来减轻黄河下游河道泥沙淤积提供科学依据。

关键词:泥沙数学模型;黄河下游减淤;临界含沙量;小浪底水库;古贤水库中图分类号:TV147.+5 文献标识码:A黄河下游最突出的问题是水少沙多,导致下游河道不断淤积抬高,使得部分河段河床高出堤外地面5m 左右,有的河段甚至高出堤外10m,成为世界上著名的“地上悬河”,防洪任务日趋严峻。

特别是自20世纪80年代中期以来,黄河下游来水连续偏枯,造成河道自身不断萎缩,主槽过洪能力进一步下降,严重危害着两岸的生态环境和经济发展。

因此,如何减轻黄河下游河道泥沙淤积,恢复河道功能是目前黄河治理中的重要任务。

在长期治理黄河的实践中,人们逐渐总结出了“拦、排、放、调、挖”的综合处理黄河泥沙体系[1]。

然而,就目前而言,通过在黄河上修建大型水利枢纽来减轻黄河下游河道泥沙淤积仍是一项有效和切实可行的措施[2,3],它不仅见效快而且还可以为水土保持赢得更多的时间。

然而水利枢纽建成后,下游河道如何响应,泥沙冲淤图景怎样,减淤效果如何评价,不淤年限有多长,都是需要迫切回答的问题。

为此,作者采用自主开发的泥沙数学模型分别对无大型水利枢纽、单个大型水利枢纽、及枢纽间联合运用和各种不同出库水沙组合条件下,黄河下游河道的演变趋势进行多个方案计算和分析研究,结合三门峡水库运用以来的实测资料,分析了大型水利枢纽运用与下游河道演变的内在机理,建立了小浪底水库出库水沙与下游河道泥沙冲淤的量化关系,为通过大型水利枢纽工程的调水调沙运用来减轻下游河道泥沙淤积提供科学依据。

1 黄河下游泥沙数学模型简介黄河下游泥沙数学模型是基于非均匀沙不平衡输沙理论建立起来的一维泥沙数学模型[4],具有较好的理论基础,并经过黄河下游将近30年的实测资料率定和验证,能够较好地反映黄河下游河道泥沙冲淤演变规律。

在理论上,考虑了支流入汇和区间耗水对水流影响,改进了水流动量方程,增加了由于水流沿程变化而引起的附加比降项,从而能够反映当引水时水面比降会增加,而有支流入汇时水面比降会减缓的事实。

收稿日期:2004-05-26基金项目:国家自然科学基金资助项目(50239040);国家“十五”攻关项目(2004BA610A-03);国家重点基础研究规划(973)项目(G1999043604)作者简介:郭庆超(1965-),男,安徽六安人,教授级高级工程师,主要从事河道水库河口海岸有关泥沙问题研究。

E-mail:Guoq@2005年5月SHUILI XUEBAO第36卷第5期在输沙计算方面,采用非均匀不平衡输沙理论,对含沙量、悬移质和床沙级配变化等都能实时模拟。

针对黄河下游高浓度输沙的特点,采用高含低含沙量统一的挟沙能力公式[5]。

当然,模型中也有待定的参数,但大量的应用实例表明,模型中仅有的两个参数,如挟沙能力系数k0和恢复饱和系数α具有稳定的取值范围,并可通过一些具有理论基础的表达式进行估算[6~8],较好地避免了参数选取的不确定性,便于推广应用。

当然,在具体应用时还需要通过实测资料分析和模型率定进一步加以确定。

在河道变形修正方面,当淤积时,淤积物等厚沿湿周分布;当冲刷时,分两种情况修正:当水面河宽小于稳定河宽时,断面按沿湿周等深冲刷进行修正;当水面宽度大于稳定河宽时,只对稳定河宽以下的河床进行等深冲刷修正,稳定河宽以上河床按不冲处理。

2 小浪底水库对黄河下游河道减淤作用小浪底水利枢纽工程是控制黄河下游水沙的关键工程(位置如图1所示),具有“以防洪、防凌、减淤为主,兼顾供水、灌溉和发电,蓄清排浑,综合利用,除害兴利”的功能。

小浪底水利枢纽位于黄河中游最后一个河段峡谷出口,上距三门峡水利枢纽130km,下距花园口128km,控制流域面积92.3%、径流量的91.5%、输沙量的98%。

它的建成并投入运用,在黄河治理开发中具有十分重要的战略意义。

126亿m3的巨大库容可以对入库的水沙进行有效的调节,显著改善下游河道的来水来沙条件,特别是在水库运用初期可以利用75亿m3的淤沙库容大幅度减少进入黄河下游的来沙,对于减轻下游河道淤积具有显著效果。

