内蒙古生态环境恶化对黄河的危害及治理对策

内蒙古黄河两岸是多沙粗沙的主要产区,也是我国水土流失严重地区之一。由于水土流失严重,大量泥沙输入黄河干流,加快了河道淤积,加剧了黄河干流内蒙古段悬河的扩展,危及到两岸人民的生命财产安全以及生产、生活和经济社会的发展。“十大孔兑”是黄河内蒙古段河床淤积的主要泥沙来源。“十大孔兑”生态环境不断恶化带来的危害巨大,影响范围广泛,全面开展减沙治沙和以水土保持为重点的生态环境综合治理是治本之策。根据“十大孔兑”的地形地貌、地面物质组成和水土流失特点,将项目区分为黄土丘陵沟壑区、风沙区和平原区3个不同类型区进行治理。     

1986-2013年黄河宁蒙河段风蚀模数与风沙入河量估算

为缓解宁(宁夏)蒙(内蒙古)河段的淤积问题,需要对该河段风蚀灾害和风沙入黄量的时空变化进行研究。该文选取综合风蚀模拟系统(integrated wind-erosion modeling system,IWEMS)和修订版风蚀方程(revised wind erosion equation,RWEQ)对1986-2013年黄河宁蒙河段风蚀模数进行了估算,并结合风沙输移方程,对不同河段的风沙入黄量进行了计算。发现宁蒙河段的风蚀灾害主要发生在乌兰布和沙漠、库布奇沙漠和河东沙地等沙漠区域。自1986年以来河东沙地的风蚀模数逐渐降低,而乌兰布和沙漠的风蚀模数则逐渐凸显,成为宁蒙河段风蚀最严重的区域。1986-2013年间,整个宁蒙河段受风蚀灾害的面积逐渐减小,平均风蚀模数迅速下降,线性拟合函数斜率高达-182.81。风沙入黄量结果显示,石嘴山—巴彦高勒段的年均风沙入黄量最大,高达9.31×106 t/a;下河沿—青铜峡段最小,其值仅为7.6×105 t/a。另外,除石嘴山—巴彦高勒段之外,其余河段风沙入黄量并未呈现出明显的减小趋势。通过对宁蒙河段气象和土地利用数据的分析,发现宁蒙河段的风蚀模数的变化主要受气候条件的影响。该研究结果可为解决黄河淤积问题、完善黄河沿岸风沙防护体系提供参考。     

十大孔兑综合治理与黄河内蒙古段度汛安全

十大孔兑是黄河内蒙古段由南向北汇流的10条相邻的一级支流,多年平均向黄河输沙2 711万t,近年来向黄河输沙呈增加态势,洪水泥沙对黄河及下游造成了极大的危害。针对十大孔兑泥沙来源于上中游的特点,应在孔兑上游实施沟道、坡面综合治理工程,在孔兑中游进行防沙治沙,在孔兑中下游引洪澄地,缓洪减沙,保障黄河内蒙古段的度汛安全。     

开发治理库布齐沙漠的典型——恩格贝开发示范区

开发治理库布齐沙漠的典型———恩格贝开发示范区徐传早（水利部水土保持司北京１０００５３）１恶劣的自然条件,严重的水土流失恩格贝位于黄河河套南岸鄂尔多斯高原伊克昭盟达拉特旗境内,库布齐沙漠北缘的中段,达旗直接入黄的十大孔兑中布尔嘎斯太沟与黑赖沟两条孔兑...     

黄河内蒙古支流"十大孔兑"区风蚀强度时空变化特征

十大孔兑的风蚀作用过程为河道输沙提供了重要的泥沙来源。为揭示十大孔兑风蚀作用规律,选取3种典型下垫面建立风蚀监测小区,利用侵蚀针法对研究区风蚀量及地表形态进行了为期1 a的实地监测。在此基础上,综合当地气象资料,分析研究区风蚀强度及地表形态变化规律,结果表明：1）研究区风蚀强度与平均极大风速呈指数关系,10－11月和4－5月风蚀强度大于全年其他时间,4－5月风蚀强度最大,是全年平均风蚀强度的2～3倍;2）土壤可蚀性颗粒含量大小分别为库布齐沙漠区（94.95%）>黄土丘陵沟壑区（62.18%）>黄河南岸冲积平原区（44.51%）。库布齐沙漠区属于中度风蚀,黄土丘陵沟壑区和黄河南岸冲积平原区属于轻度风蚀,十大孔兑3种地形年累积风蚀量估算结果分别为8.74、5.95和5.16 Mt,风沙入黄所占总量比例分别为44.03%、29.97%和26.00%;3）研究区风蚀发生的方向主要为东南方向,监测小区的风蚀过程主要为堆积-吹蚀-推移-再堆积,地表起伏度随风蚀强度增加呈线性增加趋势（R2=0.78,P<0.05）。研究结果可为防治十大孔兑泥沙淤积与合理配置水土保持措施提供科学依据。     

