黄河泥沙减少方法

Miss Chen 2024-06-16 21:45:16

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新**成立后，随着基础研究、应用基础研究的深入，人们对黄河水沙运动基本规律认识不断深化，治黄方略逐步得到发展和完善，治黄技术不断进步。由建国初期的“宽河固堤”到50、60年代的“除害兴利，蓄水拦沙”，70年代的“上拦下排，两岸分滞”，直至《黄河重大问题与对策》中提出的“防洪：‘上拦下排、两岸分滞’，控制洪水；‘拦、排、放、调、挖’，处理和利用泥沙。水资源利用及保护：开源节流保护并举，以节流为主。水土保持：防治结合，强化治理；以多沙粗沙区为重点，小流域为单元；采取工程、生物和耕作综合措施，注重治沟骨干工程建设。”治黄方略的发展和完善为黄河治理开发起到了良好的指导作用，治黄技术进步推动了黄河治理开发的快速发展。人民治初期，黄河水文基本站点稀少，基础资料缺乏，黄河科研也有待广泛深入开展。依据当时形势，确定了“宽河固堤”的治黄指导方针，改变了黄河过去频繁决口改道的局面，确保了黄河防洪安全。1952年开始，治黄工作由下游修防逐步向治本过渡，治黄方针演变为“除害兴利，蓄水拦沙”，主要是采取干支流修水库和拦河坝，水土流失区开展水土保持的措施，“节节蓄水，分段拦泥”，以此为方针编制的《黄河综合利用规划技术经济报告》于1955年7月由一届人大二次会议审议通过。这一时期的治黄科研发展迅速，取得了许多有重要价值的科研成果。50年代初期，500多位科技人员对黄土高原进行了十几个月的考察，对黄土高原的自然条件和社会经济状况有了全面系统的认识，提出的关于黄土高原不同类型区的划分，为因地制宜确定治理方向和治理措施提供了科学依据。60年代初期开始，通过对淤积在黄河下游河道中的泥沙粒径分析认识到，主槽表层淤积物中80%为粒径大于0.05mm的粗泥沙。进而，对粗泥沙进行了详细调查与分析，找到了黄河粗泥沙的主要来源区分布在晋陕蒙接壤的约10万km2黄土丘陵沟壑区，从而明确了黄土高原治理的重点区，提出了把集中治理中游粗沙来源区作为治黄战略的建议，指出要控制下游河道淤积恶化，应首先治理粗沙来源区。这是对黄河泥沙规律认识上的一个重大突破，对于指导黄土高原水土流失治理工作具有重要作用。通过对黄河流域多沙粗沙问题和黄土高原水土流失特征的研究，从理论上解决了黄土高原水土保持的防治方法、工程布局和工程重点等一系列重大的宏观战略问题。在水土流失规律及水土保持措施的减水减沙效益研究方面，采用大流域、小流域和单项措施相结合，通过对不同侵蚀降雨小区地形、降雨、土壤、植被等水土流失因子的观测，提出了适用于不同情况的水土流失方程，初步分析了不同地貌和侵蚀类型的径流泥沙来源及数量。通过小区测验和人工降雨试验取得了不同地类、坡度、坡长和水保措施对水土流失影响的定量关系式和流域产沙模型，基本摸清了黄土高原不同侵蚀类型区的径流泥沙来源以及各种水保措施所产生的蓄水保土作用。这些研究成果为水土保持规划、设计和水土保持效益分析提供了科学依据，同时也为治黄方略的演变提供了基本资料和理论依据。三门峡水库“蓄水拦沙”运用后，库区迅速淤积，对水库淤积特性的研究使人们认识到建库拦沙问题的复杂性和局限性。围绕三门峡枢纽的运用、改建，进行了三门峡水库淤积及下游河道演变规律研究，提出了三门峡水库滞洪排沙运用后下游河床演变趋势及近期整治意见。通过三门峡水库“蓄清排浑”控制运用的实践，对多沙河流水库如何保持有效库容、水库翘尾巴淤积规律、泄流规模选择、水库运用方式等认识在理论上有创新，丰富和发展了多沙河流水库泥沙科学及水沙调节理论，为后来兴建水库提供了宝贵经验。三门峡工程实践的经验教训提高了人们对多沙河流修坝拦沙作用的认识，水土流失规律及水土保持措施的减水减沙效益研究表明了水土保持工作的艰巨性和长期性，对黄河下游河道冲淤演变规律的研究发现黄河下游河道具有“多来、多淤、多排”的输沙规律，促使了治黄方略由“蓄水拦沙”向“上拦下排”的转变。