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黃河水沙平衡與調控 版權信息
- ISBN：9787030703293
- 條形碼：9787030703293 ; 978-7-03-070329-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
黃河水沙平衡與調控 本書特色
胡春宏院士國家重點研發計劃項目\"黃河流域水沙變化機理與趨勢預測\"的重要成果，提出了水沙變化情勢下黃河治理保護的總體思路。
黃河水沙平衡與調控 內容簡介
基于黃河流域未來水沙變化趨勢預測，研究維護黃河健康的水沙調控閾值、黃土高原生態治理策略、黃河防洪減淤和水沙調控策略、黃河下游河道治理策略。確定了維護黃河健康的水沙調控關鍵閾值，采取分層次的方法建立了維護黃河健康的水沙調控指標體系；提出了未來黃土高原水土流失治理格局調整方向，植被恢復潛力較高區域主要集中在黃土丘陵溝壑區、土石山區、干旱草原區，宜進一步加強；提出了未來黃河防洪減淤和水沙調控模式；提出了未來30-50年黃河治理方略：調控水沙關系，改造下游河道。為實現上述治理方略，應采取的治理措施包括：調整黃土高原水土流失治理格局，加快建設完善黃河水沙調控體系，塑造與維持黃河基本的輸水輸沙通道，中游降低潼關高程，下游改造河道，相對穩定河口。綜合分析得出的黃河下游寬河段治理寬度為4km左右；下游河道改造的具體措施為穩定主槽、縮窄河道、治理懸河、灘區分類；未來，將入黃年沙量控制在3億t/a左右，達到黃土高原水土流失治理程度與黃河干流河道輸沙的平衡；實現全流域泥沙優化配置。
黃河水沙平衡與調控 目錄
目錄
前言
第1章緒論1
1.1黃河治理保護歷史回顧1
1.2黃河治理保護面臨的主要問題4
參考文獻9
第2章維護黃河健康的水沙調控閾值12
2.1維護黃河健康的水沙調控指標體系12
2.2黃河流域面的水沙調控關鍵指標與閾值17
2.3黃河上游寧蒙河段平灘流量閾值38
2.4黃河中游潼關高程閾值53
2.5黃河下游河道平灘流量閾值68
2.6黃河河口穩定輸沙量閾值82
2.7小結96
參考文獻98
第3章黃土高原水土流失治理格局變化與調整101
3.1黃土高原水土流失治理分區與治理歷程101
3.2黃土高原水土保持措施時空格局變化115
3.3黃土高原水土流失動態變化監測分析145
3.4黃土高原水土流失治理潛力和閾值分析153
3.5未來黃土高原水土流失治理格局調整180
3.6小結195
參考文獻197
第4章黃河防洪減淤與水沙調控模式200
4.1黃河防洪減淤與水沙調控運行現狀及效果200
4.2未來黃河防洪減淤與水沙調控需求216
4.3未來黃河防洪減淤與水沙調控模式237
4.4小結305
參考文獻306
第5章變化情勢下黃河水沙平衡與治理保護策略309
5.1現狀黃河流域綜合規劃的適應性分析309
5.2黃河未來水沙變化情勢預測321
5.3水沙變化情勢下黃河治理保護策略324
5.4水沙變化情勢下黃河河道平衡輸沙與黃土高原水土流失治理度333
5.5小結361
參考文獻363
前言
第1章緒論1
1.1黃河治理保護歷史回顧1
1.2黃河治理保護面臨的主要問題4
參考文獻9
第2章維護黃河健康的水沙調控閾值12
2.1維護黃河健康的水沙調控指標體系12
2.2黃河流域面的水沙調控關鍵指標與閾值17
2.3黃河上游寧蒙河段平灘流量閾值38
2.4黃河中游潼關高程閾值53
2.5黃河下游河道平灘流量閾值68
2.6黃河河口穩定輸沙量閾值82
2.7小結96
參考文獻98
第3章黃土高原水土流失治理格局變化與調整101
3.1黃土高原水土流失治理分區與治理歷程101
3.2黃土高原水土保持措施時空格局變化115
3.3黃土高原水土流失動態變化監測分析145
3.4黃土高原水土流失治理潛力和閾值分析153
3.5未來黃土高原水土流失治理格局調整180
3.6小結195
參考文獻197
第4章黃河防洪減淤與水沙調控模式200
4.1黃河防洪減淤與水沙調控運行現狀及效果200