2007-2017年府谷-龙门段河道冲淤特征及其动力机制

[目的]河道演变是水流、泥沙与河床边界相互作用的结果,对水利工程的安全、洪涝灾害的防控有显著的影响。黄河中游府谷—龙门段位于晋陕峡谷地带,以黄土高原沟壑侵蚀地貌为主,流经的黄土高原地区是黄河泥沙的主要来源,因此研究该河段的河道冲淤特征及影响因素对控制黄河中游水土流失有重要意义。[方法]基于府谷、吴堡、龙门3个典型水文站径流泥沙及河道断面数据,分析了2007—2017年府谷—龙门段河道冲淤特征及相关影响因素。[结果](1)近11年来府谷—龙门段河道整体表现为冲刷,其中府谷—吴堡段表现为河道冲刷量逐渐减小,吴堡—龙门段表现为河道冲刷逐年加剧。(2)府谷—吴堡段呈水减沙增的趋势,吴堡—龙门段整体表现为水多沙少,两河段河道冲淤量与水流含沙量变化同步。(3)府谷—吴堡段悬移质泥沙中值粒径呈增加趋势,河道冲刷变缓;吴堡—龙门段悬移质泥沙中值粒径呈减小趋势,加剧河道侵蚀。(4)府谷站入黄泥沙量增加,河道侵蚀力降低,河道冲刷变缓;吴堡站入黄泥沙量减少,河道侵蚀力增强,河道处于冲刷的状态。[结论]径流泥沙的变化在很大程度上影响了府谷—龙门段河道冲淤。在生态环境有所改善的背景下,研究该河段河道冲淤特征及动...     

鄂尔多斯十大孔兑生态治理研究进展与展望

十大孔兑是鄂尔多斯境内十条季节性洪水沟,多年风水复合侵蚀作用下水土流失严重,致使黄河泥沙量不断增加。基于此从生态治理角度利用Cite Space对前人研究进行可视化分析,综述了有关十大孔兑生态治理的文献数量年际变化、研究学者机构合作关系、文献关键词以及十大孔兑实施的生态治理措施等,发现对部分孔兑研究不够全面、定性研究较多,定量研究较少、缺少风沙入孔,风沙入黄复杂过程研究等问题,是未来需要加强突破的难题,这些难题的突破有助于更好的治理十大孔兑地区的生态环境。     

内蒙古十大孔兑水土流失危害及治理对策

内蒙古伊克昭盟境内自南向北汇入黄河干流的 10条山洪沟 (蒙语称孔兑 ) ,流域形态相似 ,沟道比降大 ,上游有大面积砒砂岩出露 ,中游是库布齐沙漠 ,水土流失严重 ,泥沙颗粒粗 ,流量大于 15 0m3 /s时含沙量均在 10 0 0kg/m3 以上 ,暴雨洪水常造成泥流淤堵黄河 ,曾使黄河干流断流 ,危害严重。主要治理对策是 :上游丘陵沟壑区 ,开展以小流域为单元的综合治理 ,加强沟道坝系建设 ,拦蓄洪水泥沙 ;中游沙漠区 ,引洪入沙 ,既治沙又减少泥沙下泄 ;滩山结合区 ,大力开展引洪漫地 ,减少入黄泥沙。     

孔兑流域产沙关系浅析

十大孔兑的洪水泥沙对孔兑下游安全极其不利,同时造成黄河干流严重淤堵。研究孔兑产沙关系及其变化对于流域治理规划、合理评价径流泥沙变化趋势具有重要意义。利用实测水文泥沙资料,结合十大孔兑流域综合治理的发展,以流域治理前和治理后相对稳定期为对比年份,以日降雨量大于10,25mm的累计降雨量和年输沙量为参数,建立了有水文资料的毛不浪、西流沟和罕台川3条孔兑不同时期降雨—产沙的关系,说明了下垫面变化对产沙关系的巨大影响。分析表明,在降雨量相近的情况下,近期输沙量较基准期减少约90%,多年平均有效降雨条件下,3孔兑的减沙比93%~98%。研究表明孔兑大规模治理、植被恢复和淤地坝建设,对孔兑输沙量锐减发挥了重要作用。研究成果可对评估孔兑流域综合治理措施的效果提供重要依据。     

