黄河中游多沙粗沙区治理对黄河水资源的影响

黄河中游多沙粗沙区,特别是粗泥沙集中来源区的水土流失是黄河泥沙,特别是粗泥沙的主要来源,强化对该区的治理是减少入黄泥沙,特别是粗泥沙,效果最为明显,通过综合治理,在减少入黄泥沙的同时,也必然要减少入黄水量。但应看到,因减少了入黄泥沙,特别是粗泥沙,也会减轻下游河床淤积,因而减少了为维持下游“河床不抬高”而消耗的输沙用水量。研究表明,多沙粗沙区,特别是粗泥沙集中来源区治理程度越高,所节约的输沙水也越多。可以说,加强该区治理,可间接为黄河“增加”水资源。     

黄河中游多沙粗沙区治理对黄河水资源的影响

黄河中游多沙粗沙区地表水含沙量极高,减少这一地区进入黄河的泥沙极其重要。多沙粗沙区的地表径流量为31.18亿m3,扣除泥沙后的清水资源量为28.21亿m3。各治理区特别是一期治理区,对黄河产水的负效应远小于减沙的正效应。对黄河中游多沙粗沙区实施治理,会减少入黄水量,但同时能减少入黄泥沙,因拦减泥沙而节约下游输沙用水使黄河增加的可用水量远大于措施本身的拦减水量。治理程度越高,拦沙比例越大,相对节约的水资源量越多。在同一减沙比例下,因减少输沙用水而相对“增加”的水资源量,一期治理区大于二期治理区,二期治理区大于三期治理区。     

黄河中游多沙粗沙区治理对黄河水资源的影响

黄河中游多沙粗沙区,特别是粗泥沙集中来源区的水土流失是黄河泥沙,特别是粗泥沙的主要来源,强化对该区的治理是减少入黄泥沙,特别是粗泥沙,效果最为明显,通过综合治理,在减少入黄泥沙的同时,也必然要减少入黄水量。但应看到,因减少了入黄泥沙,特别是粗泥沙,也会减轻下游河床淤积,因而减少了为维持下游"河床不抬高"而消耗的输沙用水量。研究表明,多沙粗沙区,特别是粗泥沙集中来源区治理程度越高,所节约的输沙水也越多。可以说,加强该区治理,可间接为黄河"增加"水资源。     

窟野河水沙变化发展趋势预测

窟野河是黄河河龙区间水土流失严重的一条多沙粗沙支流,流域内人类活动频繁,神府东胜煤田正在开发,其水沙变化发展趋势令人关注。经分析预测,神府东胜矿区一、二期工程排弃的土石数量为6.3亿t,1987～2000年平均每年增沙1130～1350万t;2000年前规划治理减沙效益为37.1％,减水效益为37.8％;一次洪水垮坝冲失的泥沙,将增加该次洪水泥沙量的13.3％～36.5％;河道淤积会加重防洪困难,其泥沙还可能集中排入黄河;丰水年份洪水泥沙有可能剧增,枯水年份水量进一步减少,甚至会出现水资源危机。     

黄河中游多沙粗沙区生态建设管理的探讨和建议

在对黄河中游地区水土保持管理工作现状分析的基础上,对即将开展的黄河中游多沙粗沙重点区水土保持生态工程建设项目的管理工作提出了新的思路,初步设想以社会主义市场经济为导向,探索有水土保持特点的市场经济管理模式,并进一步对这一新的改革思路的可行性进行了分析。     

新形势下黄河中游多沙粗沙区水土保持工作的新思路

通过分析当前我国水土保持工作面临的新形势和黄河中游多沙粗沙区地域环境、自然资源环境、经济社会人文环境及水土流失的严重性和水土保持工作的艰巨性 ,提出了新形势下该区水土保持工作的新思路 :树立全局观念 ,将整个黄河中游多沙粗沙区的水土流失综合治理纳入到黄河下游防洪体系中统一考虑 ;尽快构筑以蓄水拦沙为目的的治沟骨干工程防护体系 ;面上的水土流失治理依然要以小流域为单元 ,实行山水田林路统一规划、综合治理 ;开发区的水土保持工作 ,要严格执行有关法律、法规 ,切实加强预防监督 ,深入贯彻落实“三同时”制度 ;深化改革、实行机制创新 ,建立治理与开发相结合的制度 ,真正做到以开发促治理、以治理保开发     

