龙羊峡水库蓄水对水温的净影响

分析水库蓄水对水温的影响对于研究水库气候效应,探讨水库建设对水生生物和下游农作物灌溉的影响具有重要意义。本文建立了计算分层型水库对水温净影响的数学模型,并利用龙羊峡水库和下游河道实测水温和气温成果,在深入分析了龙羊峡水库水温类型和水温铅直分布规律的基础上,采用该模型计算了龙羊峡水库蓄水对坝前和下游河道水温的净影响。与传统的差值法相比,该模型引入了基于气温与水温相关关系的修正因子,扣除了自然因素引起的水温背景值的变化,可以获得更为准确的计算结果。     

水库运行对下游河道最小生态径流影响的定量评价分析

应用逐月最小生态径流法对河道最小生态径流进行计算,并结合生态径流破坏率指标定量分析辽宁东部某水库不同来水年对下游河道生态的影响。研究结果表明:在丰水年以及平水年份,水库运行对下游河道最小生态径流破坏率较小,生态径流破坏率分别为2.1%~15.3%及4.3%~19.6%;在偏枯和枯水年,水库蓄水运行对下游河道最小生态径流存在一定影响,生态径流破坏率分别为8.5%~32.5%和10.4%~39.8%。水库调蓄可降低对下游河道最小生态径流的破坏。研究成果对于水库运行对下游河道生态径流影响的定量评估提供参考。     

水库蓄水方案对下游河道生态径流破坏率影响评价

以辽宁省北票市某水库为研究对象,通过选取典型的生态径流破坏率和满意度为定量评价指标,分析了北票市某水库在枯水期不同蓄水方案下对下游河道的生态径流影响。结果表明:在水库初始运行期和正常运行期,生态径流总体满意度偏低,蓄水方案Ⅰ和蓄水方案Ⅱ对下游河道的生态径流破坏率分别增加了5.2%和5.8%;下游河道生态径流影响程度受北票市某水库蓄水时间和蓄水高度影响显著,两种蓄水方案均在12月份对下游河道的生态径流坡坏率影响最大,为42.5%~52.6%。研究成果可为其他类似蓄水方案对下游河道生态径流影响评价提供理论支撑和决策依据。     

黄河流域水库拦截泥沙量的计算及泥沙分布特征

根据黄河输沙量等观测资料,提出了一个简便的用于计算流域水库拦截泥沙量的公式。据对1950—2003年黄河流域水库拦截的泥沙量进行计算,54年来拦截的泥沙总量为196亿t,其中大约有70%的泥沙分布在三门峡和小浪底水库库区。研究指出,对现有黄河干流控制性水库制定科学的调水调沙方案,对在建和拟建的水库采取积极的调水调沙设计,制定黄河流域系统的水沙调配总体方案,将有利于解决黄河下游和三角洲地区与水沙有关的一系列环境问题。     

黄河下游河道断面沉积速率的时段变化及其原因分析

黄河中游的大量来沙导致其下游河道沉积升高而变成了悬河,成了防洪的潜在威胁。为了揭示半个世纪以来黄河下游的沉积态势及其沉积速率的时空变化,选取了黄河下游花园口、高村、洛口、利津4个典型水文站1960年以来的水沙和河道断面的实测资料,分析了水沙变化趋势,计算了不同时段河道断面河床沉积速率。结果表明:上述4个断面的沉积速率在时间上都有明显的减小趋势,这与流域逐渐增强的水土保持措施、水库调节和引水相关,而由于水库运行方式的不同,其中部分时段呈现较大的侵蚀速率,尤其自2010年以来侵蚀态势更为明显。断面河床沉积速率在空间上自高村以下呈现出沿程增大趋势,从沿程分布的辫状、弯曲和顺直3类河型来看,1960年以来的平均沉积速率在辫状和弯曲河段相近,而顺直河段最大,这主要与河道比降逐渐变小而引起的水动力变弱有关。为了持续降低黄河下游的沉积速率,中上游水土保持措施的持续实施和小浪底水库有计划的清水冲沙仍然是未来黄河下游河道治理的最好选择。     