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。     

黄河中游多沙粗沙区水土保持减沙的近期趋势及其成因

本研究以1950～1997年的长系列水文资料和面雨量资料,分析了黄河中游河口镇至龙门区间年输沙量和年降水量的时间变化趋势,发现在1970年以来多沙粗沙区入黄泥沙量减少的总体背景之上,出现了1986～1997年间入黄泥沙量增加的近期趋势。这一增加趋势,与20世纪80年代以后淤地坝修建量大为减少,70年代修建的淤地坝与拦沙库容已大部分失效有密切关系。此外,90年代人为增沙量大幅度增加,已占水土保持减沙量的22%左右,部分抵消了水土保持措施的减沙效益,这也是90年代入黄泥沙增加的重要原因。针对存在的问题提出了若干对策建议。     

窟野河、孤山川、秃尾河 近期入黄泥沙及未来变化趋势分析

窟野河、孤山川、秃尾河三流域,是黄河中游多沙粗沙区的核心部分。三条河自1953年有观测资料以来,平均每年输入黄河的泥沙量为1.65亿t,其中粗沙量为0.89亿t。三条河各站1970年以来输沙量均为减少,其主要原因并非水土保持发挥了作用,而是由于降雨总量和降雨强度减少所致。神府煤田开发,至公元2000年平均每年将增加入黄泥沙量450万t。随着全球的增温,流域内的降雨量将会增加,植被的生境条件将得到改善,侵蚀产沙强度会随之减弱。但是,由于人口的增加,土地利用结构与垦殖指数都不会有明显的变化,所以流域的产沙不可能有大幅度的减少。     

重新认识黄河

 要研究黄河下游治理方向,首先需要重新认识黄河。黄河现在的特点是干旱年份上中游一些支流径流量减少幅度大于降水量减少的幅度,社会经济用水和生态植被用水量在增加,入黄泥沙减少的同时径流量也减少。对于今后黄河的治理,需要研究下游的年均水量及汛期水量的可能变化,减沙量与减水量的变化幅度和增加下游汛期水量的可行性。按照“与自然和谐共存”的思想,总结了黄河流域治理开发以及水土保持、植被恢复等生态环境建设中的基本教训。     

黄河流域水土保持蓄水保土效益计算

新中国建立以来,黄河流域的水土保持工作取得了显著成效。采用水保法计算、水文法校对,1950～1987年,黄河流域各项水保措施累计蓄水量为259.7亿m~3。1970～1987年年平均蓄水量12.9亿m~3,是1950～1969年年平均蓄水量1.36亿m~3的9倍多。38年累计拦泥保土量为70.22亿t,其中后18年年平均拦泥3.12亿t,约占黄河陕县站多年平均输沙量16亿t的20％。在所拦的泥沙中,有75％的集中分布在陕晋蒙接壤地区,46％的集中分布在陕北。按措施分析,则梯田(包括条田、埝地)占14.5％,坝地占76.8％,林草占9.9％。文章还对坝地减轻侵蚀的作用进行了讨论,分析了水土保持在减少入黄泥沙中的作用,并指出了开荒、开矿、修路等造成新的水土流失对水土保持效益的影响。     

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。     

水土保持对黄河输沙量的影响

采用回归分析方法,研究水土保持对1954—2005年黄河年输沙量的影响。结果表明：1）从24个备选自变量因子中筛选出的由＂河口镇到吴堡区间7—8月降雨量＂＂水土流失治理度＂和＂ln‘河口镇到龙门区间年降雨量’＂3个自变量组成的多元非线性回归方程,相关系数达到0.883,在α=0.001的水平上高度显著,该回归方程＂解释＂了1954—2005年黄河年输沙量76.5%的变化;2）水土流失治理度能够很好地＂解释＂20世纪80年代以来黄河年输沙量减少的趋势;3）当河口镇到吴堡区间7—8月降雨量处于最大观测值时,水土流失治理度由0增加到50%,计算年输沙量减少幅度超过20亿t/a;4）治理程度相同时,水土保持对黄河年输沙量的影响是降雨量大的大于降雨量较小的。     