图1 三门峡、小浪底、古贤水库位置小浪底水利枢纽的建成并投入运用对减轻下游河道淤积已有不少研究成果[9~12]。

然而不同研究者对于某些问题的看法差距较大。

为了进一步探讨这些问题,作者利用改进的黄河下游泥沙数学模型分别对有小浪底和无小浪底水库情况下未来50年下游河道冲淤发展进行了两个方案的预测计算。

2.1 计算条件计算用的水沙条件是由黄委会设计院根据1950~1975年实测系列循环一次计算得到的,称为5075系列,系列长度为50年。

方案1是假设无小浪底的情况,而方案2是假定有小浪底水库的情况。

两个方案年均来水量分别为314.92亿m3和313.04亿m3,来沙量分别为13.3亿t和10.9亿t。

计算的起始断面是2000年汛前实测断面,也是由黄委会设计院提供的。

2.2 计算成果与分析上述两个方案的计算成果如表1和图2所示,通过分析得到如下认识。

(1)小浪底水库的减淤效果是明显的。

在无小浪底水库条件下(方案1),当来水来沙采用5075系列时,未来50年黄河下游河道累积淤积量将达到170.17亿t,年均淤积3.403亿t。

而在有小浪底水库的情况下,由于水库的拦沙作用,采用同样5075水沙系列,未来50年黄河下游河道累积淤积量仅为99.17亿t,年均淤积1.983亿t。

50年累计减淤71.0亿t。

2005年5月SHUILI XUEBAO第36卷第5期(2)黄河下游的冲淤过程与小浪底水库运用方式关系。

在小浪底水库拦沙运用期间(前14年),出库含沙量低,年均含沙量一般低于20kg/m3(见图2),黄河下游发生累积性冲刷。

水库运用14年后,由于小浪底水库改变运用方式,使出库水沙过程与无小浪底水库基本相同,出库含沙量明显高于初期运用,下游河道开始发生累积性回淤,至第50年时整个下游累积淤积泥沙99亿t。

这种先冲刷后回淤的演变图2 有、无小浪底水库下游河道冲淤过程比较特点与水库运用方式是相对应的。

(3)不淤年限。

从图2冲淤过程线可以看出,至第28年左右整个下游河道累积冲淤量为零,也就是说在小浪底水库运用最初的28年中可以维持黄河下游河床不抬高,即不淤年限为28年。

值得注意的是,这种用累积冲淤量为零对应的年限作为不淤年限的方法(过程线法)尽管直观明了,但有一定的局限性。

因为冲淤过程线是由来水来沙量和过程共同决定的,而来水来沙过程具有一定的随机性。

为了从总体上反映水利枢纽对下游的不淤年限,可以采用冲淤量法,即不淤年限等于修建水利枢纽后黄河下游的减淤量与无枢纽条件下年均冲淤量的比值。

过程线法与冲淤量法计算的不淤年限有一定的差别,建议在设计中应综合考虑这两个方法来确定不淤年限。

3 古贤与小浪底水库联合运用对黄河下游河道减淤作用拟兴建的古贤水利枢纽开发目标为防洪、减淤、灌溉供水、发电等。

古贤水库坝址(如图1所示)位于黄河中游北干流河段下段,上距碛口坝址235.4km,下距壶口瀑布10.1km,控制流域面积65%,坝址处多年平均径流量和输沙量分别为383.4亿m3和10.2亿t。

古贤水库150亿m3的巨大库容不仅可以直接拦截泥沙还可以和小浪底水库一起对水沙过程进行优化调节,可以在一个较长的时期里减缓下游河道的淤积,为水土保持工作争取更多的时间。

为了回答小浪底与古贤水库联合运用条件下黄河下游河道冲淤图景,利用数学模型分别对古贤水库的不同运用方式、不同出库水沙系列以及有无古贤和小浪底水库各种条件组合进行了18个方案的计算,给出了未来80年黄河下游河道演变趋势。

