对在黄河中游多沙粗沙区修建大型拦泥库的认识

通过对在黄河中游多沙粗沙区修建大型拦泥库的必要性和可行性进行分析,提出:①解决黄河泥沙问题特别是粗沙问题的关键是有效控制多沙粗沙区高含沙洪水,目前一般规模和水平的水保措施还达不到有效控制。②在多沙粗沙区快速高效解决泥沙问题的基本途径是构建支流水保综合防治控制体系。其中,大型拦泥库是支流坝系中不可缺少的骨架工程和支流水保综合防控体系的重要组成部分,以小流域为单元的基础性治理和大型拦泥库的集中控制,是支流防治控制体系的核心。③在黄河中游多沙粗沙区修建大型拦泥库有着特定条件,据此提出了相关技术性认识和建议。     

试论黄河中游粗泥沙集中来源区拦沙工程体系布局

通过对粗泥沙集中来源区拦沙工程建设成就与问题的分析,结合粗泥沙集中来源区沟道特征,提出了粗泥沙集中来源区拦沙工程体系的构成、布局思路、建设原则,提出了“先大后小”、“先下后上”和“分段实施”的拦沙工程建设时序,并针对当前工作实际,提出了亟待解决的几个问题:加快大型拦泥库前期工作步伐、尽快制定大型拦泥库标准、重视各类工程实施进度以及正确理解和执行规范、充分发挥骨干坝的作用等。     

黄河中游粗泥沙集中来源区重点支流深化研究

在黄河中游粗泥沙集中来源区界定研究的基础上,基于数字高程模型、卫星影像、电子地图及有关研究成果,在地理信息系统软件支持下,分析研究了窟野河、皇甫川、清水川等9条支流的特性。经过分析认为,支流内上中下游、左右岸差异较大,从支流上游向下游坡度增大,治理措施密度减小,土壤抗蚀性增大;区域内以自然侵蚀为主,侵蚀类型总体表现以水蚀为主,有部分区域为水蚀和风蚀复合侵蚀,侵蚀等级从南向北递增,治理难度相应增大。     

黄河中游粗泥沙集中来源区现有治理措施拦沙能力分析

黄河中游粗泥沙集中来源区现状治理措施年拦沙能力为1.03亿t,占区域年泥沙流失量4.08亿t的25.2%。其中:淤地坝(系)年拦沙能力为2757万t,占现状措施年拦沙能力的26.8%;水库年拦沙能力为2688万t,占现有措施年拦沙量的26.1%;治坡措施年拦沙能力为4842万t,占现状措施年拦沙量的47.0%。     

黄河中游粗泥沙集中来源区界定研究

通过黄河下游多断面、多钻孔、深层次泥沙淤积物取样级配分析,认为在1960年三门峡水库运行前,下游河道主槽淤积物中0.1 mm以上泥沙占一半。以0.1 mm为粗泥沙集中来源区界定研究中的粗泥沙界限,0.1 mm的粗泥沙输沙模数1 400 t/(km2.a)为粗泥沙集中来源区界定指标,界定出黄河中游粗泥沙集中来源区面积为1.88万km2。该区面积仅占黄河中游多沙粗沙区面积(7.86万km2)的23.9%,但该区产生的全沙量、d≥0.05 mm和0.1mm的粗泥沙量分别占多沙粗沙区相应输沙量的34.5%,47.6%和68.5%,说明该区是名符其实的产粗泥沙“大户”,是当前黄河粗泥沙“源头”治理的重中之重。     

黄河中游粗泥沙集中来源区的确定

利用d≥0.10 mm的粗泥沙输沙模数≥1 400 t/(km2.a)的指标在黄河中游多沙粗沙区中界定出粗泥沙集中来源区面积为1.88万km2,该面积占黄河中游多沙粗沙区面积的23.9%,年产沙量为4.08亿t,占多沙粗沙区年产沙总量的34.5%,产生d≥0.05 mm和d≥0.10 mm的粗泥沙量分别为1.52亿和0.61亿t,占多沙粗沙区相应输沙量的47.6%和68.5%,该区是名符其实的产粗泥沙“大户”。     

黄河中游粗泥沙集中来源区界定研究中粗泥沙界限的确定

针对黄河粗泥沙界限问题,介绍了粗泥沙界限0.05 mm的由来,利用下游河床质钻孔资料分不同时段研究主槽淤积物粒径组成,利用输沙率平衡法计算下游河道不同时段的区间淤积比和排沙比,利用小浪底水库运用以来下游河床质淤积物钻孔资料分析淤积物粒径变化。依据1960年以前天然情况下、对长系列资料分析结果显示、小浪底水库运用以来的黄河下游主槽淤积物中d≥0.10 mm的泥沙淤积特点,确定应以0.10 mm作为黄河中游粗泥沙集中来源区界定研究中的粗泥沙界限。     