Relationship between suspended sediment load, channel geometry and land area increment in the Yellow River Delta

The annual river discharges and suspended sediment loads into the Yellow River Delta show a declining tendency with some distinct fluctuations over the last 50 years. The decrease of river discharge and suspended sediment load and the change in the river channel must influence the evolution of the Yellow River Delta. During this period several new river mouths formed via channel switch at the river delta, and the old watercourse was gradually abandoned. Recently, in years with very low annual suspended load, erosion of land area has been recorded for the delta. The aims of this work are (1) to determine what is the critical suspended sediment load needed in order to maintain the land balance of the Yellow River Delta for two periods before and after 1976 (the last time the channel shifted), and (2) to examine the variation in the channel geometry and gradient in response to changes in suspended sediment load and delta area at the river mouth. In order to estimate these critical values, we used statistical method to analyze the relationships between land area increment, and suspended sediment load and channel geometry. In order to examine the variation in the channel geometry, the channel cross-sections of the Q1 and Q6 were compared. The results show that to maintain the land area balance between 1953 and 1973, when the river mouth was the Diaokouhe, the critical annual suspended sediment load entering the delta was 4.21  10⁸ tonnes/a. After the main channel switched to Qingshuigou in 1976, the critical value to maintain the Qingshuigou mouth between 1976 and 1997 was 1.51  10⁸ tonnes/a. To maintain the land area balance for the entire Yellow River Delta between 1976 and 1997 the critical suspended sediment load was 3.18  10⁸ tonnes/a. The annual mean channel thalweg elevation and channel gradient at the river delta increase with increasing land area increment at the Qingshuigou mouth. The critical channel gradient at the channel reach between cross sections Q1 and Q6 is 0.000095. The channel has narrowed during the time period from 1976 to 1997. Also, lateral channel migration has decreased remarkably, resulting in enhanced hydraulic efficiency of the deltaic channel and artificial levees. This channel geometry evolution was influenced by river adjustment and human activities. These results are of importance for the management of the lower Yellow River channel and the delta. Future water diversion or river damming should consider the balance between suspended sediment delivery and delta growth.     

近70年黄河流域水沙情势及其成因分析

深入剖析黄河水沙现状及成因是精准预测黄河未来水沙情势的前提与基础。为此,以黄河干流潼关断面以上4个主要干流水文站及7个主要一级支流把口站1950-2016 年水沙实测资料为基础,采用双累积曲线等多种统计分析方法,系统剖析了黄河流域水沙演变规律及水沙主要源区变化特征,定量评估了不同环境要素对黄河水沙变化影响。结果表明：1）黄河干流兰州、头道拐、龙门及潼关水文站年径流及年输沙量均呈显著减少趋势（P<0.05）,其中,年径流减幅17.93%~40.79%,年输沙量减幅均在46.74%以上。受多种因素影响,黄河水沙在20世纪80-90年代发生减少突变;2）兰州-潼关区间年均径流量沿程变化表现为由总体递增状态向递减趋势转变,年均输沙量递增状态虽未转变,但递增幅度平均减小90%以上;3）黄河泥沙主要来源区由头龙区间向龙潼区间发生转移特征明显,龙潼区间水土流失治理有待进一步加强;4）人类活动对黄河中游水沙锐减占据主导作用,平均贡献率达到90%以上。而上游兰州站年均径流量受气候影响较大,贡献率达到66.57%。研究结果可为深刻认识黄河水沙时空现状及成因提供依据,并对未来水土流失治理区位方向确定提供参考。     

风水两相变化对黄河中游支流粗泥沙的影响

基于黄河中游河口-龙门区间实地考察和对1964—1989年的实测资料进行时空变化分析,结果发现:该区水力、风力变化对河流产出的粗泥沙的量和质的变化具有一定的分异控制作用,水力对河流的输沙量的变化起主导作用,而风力对粗泥沙占全沙的百分比变化起主导作用。随着降雨量的减少和风沙活动的减弱,黄河中游河流输沙量和粗沙比有不同程度的减少,输沙量减少明显,减沙比在50%～70%之间,而粗沙比的变化要小得多,减少量在10%～20%之间。