汾河水库及其上游干流水环境状况及保护对策

位于汾河上游干流的汾河水库是山西省最大的综合利用水利枢纽工程,担负着太原的防洪及工农业供水的重要任务,汾河水库上游干流河道为引黄工程的天然输水河道,根据对汾河水库上游多年水质监测成果资料分析,发现汾河上游在2003年10月黄河水进入前后,水质状况有明显变化:1996~2002年和2003~2005年水质资料对比中,后者的水质状况明显劣于前者,其污染物浓度和种类有一定变化,主要表现为水质类别普遍升高。为确保引黄供水工程供水效益的充分发挥和汾河水库及其上游干流水资源的可持续利用,应根据当地的实际情况,通过对汾河水库及其上游干流水污染现状及引黄水进入汾河前后的水质变化情况进行分析,从而提出了汾河水库上游水环境保护对策及治理方案。     

河道内生态环境补水量分析及整合计算研究

生态环境需水研究的重要价值之一在于为实际生态环境补水提供依据，而河道内生态环境补水则更引人关注。与生态环境需水类似，河道内生态补水也存在兼容问题，需要进行整合计算。将河道内生态环境补水整合计算分为两个部分，其一是横向类型生态系统之间，其二存在于纵向河道上下游之间。根据水的流动性原理和水量平衡方法提出了河道内生态环境补水整合计算方法，将其应用于海滦河流域北四河下游地区，结果表明该地区多年平均状况下河道内生态环境补水量约为10亿m^3，从而为流域机构对生态环境进行有效合理地补水提供了重要支持。     

近年黄河下游输沙功能的时空变化及其影响因素分析

黄河下游河道输沙功能受自然和人为因素的扰动,对黄河的入海泥沙通量产生深远影响。为探明近年来黄河下游河道输沙功能的演变及其主导因素,基于黄河下游河段各站点2007—2020年实测径流与泥沙资料,计算历年黄河下游河道输沙功能,并结合流域降水、水土保持和引水引沙的变化情况讨论了各因素对输沙功能演变的影响。结果表明:黄河下游河道输沙功能指标在2007—2020年显著下降了约57%,其中花园口—高村段输沙功能指标和其降幅均高于高村—艾山段和艾山—利津段; 黄河下游河道输沙功能演变的主导因素是河床粗化、水土流失综合治理面积增加和引水量增大,三者的相对贡献率分别达37.6%,21.6%,17.5%。河床粗化与引水量增大使输沙功能减弱,与水土流失综合治理对输沙功能的增强作用相反,三者综合作用下黄河下游河道输沙功能近年来呈退化趋势。     

黄河下游河道主槽淤积物粒径变化分析

利用1999年黄河下游河道汛前深层(河南段为11 m,山东段为10 m)钻孔淤积物取样资料和2000年以来汛前钻孔取样资料,对黄河下游河道主槽淤积物粒径变化情况进行的分析表明:1960年以前在无三门峡水库影响的“天然”水沙状态下,黄河下游河道主槽淤积物中粒径大于等于0.10 mm的泥沙含量为50.7%;1960~1999年河道主槽淤积物中粒径大于等于0.10 mm的泥沙含量为20.4%,比1960年以前少30.3个百分点;小浪底水库运用初期,下泄的大多为低含沙水流和细泥沙,特别是经过3次调水调沙试验,加剧了河道冲刷,主槽床沙逐渐粗化,粒径大于等于0.10 mm的泥沙含量有向50%靠近的趋势。     

HEC-RAS在河道生态治理中的应用——以滦平县兴洲河路南营段河道治理工程为例

在河道生态治理中,充分认识河道治理前后河床断面及河道植被等对水流、水位的影响,有利于更合理地进行河道生态治理综合措施的配置。以滦平县兴洲河路南营段河道治理为例,参照水面线计算公式,采用HEC-RAS软件对该段河道治理前后的水面线进行了分析计算,然后根据治理前后河底糙率系数的差异及不同断面的水位变化分析了河道治理效果。采用HEC-RAS软件进行水面线计算的结果显示:治理前随着河底纵坡的变化,水面线变化不平稳,水流流速在不同断面间发生变化;与治理前相比较,治理后的水面线(设计值)变化平缓,水深变化平稳。在河道治理中,采用河道清淤、设置护堤坝和生态护岸等措施,同时进行湿地恢复、河岸绿化等工程的建设可以达到生态治理目的,即使在遇到10年一遇洪水时也能够防治或者消除洪水对两岸的威胁。参考不同河段通过HEC-RAS推求的河道水面线成果,提出了在河道治理过程中滨水植物的选择和配置方案。     