黄河多沙粗沙区产水产沙对中游来水来沙的贡献率

在分析黄河流域不同产水产沙区自然环境特征的基础上,论述了黄河多少粗消区界定的原则,指标,最后给出了多沙粗沙区面积,建立了流域各产沙区与中游来水沙耦合关系的多元回归模型,计算了多沙粗沙区的产沙量对中游四粘来水来沙的贡献率,即,多沙粗沙区的年产水量只占黄河四站总水量的12．9％,年产沙量占四站总来沙量的63．4％,其中四粘的粗泥沙量约87％是来自多沙粗沙区,今后加大多沙粗沙区的治理是减少四站来沙的关键,若多沙粗沙区治理1万km^2,即可减少四站全沙量的8％,粗沙量的10％。     

建设西部地区生态环境的“小浪底”工程——试论黄河中游多沙粗沙区治理与开发

黄河中游 7 86万km2 的多沙粗沙区生态失衡、环境脆弱、贫穷落后 ,但能源矿藏丰富。它的治理与开发对西部大开发、我国经济发展第三步战略目标的实现、2 1世纪经济社会的发展 ,具有重要意义。建议作为我国西部地区近期生态建设的重中之重和西部生态环境的“小浪底”工程 ,按基本建设程序进行立项建设。     

黄河中游多沙粗沙区治理分期(区)研究

对黄河下游河道主槽淤积危害最大的是粒径d≥0.10mm的粗泥沙。按照快速减少黄河下游河道主槽粗泥沙淤积和治理面积相对较小、拦减粗泥沙量相对较多的原则,以≥0.10mm的粗泥沙输沙模数分别为≥1400、≥700而<1400和<700t/(km2·a)为指标,将黄河中游7.86万km2的多沙粗沙区分为粗泥沙集中来源区、多粗泥沙区和多沙粗沙区3个治理期(区),其对应的面积分别为1.88万、2.06万和3.92万km2。经分析,该研究治理分期(区)中的划分结果,符合黄河水利委员会针对黄河中游多沙粗沙区“先粗后细,分期治理”的战略部署。     

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。     

黄河中游多沙粗沙区输沙模数变化分析

该文根据绘制的黄河中游输沙模数与粗泥沙模数等值线图,研究分析了黄河中游多沙粗沙区输沙模数与粗沙模数变化规律。     

黄河中游多沙粗沙区坡面薄层水流水动力学特性

通过人工模拟降雨试验对黄河中游多沙粗沙区沙黄土坡面薄层水流水动力学特性进行了试验研究,取得了以下结果:(1)不同坡度不同降雨强度条件下,坡面薄层水流流速随降雨历时的增加而增大,可用对数方程很好地描述,薄层水流流速与雨强和坡度呈正相关关系;(2)不同坡度不同降雨强度条件下,坡面薄层水流的平均水深随降雨强度的增加整体警平稳增长趋势,其变化过程均可用幂函数方程描述,而平均水深与坡度呈负相关关系;(3)不同坡度不同降雨强度条件下,坡面流雷诺数随降雨历时的持续整体呈递增趋势,雨强对雷诺数的影响较坡度更为显著,薄层水流不属于传统意义上的层流,而是处于层流失稳状态;佛汝得数随降雨历时的变化范围基本上都大于1,且随着降雨历时的延长而稳步递增,坡度对佛汝得数的影响比雨强更为显著,试验中薄层水流基本处于急流状态;(4)不同坡度不同降雨强度条件下,坡面流阻力系数随降雨历时的持续皆呈递减趋势.     