3.1 计算条件设计的18个计算方案如表1所示,所有计算条件均由黄委会设计院提供。

设计来水来沙系列有三个:分别编号为3393、5031和8768系列。

每个系列的时间跨度都是80年,其中前20年水沙过程是一样的,即由1978~1983+1987~1997+1971~1976水沙过程组成,后60年分别为1933~1993系列(取起止年的年份作为系列编号即为3393系列)、1950~1998+1919~1931(5031系列)、1987~1998+1919~1968(8768系列)。

3393、5031 图3 3393系列各方案黄河下游河道冲淤过程和8768系列年均出库水量分别约307亿m3、281亿m3和279亿m3。

就年均含沙量而言,8768系列最高,3393系列次之,5031系列最低。

计算采用2000年汛前实测断面。

2005年5月 SHUILI XUEBAO 第36卷 第5期3.2 计算成果与分析 为了便于比较,现将18个方案计算成果列于表1。

下面将分别对同一水沙系列不同水库运用条件和相同水库运用条件不同水沙系列黄河下游河道泥沙冲淤的计算成果进行分析。

3.2.1 同一水沙系列间计算成果的分析比较 下面以3393系列为例,对同系列不同水库运用条件的计算成果进行比较分析。

图3给出了3393水沙系列条件下,方案1~6的计算结果,由图可以得到如下认识。

(1)减淤效果。

无论是小浪底水库单独运用还是小浪底与古贤水库联合运用,其减淤效果都是十分明显的。

在无古贤无小浪底水库情况下,黄河下游河道淤积最为严重,80年累积淤积泥沙约225亿t ;在小浪底水库单独运用情况下,未来80年黄河下游河道累积淤积泥沙约161亿t ,比无古贤无小浪底水库减少淤积泥沙64亿t ;而在小浪底水库和古贤水库联合运用条件下,未来80年黄河下游河道淤积泥沙介于92.5~104亿t 之间,比小浪底水库单独运用又进一步大幅度减少约56.9亿t ~68.2亿t 。

当然,古贤水库不同运用方式对下游淤积略有影响,一般来说正常蓄水位越高对下游的减淤效果越好。

表1 各方案计算条件与计算成果特征值计算方案不淤年限/年 系列水库运用方式 年来水 /亿m 3年来沙 /亿t含沙量 /(kg/m 3)冲淤量 /亿t过程线法冲淤量法减淤效果 /亿t1-无古贤无小浪底a 308.64 9.83 31.849 225.1 / / 与方案1比2-无古贤无小浪底b307.14 8.59 27.968 160.7 36 2364.4 3-640m ,高起调c 306.87 7.1923.43 100.5 54 44124.6 4-640m ,中起调d 306.38 7.26 23.696 103.8 54 43 121.3 5-645m ,高起调e 306.89 7.07 23.038 95.8 54 46129.3 3393系列6-645m ,中起调f306.28 7.07 23.083 92.5 54 47132.67-无古贤无小浪底282.39 8.89 31.481 199.2 / / 与方案7比7-无古贤有小浪底281.22 7.55 26.847 132.2 37 2767.0 9-640m ,高起调 281.05 6.12 21.775 63.2 63 55 136.0 10-640m ,中起调 280.52 6.13 21.852 62.8 64 55 136.4 11-645m ,高起调 281.09 5.95 21.168 54.8 66 58 144.4 5031系列12-645m ,中起调 280.5. 5.96 21.245 54.6 66 58 144.6 13-无古贤无小浪底280.72 9.49 33.806 219.9 // 与方案13比14-无古贤有小浪底279.44 8.27 29.595 161.4 45 2158.5 15-640m ,高起调 278.9 6.96 24.955 97.1 62 45 122.8 16-640m ,中起调 278.39 7.03 25.252 101.1 63 43 118.8 17-645m ,高起调 278.94 6.87 24.629 93.5 65 46 126.4 8768系列18-645m ,中起调 278.35 6.91 24.825 94.6 65 46125.3无小浪底 314.92 13.31 42.265 170.2 / /与无小浪底比 5075系列有小浪底 313.04 10.89 34.788 99.2 28 21 71.0注:a-假定没有小浪底也没有古贤水库;b-小浪底水库单独运用,没有古贤水库;c-小浪底与古贤水库联合运用,古贤水库正常运用水位640m ,且初期运用水位较高;d-小浪底与古贤水库联合运用,古贤水库正常运用水分位640m ,且初期运用水位适中;e-小浪底与古贤水库联合运用,古贤水库正常运用水位645m ,且初期运用水位较高;f-小浪底与古贤水库联合运用,古贤水库正常运用水位645m ,且初期运用水位适中。

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