4.2未來黃河防洪減淤與水沙調控需求216
4.3未來黃河防洪減淤與水沙調控模式237
4.4小結305
參考文獻306
第5章變化情勢下黃河水沙平衡與治理保護策略309
5.1現狀黃河流域綜合規劃的適應性分析309
5.2黃河未來水沙變化情勢預測321
5.3水沙變化情勢下黃河治理保護策略324
5.4水沙變化情勢下黃河河道平衡輸沙與黃土高原水土流失治理度333
5.5小結361
參考文獻363
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黃河水沙平衡與調控 節選
第1章緒論 1.1黃河治理保護歷史回顧 黃河發源于青藏高原，流經9個省區，全長5464km，是我國僅次于長江的第二大河［1］。黃河流域面積為79.5萬km2。黃河是一條馳名中外的多沙河流，1956～2000年實測資料統計［2］，黃河多年平均河川天然徑流量為534.8億m3，三門峽水文站多年平均輸沙量為11.2億t。黃河水少沙多、水沙異源、水沙關系不協調的矛盾十分突出，這也是黃河成為世界上*為復雜難治河流之一的癥結所在。 黃河具有善淤、善決、善徙的特征，下游河道長期的累積性淤積，使河道成為“地上懸河”。自公元前602年以來，黃河下游河道決口1590余次，較大的改道有26次，經歷了5次大的遷徙，黃河的安危始終是中華民族的心腹之患［3］。 中華民族治理黃河已有4000多年的歷史，在長期治理黃河的實踐中，伴隨著對黃河水沙特性、沖淤規律及河床演變過程認識的進步和深化，將治河與科學技術相結合，逐步積累了豐富的治河經驗，形成了一套閃耀著遠見卓識及智慧火花的治河思想［4］。治黃方略取決于人們對黃河的認識，體現了當時的社會、政治、經濟背景以及水利科學技術的發展水平，隨著自然環境的變化和黃河水沙關系的改變，治黃方略也將發生變化。在古代原始社會生產力極為低下時，為避免洪水危害，先人們往往“擇丘陵而處之”，隨著生產力的發展，人們從高丘移居平地。 歷史上，黃河治理方略的形成與幾次重大治河行動緊密聯系［5］。公元前2000多年，大禹治水順應水流的自然規律，采取以疏導和分流為主的治河方略，取得了成功，該時期成為歷史上黃河的**個安流期。黃河下游堤防始建于春秋時期，戰國以后黃河水沙發生變化，表現為徑流量減少、泥沙量增加，導致水沙關系由相對協調轉變為不協調，堤內河床逐漸淤積抬高而成為“地上懸河”，使黃河決口改道次數增多。為尋求治河對策，從西漢、北宋到明清，不斷產生新的治河思想，*具代表性的治河方略有西漢賈讓的“治河三策”，其上策是擴寬河道，主張分流治理；東漢王景主張寬河筑堤，因勢利導，堤內蓄洪治沙，治河取得了成功，迎來了大禹之后黃河的第二個安流期；明代潘季馴提出“筑堤束水，以水攻沙”的治河思想，主張合流，引發了分流與合流的爭論。潘季馴論證了在黃河多沙的條件下，治河要從以洪水為主轉化為以泥沙為主，要從以分為主轉化為以合為主，在潘季馴主持治河期間，堵塞決口、截支強干、筑堤束水、以水攻沙，改變了此前河道“忽東忽西，靡有定向”的亂流局面，取得了后人稱道的治理成就。潘季馴的“束水攻沙”治河方略把治河思想大大向前推進了一步，其后明清兩代治河工作者，大多遵循潘季馴的治河原則，實行合流治理。需要指出的是，潘季馴治河思想存在兩方面的不足：一是治沙雖然在歸順河道、減災方面發揮了重要的作用，但堤內河道淤積抬高問題始終沒有得到解決；二是治河主要針對黃河下游河道，尚未將黃河作為一個整體來考慮治理對策。 1946年人民治黃以來，進入現代治河時期，黃河治理工作逐步由下游防洪走向全河治理，提出了一系列新的治河方略［6-8］。 1）寬河固堤。1947～1949年黃河大汛期間，黃河下游堤防險象叢生，特別是1949年汛期出現了12 300m3/s的較大洪水后，下游兩岸出現了400多個漏洞、200多次險情。1950年，通過分析黃河決口頻繁的原因，水利部黃河水利委員會提出了采取“寬河固堤”的方略治理黃河下游。在這一方略的指導下，確定并實施了加培大堤、整修險工、廢除民埝、開辟滯洪區等防洪工程建設，初步改變了下游的防洪形勢，為戰勝1954年和1958年的洪水奠定了基礎。 