用边际分析法确定黄河中游粗泥沙集中来源区

 为进一步寻找并治理对黄河下游主槽淤积危害最严重的粗泥沙集中来源区,根据1960年未建三门峡水库前自然水沙条件下下游河槽淤积物粒径组成,确定出黄河中游粗泥沙集中来源区界定中的粗泥沙界限为0.1mm。利用边际分析法在黄河中游多沙粗沙区确定粗泥沙集中来源区面积为1.88万km2。该面积仅占黄河中游多沙粗沙区面积的23.9%,可产生的全沙、粒径大于0.05mm和0.1 mm的泥沙分别占同期多沙粗沙区相应沙量的34.5%、47.6%和68.5%。由此看出,该区是名副其实的粗泥沙集中来源区。     

从自然地理背景宏观判析黄河中游粗泥沙集中来源区

为在黄河中游多沙粗沙区确定粗泥沙集中来源区,从黄河中游多沙粗沙区地质构造、地层岩性、地貌类型、水文气象等因素与产粗泥沙关系的区域差异对粗泥沙集中来源区进行了宏观判析,认为在黄河中游多沙粗沙区范围内,吴旗—志丹—延安—延长一线以北、东胜—准格尔—清水河一线以南、吴旗—榆林—神木—大柳塔一线以东(风沙区以东)至晋西北黄河沿岸的范围是侵蚀最为严重的地区,也是粗泥沙集中来源区的宏观待选范围。     

黄河粗泥沙集中来源区拦沙工程规划关键技术研究

黄河难治的症结是泥沙,其中关键在粗泥沙。经多年研究,黄河中游1.88万km2的粗泥沙集中来源区是控制入黄粗泥沙的重点区域。在这一区域建设拦沙工程,对改善当前水沙关系不协调矛盾加剧的局面,遏制主槽萎缩和"二级悬河"不断发展的态势,减少下游河道泥沙的淤积和延长干流水库拦沙库容使用年限具有十分巨大的作用。围绕黄河粗泥沙集中来源区拦沙工程规划实践中需要解决的重大技术问题,分析了拦沙工程建设对减少黄河下游河道泥沙淤积的重大影响,研究了拦沙工程设计洪水关键参数、侵蚀模数计算等核心设计指标的合理取值,论证了工程总体布局与建设规模确定的方法和成果,探讨了工程地质对工程建设的影响、工程监测任务和工作内容、工程建设对水资源的影响等关键问题。     

黄河中游粗泥沙集中来源区重点支流的遴选

通过来沙粒径、输沙模数、水土流失面积占流域面积的比例等指标遴选出黄河粗泥沙集中来源区重点治理的支流。按水文站实测悬移质粒径粗细分析的重点支流的排序为:皇甫川、窟野河、秃尾河、佳芦河、孤山川、无定河、延河和清涧河;根据各支流坝地淤积物钻孔取样分析的d≥0.10 mm泥沙所占百分数由大到小排序是:窟野河、皇甫川、清水川、孤山川、石马川、秃尾河、无定河、佳芦河、乌龙河、延河和北洛河;在此基础上,再按粗泥沙输沙模数大小最后遴选的重点治理支流的顺序是:窟野河、皇甫川、清水川、秃尾河、孤山川、石马川、佳芦河、乌龙河、无定河。     

黄河中游粗泥沙集中来源区治理方向初探

黄河中游粗泥沙集中来源区总面积18803km2,涉及陕西、内蒙古两省区的榆林、延安、鄂尔多斯3市共15个县(旗、区)的11条黄河支流。该区域可建治沟骨干工程1500座,建拦泥库86座,治坡措施中可完成修梯田、造林、种草13162km2,三项措施的年拦泥沙量分别为1.63亿、1.43亿、1.54亿t。实行以小流域为单元、以支流为骨架统一规划,统筹安排淤地坝(系)、拦泥库、治坡措施及其他治理措施并实行不同措施的科学组合,能够满足黄河年减沙4.08亿t的要求。     

黄河粗泥沙集中来源区拦沙工程建设管理方案探讨

黄河之患,根在泥沙;泥沙之害,祸源粗沙。黄河粗泥沙集中来源区拦沙工程项目的实施,将从根本上改善这一状况,对黄河泥沙治理具有重大的战略意义。为保证项目的顺利开展,对其建设管理研究显得尤为重要。立足黄河水利工程建设的四项基本制度,结合拦沙工程项目建设特点,探讨了切实可行的建设管理方案。     

黄河中游多沙粗沙区土地利用与覆盖变化分析

黄河中游多沙粗沙区是黄河中下游淤积泥沙的主要来源区,所以研究多沙粗沙区的土地利用与覆盖变化具有重要的现实意义。利用具有时间序列的多沙粗沙区土地利用图,在地理信息系统的支持下,分析了该区1980年到1997年间土地利用的时空变化规律,以及土地利用、土地覆盖变化的驱动因子,并结合多沙粗沙区的自然特征,对该区的水土保持、生态环境建设提出了一些建议。