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。     

黄河流域多沙粗沙区坝地防洪保收研究

淤地坝防洪能力包含两个方面,一是工程自身的防洪能力(即防御标准);二是坝地生产的防洪能力(即指坝地的防洪保收标准).淤地坝工程自身的防御标准,在有关规范中已有过明确规定和要求.而坝地生产的保收能力、保收标准,则是随着大规模坝地的形成和生产利用逐渐提出来的.从坝地淹水深度与淹水历时及淤积厚度对作物产量的影响考虑,提出了多沙粗沙区淤地坝防洪保收的标准为:洪水频率5%、作物保收率80%以上.通过淤地坝防洪保收指标和临界值的分析计算,得到黄河中游多沙粗沙区淤地坝防洪保收条件:坝地淹水深度小于作物株高的1/3,淹水历时在7天之内,淤泥厚小于作物株高的1/5.     

黄河中游多沙粗沙区粗泥沙输沙模数区域分布及产沙量分析

通过对黄河中游多沙粗沙区中d≥0.05 mm和d≥0.10 mm不同粗泥沙年输沙模数级的区域分布及产沙量的分析,得出d≥0.05 mm粗泥沙年输沙模数大于等于2 500、5 000和10 000 t/km2的粗泥沙来源区面积分别为5.82万、1.97万和0.22万km2,对应区域产生的全沙量分别占黄河中游多沙粗沙区全沙量的80.0%、35.6%和5.9%;d≥0.10mm粗泥沙年输沙模数大于等于350、700、1 400和2 800 t/km2的粗泥沙来源区面积分别为5.80万、3.94万、1.88万和1.17万km2,对应区域产生的全沙量分别占黄河中游多沙粗沙区全沙量的79.8%、58.3%、34.5%和24.2%。研究不同输沙模数级的区域分布、面积及产沙量,为粗泥沙集中来源区界定提供支撑。     

黄河中游多沙粗沙区土壤水蚀时空变化及动态驱动力分析

[目的]揭示黄河中游多沙粗沙区2000—2020年土壤水蚀时空演变特征,分析其动态驱动力。[方法]基于RUSLE模型,计算多沙粗沙区逐年土壤水蚀模数,分析2000年、2005年、2010年、2015年、2020年土壤水蚀强度变化特征,利用Sen+MK趋势分析法结合Hurst指数探究土壤水蚀模数时空变化特征,使用参数最优地理探测器中的因子探测与交互探测量化年平均降水、海拔、坡度、植被覆盖度、土地利用/覆盖类型、土壤类型6个因子对土壤水蚀空间分布的解释力。[结果](1)2000—2020年5期多沙粗沙区中度、强烈、极强烈、剧烈侵蚀面积分别下降48.09%,77.93%,83.01%,36.13%;微度和轻度侵蚀面积分别上升46.22%,0.33%。现阶段多沙粗沙区以微度和轻度侵蚀为主,二者面积占比分别为62.49%,42.07%。(2)多沙粗沙区土壤水蚀模数总体年际变化呈波动显著下降趋势,由2000年的2 214.89 t/(km²·a)降至2020年的1 169.44 t/(km²·a)。2000—2020年多沙粗沙区土壤水蚀模数空间变化趋势主...     

1985-2020年黄河中游多沙粗沙区水土流失动态变化

[目的] 掌握黄河中游多沙粗沙区水土流失空间分布状况,为黄河流域水土流失治理、生态环境保护和高质量发展提供数据支撑和科学建议。[方法] 利用2020年水土流失动态监测和1985,1999年全国水土流失遥感普查成果,开展黄河中游多沙粗沙区水土流失动态变化分析。[结果] ①研究区域水土流失面积减少43.22%,高强度水土流失面积减少90.80%,水土流失状况明显改善;1985—1999年和1999—2020年两个时段,前时段变化相对较小,后时段变化较大。②两个时段内水土流失强度均降低,1999—2020年降低幅度明显大于1985—1999年且高强度水土流失面积大幅减少。1985—1999年以剧烈侵蚀面积减少为主,1999—2020年强烈、极强烈、剧烈侵蚀等高强度侵蚀面积下降明显。[结论] 研究区生态环境状况改善的主要驱动力是区域水土保持监督管理工作的加强,预防保护与水土保持综合治理的协同推进,经济社会的发展,保护环境和生态政策的引导等。虽然研究区水土流失日趋严重的态势得到了遏制,但其依然是黄土高原乃至中国水土流失最严重的地区,后续仍需持续采取适宜措施保护好生态环境。