黄河流域泥沙配置状况及其资源化

 通过分析黄河流域水沙运动过程和水沙分布特点,给出了流域泥沙配置单元,指出流域泥沙配置单元的配置量随着流域治理工程实施、径流条件等不断变化;1950—1999年,流域水土保持滞沙、水库拦沙、河道滞沙、两岸引沙用沙、河口淤积与入海泥沙等配置单元年均配置沙量占流域产沙量(17.63亿t)的14.24%、14.05%、12.19%、10.56%和50.77%;阐述了水库拦沙多、河道淤积严重是黄河流域泥沙配置现状不合理的主要原因,指出流域水沙资源优化配置和泥沙资源化是维护黄河健康的重要途径;结合黄河下游长期泥沙处理与利用的经验和教训,总结了黄河下游泥沙资源化的主要途径,包括淤临淤背、河道治理与河槽维护、引洪淤灌与土壤改良、灌区堆沙高地农田化、建筑材料转化、河口泥沙造地和疏浚泥沙利用、湿地塑造等。     

论水工治河与沿河生态系统可持续发展的相关性

治河治水是关系到构建和谐社会的头等大事,我国以前所建的河道型高坝水库无疑在防洪、灌溉、发电与航运等方面都发挥了很大作用,但同时也带来了一些负面影响,如移民和少水区的高坝下游断流,尤其以干旱和半干旱地区为甚,致使水库下游段的沿河生态系统发生劣变或崩溃。运用水利学和生态学的基本原理,在认真分析我国不同水资源区纯自然型河流运行特点及人为科学调控措施方面的特点、适应性、运行特征与其正、负面环境效应的基础上,指出要保持河道型高坝水库下游沿河生态系统的可持续发展,必须树立新的治河理念和采取符合当地实际情况的治河治水措施。河流的沿河生态系统可否持续发展,主要影响因素有水量、水质、边岸稳定性、生物多样性及人为干预的科学性等五大类,并提出六点科学建议,特别是突出了修建低坝群的“小水利”和全流域综合性科学管理措施的功效。     

黄河下游汛期输沙效率和排沙比阶段性变化及其主控因素分析

为了揭示黄河下游河道泥沙冲淤变化趋势及其主要影响因素,以黄河下游花园口站和利津站1960年以来的实测水沙数据为基础,利用双累积曲线方法分析了汛期断面水沙关系的阶段性变化特征,进而利用线性回归分析法获得了各阶段汛期断面径流输沙效率和汛期河段排沙比数值。结果表明:自1960年以来黄河下游汛期断面径流输沙效率明显存在着大小交替的5个不同变化阶段(1960—1965年、1966—1981年、1982—1987年、1988—1999年、2000—2015年),花园口和利津断面汛期的平均径流输沙效率值在这5个时期分别为2.1,4.3,2.6,4.1,0.8 t/100 m~3,而同期花园口至利津河段的排沙比分别为1.34,0.78,1.01,0.62,1.48。汛期河道断面输沙效率和河段排沙比交替性阶段变化揭示了该河段河道冲淤演变的本质特征。黄河流域的气候变化和水土保持措施仅会引起产水产沙量的变化,对黄河下游汛期输沙效率和排沙比影响有限,而不同时期黄河主河道大型水库的建成及其运行方式,则是其变化的主控因素。此外,1988—1999年中上游淤地坝的自然毁损对黄河下游同期的输沙效率和排沙比的变化影响显著。     