2）蓄水攔沙。通過對中國古代治河方略的總結，結合深入調查研究，初步認識了黃河上沖下淤的客觀規律。1953年，水利部黃河水利委員會提出了“蓄水攔沙”的治河方略，把重點放到中上游。在這一方略的指導下，首先在三門峽修筑高壩大庫。為了攔截進入三門峽水庫的泥沙，在無定河、延河、涇河、洛河、渭河等支流修筑10座水庫，同時進行大規模的水土保持、造林種草工作。 3）上攔下排，兩岸分滯。三門峽水利樞紐于1960年9月下閘蓄水，采用“蓄水攔沙”運用方式，之后水庫很快便發生了嚴重淤積。1963年3月，水利部黃河水利委員會從三門峽水庫的失誤中總結經驗教訓，提出了“上攔下排”的治河方略。“上攔下排”就是“在上中游攔泥蓄水，在下游防洪排沙”。從“蓄水攔沙”到“上攔下排”，是治黃方略的一次重要進展。1975年8月淮河流域發生特大暴雨，造成嚴重災害。于是，水利部黃河水利委員會又提出處理特大洪水的方略，即“上攔下排，兩岸分滯”。在“上攔下排，兩岸分滯”方略指導下，擬在花園口以上興建小浪底水庫，削減洪水來源，改建北金堤滯洪區，對東平湖圍堤進行加固，加大位山以下河道泄量，使洪水暢排入海。 4）攔、排、放、調、挖。1986年，水利部黃河水利委員會總結40年的治黃經驗，概括提出了“攔”“用”“調”“排”四字治河方略。所謂“攔”，就是在中上游攔水攔沙，通過水土保持和干支流水庫的死庫容攔截泥沙。“用”就是用洪用沙，在上、中、下游采取引洪漫地、引洪放淤、淤背固堤等措施。“調”就是調水調沙，通過修建黃河干支流水庫，調節水量和泥沙，變水沙關系不協調為水沙相適應，更有利于排洪，同時達到下游河道減淤的效果！芭拧本褪浅浞掷命S河中上游水庫攔沙，下游河道沖刷，比降變陡、排洪能力加大的特點，排洪入海。2002年，水利部將“上攔下排，兩岸分滯”作為控制黃河洪水的方略，將“攔、排、放、調、挖”作為處理和利用黃河泥沙的方略。所謂“放”，主要是在下游兩岸處理利用一部分泥沙，“挖”就是挖河淤背，加固黃河干堤，逐步形成“相對地下河”。經過半個多世紀的探索和實踐，已將治理黃河流域作為一個整體來進行統籌考慮、綜合治理，在治理中采取水沙兼治，更加注重將泥沙處理和利用的思想納入治河方略。 21世紀初期修編的《黃河流域綜合規劃（2012—2030年）》進一步強化了人水和諧、維持黃河健康生命的理念，針對黃河水少沙多、水沙關系不協調的突出問題，提出“增水、減沙，調控水沙”是解決黃河根本問題的有效途徑，通過水沙調控體系、防洪減淤體系、水土流失綜合防治體系、水資源合理配置和高效利用體系、水資源和水生態保護體系、流域綜合管理體系六大體系建設，貫徹全流域統籌兼顧、治水治沙并重的治河思想［2］。在“上攔下排，兩岸分滯”防洪工程體系基本形成的前提下，提出了黃河下游河道治理方略：“穩定主槽、調水調沙、寬河固堤、政策補償”。在“攔、排、放、調、挖”處理和利用泥沙措施中，強調了粗泥沙來源區的治理和泥沙資源的利用。新修編的規劃仍堅持人民治黃以來實踐總結出的洪水泥沙綜合治理思想，更加突出了水沙調控的作用，其核心是要協調水沙關系。需要指出的是，在規劃依據的來水來沙條件確定中，雖然已考慮了黃河水沙變化的因素，但仍與近幾十年的實際情況存在較大的差距，特別是對來沙量大幅減少的影響考慮不夠［9，10］。 從黃河流域自然環境變遷、人類活動影響到治河方略的演變，充分體現了自然界是一個不斷運動演化、相互聯系、相互制約的整體。人類治黃的歷史也是一個不斷認識、不斷創造的過程。在幾千年黃河治理的過程中，人們總結出兩條治黃的基本經驗：一是給洪水出路，二是給泥沙空間。人們圍繞這兩條基本經驗，一直在堅持不懈地探索治河的措施。在治黃方略上，從分流與合流治理的爭論、水和沙治理并重思想的提出，到將黃河上游、中游、下游、河口作為一個整體系統治理等治河思想的提出，是黃河幾千年來治理實踐成果的結晶［11］。隨著黃河流域自然環境的演變、人類活動的影響及水沙關系的變化，相信治黃方略將繼續發展完善。 2019年9月18日，習近平總書記在河南鄭州主持召開黃河流域生態保護和高質量發展座談會，強調“黃河流域生態保護和高質量發展，同京津冀協同發展、長江經濟帶發展、粵港澳大灣區建設、長三角一體化發展一樣，是重大國家戰略”。