“八五”以来，进一步完善了降雨产流产沙计算方法，分析了多沙粗沙区70年代以来的水沙变化及其原因，预测了变化趋势；通过对黄土丘陵沟壑区六沟道小流域坝系多年运用情况的系统研究，明确提出了沟道坝系相对稳定的条件、标准和定量方法等，初步研究制定了小流域经济、社会、生态效益评价指标体系，提出了拦减粗泥沙对黄河河道冲淤变化的影响；通过对黄河中游多沙粗沙区区域界定及产沙输沙规律的深入研究，进一步界定了黄河粗泥沙的范围，并对多沙粗沙区进行了亚区划分。这些成果为确定黄土高原多沙粗沙区的治理模式、编制生态环境建设规划提供了科学依据。通过对高含沙洪水水流特性、洪水演进特性、泥沙输移特性及河床演变规律的进一步研究，探讨了高含沙水流远距离输送问题，发现了窄深河槽具有极强的输沙能力，由此提出了利用下游河道将高含沙水流输送入海的设想。在泥沙运动基本理论研究方面，提出了适用于一般挟沙水流和高含沙水流的挟沙力公式、动床阻力公式、流速分布公式和悬移质含沙量分布公式，河流综合稳定性指标。通过研究不同水沙条件下黄河下游河道纵横剖面的变化过程，阐明了黄河下游水沙减少引起下游河道不同河段横剖面的变化规律，对黄河下游河道整治具有指导意义。这些成果为“下排”方略的形成和发展提供了理论基础。通过开展小浪底水库调水调沙和减缓黄河下游河道淤积措施研究，开辟了“调”与“排”相结合的处理泥沙新思路，分析了“放”淤对减少艾山以下河道淤积的作用。对于下游泥沙处理利用研究，提出了以“挖河”作为减缓艾山以下河道淤积的一种新途径；提出了从渠首引水放淤至田间的成套泥沙处理措施；在不打乱引黄灌区现有布局、充分利用现有涵闸引水引沙能力的前提下，提出了利用引黄供水沉沙、淤筑相对地下河的思路和总体布局，初步分析研究了淤筑相对地下河对环境的影响及防治措施，结合引黄供水沉沙淤筑相对地下河工程既加固了堤防，又在“放”字上提出了新思路。通过研究河口段河道发育演变规律以及在海洋动力综合因素作用下河口泥沙的运移方向、河口延伸和蚀退条件，黄河口拦门沙的演变机理，阐明了拦门沙发生的部位、形成的过程、演变的特性及其对河口河段演变的影响，为黄河口的治理提供了科学依据。根据对黄河流域暴雨特性的分析研究，确定了黄河下游洪水的主要来源区。通过黄河洪水特性的分析，为下游防洪标准的确定及防洪调度奠定了基础。依据实测洪水、历史洪水，经过暴雨移置可能性分析、历史洪水过程分析等综合性研究计算，确认了下游发生特大洪水的标准和可能性，促使了“分滞”方略的形成。其中总结提出的“可能最大暴雨和洪水计算原理和方法”研究成果被联合国世界水文气象组织(wmo)水文学委员会推荐用来“修改和更新pmp/pmf最佳实践手册”，并纳入我国“防洪标准”。在黄河下游游荡性河道整治研究方面，系统整理分析了大量的航片、卫片及主流线套绘资料，进行了河道动床模型试验，研究了河型稳定性指标、河型转化及“横河”、“斜河”的发生机理，系统总结了黄河下游河道整治经验，提出了河道整治的原则，论证了微弯型整治方案的合理性及可行性，深入研究了下游游荡性河段河道整治对本河段及下游河段的影响。这些研究成果应用于指导黄河下游河道整治工作，取得了很好的效果。黄河是我国西北、华北地区最大的水源，黄河水资源的合理配置是关系这一地区乃至全国社会经济发展的重大战略任务。治黄50多年来，通过开展黄河水资源利用问题研究，初步掌握了黄河流域水少沙多、水沙异源、水资源的时空分布不均、年内分配集中、年际变化大、流域性的连续枯水时段长等重要规律，提出了黄河流域多年平均天然年径流总量为580亿m3，解决了大量水资源利用方面的关键技术问题，为科学管理、调度和分配黄河水资源提供了科学依据。其中，2000年水平黄河水资源利用预测方案被**批准作为“在南水北调工程生效前黄河可供水量分配方案”，目前，正在有关省区和部门贯彻执行，并作为黄河水量统一调度的基本依据。 20210311

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