水电站下游鱼类产卵场水温的人工神经网络预报模型

丰满电站下游松花江水文站河段分布有一系列鱼类产卵场,电站拟通过分层取水调控下泄水温,改善下游鱼类生存环境。该文基于大量实测数据分析,建立了松花江站水温的人工神经网络预报模型,通过输入上游吉林水文站的水温与流量,以及地区气象条件,可计算出下游松花江站2日后的水温变化。根据中长期天气预报数据与电站泄流计划,采用该模型通过2日递推的方法,可预测出下游鱼类产卵场的水温变化过程。运用2006-2013年实测数据对网络模型进行训练,然后对2014年松花江站水温变化过程进行计算,计算值与实测值的变化过程甚为吻合,相关系数为0.992,水温平均误差为0.51℃。在水温生态调度运行期间,根据产卵场水温变化的预报数据,可适当调控电站下泄水温,保持适宜的鱼类产卵条件。     

河道堤防工程老化评定初探

河道堤防工程系黄河下游防洪的主要屏障,适时搞好其维修加固,对抗御黄河洪水具有重要的意义。通过惠民县河道堤防工程老化评定,对老化评价的内容、方法及成果分析计算进行了研究,为黄河下游河道堤防工程的标准化、规范化和科学化管理起到了积极的促进作用。     

大凌河流域水沙来源及水沙规律分析

对大凌河流域多个水文站的水量、泥沙资料进行统计,根据统计资料进行水沙来源及水沙规律分析,经分析可以看出局部暴雨产沙是大凌河流域的特点,大凌河河道泥沙多数来源于中游地区,导致大凌河站输沙量最大,且其上游河道泥沙沿程变粗,其下游泥沙较细,反映出下游平原冲击河流的淤积特性。     

径流季节变化对清水河河道生态环境需水量的影响

[目的] 估算清水河河道生态环境需水量,为保证清水河发挥其正常生态功能以及流域内水资源的合理配置提供依据。[方法] 通过对清水河流域用水情况实地调查,在分析整理多年水文统计资料的基础上,考虑生态用水安全,根据清水河径流随降水时间的季节性变化特点以及流域多年水文变化特征,在空间上选取清水河干流的不同断面计算河道生态环境需水量。针对需要满足河流不同生态功能要求,分别采用Tennant法、面积定额法,90%保证率最枯月水量法等方法计算河道基础生态需水量、蒸发需水量、输沙需水量以及水体自净需水量。[结果] 清水河河道生态环境需水量包括基础生态需水量、蒸发需水量、输沙需水量及水体自净需水量,年需水总量上游段为6.29×10⁶ m³,中游段为6.57×10⁷ m³,下游段为1.65×10⁸ m³。[结论] 清水河河道生态环境需水量与泥沙含量和水质有直接关系。泥沙含量高是清水河河道生态环境需水量高的最主要因素。     

水库建成前后的河道断面演变分析

天然河道的断面变化主要是受到洪水的影响,随着河道不断的修建水工建筑物,尤其是大中型水库的建成,河道的变化就要受到这些建筑物的影响,从而天然状态下的变化规律就要发生改变,通过对阎王鼻子水库建成前后的朝阳水文站的断面变化演变进行分析,在水库未建成前的情况下,断面面积在大水年份冲刷变大,小水年份淤积变小;而在水库建成后,坝下河道主槽发生冲刷,滩地发生淤积,而冲淤总量基本持平。     

塔里木河下游生态环境对输水的积极响应

塔里木河下游是我国西部生态与环境问题最为突出的地区.由于人类不合理的资源开发,导致该地区生态问题日益突出.本文结合塔里木河下游5次生态输水,通过3年对输水后生态环境变化的监测,就塔里木河下游生态环境对输水的积极响应进行了分析.结果显示:(1)生态输水后地下水位在时间上和空间上各有其变化规律,在时间上近河道水位响应快,远河道水位响应慢.在空间上距河道不同距离和不同河段上地下水上升的幅度不同.(2)输水后天然植被的响应主要表现在植被种类和植被盖度的增加上;(3)鉴于输水后生态响应的范围仍然较小,因此输水工程还应该继续进行并适当调整输水的方式.     

谢悉水库溃坝的水力计算

以吉县谢悉水库为例,假定发生漫顶溃坝,选择用局部坝宽瞬时全溃模型,计算了溃坝的水力参数和流量变化过程线以及下游演进分析,其结果可为水库管理和除险加固工程设计服务。