保護黃河是事關中華民族偉大復興和永續發展的千秋大計。講話指明了當前黃河流域面臨的挑戰和存在的突出問題，提出了黃河流域生態保護和高質量發展的主要目標任務，發出了“讓黃河成為造福人民的幸福河”的偉大號召［1］。 建設幸福河，就是要在確保黃河“大堤不決口，河道不斷流，水質不超標，河床不抬高”的前提下，為流域人民提供優質生態環境和社會服務功能，提高人民的安全感、獲得感、幸福感，支撐流域經濟社會高質量發展，實現“防洪保安全，優質水資源，健康水生態，宜居水環境，先進水文化”的目標［12］。因此，進入新時代，基于新的更高的要求，水沙變化情勢下黃河治理策略是實施黃河流域生態保護和高質量發展戰略亟待回答的重大問題。 1.2黃河治理保護面臨的主要問題 1.2.1水沙變化情勢 黃河的水主要來自上游地區，泥沙主要來自中游地區，中游的潼關水文站控制了黃河流域面積的91%、水量的90.3%、輸沙量的近100%。根據實測資料［13］，1919～1959年為受人類活動影響較小的天然時段，該時段潼關水文站實測年平均水量和輸沙量分別為426.1億m3和15.92億t，這就是人們常說的黃河泥沙量有16億t/a的依據；隨著人類活動的日益加劇和自然氣候的變化，1987～1999年實測年平均水量和輸沙量分別為260.6億m3和8.07億t，水沙量較1919～1959年有較大幅度的減少，分別減少了38.8%和49.3%。2000年以來潼關水文站水沙量進一步減少，2000～2018年實測年平均水量和輸沙量分別為239.1億m3和2.44億t，較1919～1959年分別減少了43.9%和84.7%。影響黃河水沙量大幅減少的主要驅動因素包括氣候變化、水利工程、生態建設工程和區域經濟社會發展等，其中氣候變化屬自然因素，其他因素均屬人類活動影響，據分析［14］，近幾十年來人類活動對水沙量減少的作用越來越大，特別是生態建設工程的減沙作用不斷增強。 黃河水沙變化情勢研究是實施黃河流域生態保護和高質量發展戰略*為重要的基礎條件，是黃河重大水沙調控工程布局及運用方式、河道治理工程布置、流域內水資源配置和跨流域調水工程決策等的基礎。鑒于黃河水沙變化情勢研究的重要性，2016年，“十三五”國家重點研發計劃啟動了“黃河流域水沙變化機理與趨勢預測”項目，根據項目的總體安排，項目下設9個課題，分別開展了不同區域水沙變化主要影響因素和階段特征的研究，定量預測了黃河流域未來30～50年水沙量，確定了不同影響因素對水沙量減少的貢獻率。綜合項目各個課題入黃沙量預測的研究成果，未來30～50年黃河潼關水文站年平均輸沙量為3億t左右［14，15］。 1.2.2面臨的主要問題 水沙情勢的劇烈變化導致黃河流域生態保護和高質量發展遇到一系列新情況和新問題：一方面，黃土高原水土流失持續治理改變了流域產沙的數量和過程，極大地改善了黃土高原生態環境；另一方面，產沙數量和過程變化及干支流水庫建設直接影響了進入黃河干流河道泥沙的數量和過程，間接影響了黃河干流沿程河床演變［16，17］。當前黃河治理保護面臨兩方面的主要問題：一是流域產沙過程出現的問題；二是河道輸沙過程中出現的問題，分述如下。 （1）黃土高原水土流失治理格局亟待調整 習近平總書記強調：“水土保持不是簡單挖幾個坑種幾棵樹，黃土高原降雨量少，能不能種樹，種什么樹合適，要搞清楚再干。有條件的地方要大力建設旱作梯田、淤地壩等，有的地方則要以自然恢復為主，減少人為干擾，逐步改善局部小氣候！保1］近年來，隨著復雜極端氣候變化、科技手段的發展及黃河治理開發對水土保持工作不斷提出新要求，黃土高原水土流失治理面臨著新挑戰［18］，如局部區域植被覆蓋度已到上限，有的地質單元因退耕還林出現耕地面積不足的情況，這些區域的林草植被改善是否還持續開展；部分區域勞動力轉移到城鎮致使優質梯田被大量棄耕，部分區域坡陡溝深、地形破碎使坡地梯田化潛力不足；這些區域的坡改政策如何分區推進；淤地壩工程雖然實現了溝道侵蝕阻控與
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