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期刊简介
期刊名称: 人民黄河
创办日期: 1949年创刊
主管部门:水利部
主办单位:水利部黄河水利委员会
刊 期:月刊
电 话:0371-66023331,66025672,66022409,66022902,66020257,66022096
Email信箱:rmhh2010@163.com
国内统一刊号: CN41-1128/TV
国际标准刊号:ISSN 1000-1379
人民治黄80年辉煌成就和前景展望
王浩;周祖昊;张冲;黄河是中华民族的母亲河,以“水少沙多、水沙关系不协调”的特殊禀赋著称于世,历史上曾水患频仍,给中华民族带来了深重灾难。人民治黄80年来,在中国共产党的坚强领导下,广大治黄工作者坚持科学治河、系统治河,在洪水控制、水资源调控、调水调沙、水土保持和生态环境保护等方面取得了举世瞩目的辉煌成就,有力支撑了黄河流域生态保护和高质量发展。在全面梳理上述成就的基础上,对未来30~50年黄河水、沙和生态演变情势进行了系统研判。面对气候不确定性增强、来水趋减、来沙量保持低位、生态保护要求持续提升的客观形势,新时代黄河治理须围绕“让黄河成为造福人民的幸福河”新目标,从固安澜、优配置、稳泥沙、兴生态四个战略维度统筹推进,即以“三个洪水”理念主动驾驭洪水资源,以“六水”理念破解水资源长期困局,以“流域-河道-河口”一体化动态调控实现水沙平衡,以量水而行、质量提升的协同理念推动生态高质量保护和修复,最终实现“安澜黄河—生命黄河—幸福黄河”的递进跨越。
黄河流域农业土地利用转型驱动生态安全与粮食安全协同演进
邓祥征;吕文宝;刘禹含;为构建农业土地利用转型驱动生态安全与粮食安全协同演进的理论分析框架,系统识别黄河流域农业土地利用的转型特征及其对生态安全与粮食安全协同演进的影响机制,通过整合“宏观阶段识别-中观非线性诊断-微观行为采纳”三层耦合诊断框架,计算农业土地利用转型、生态安全、粮食安全及其协同指数,运用Pettitt突变检验、Mann-Kendall趋势检验、GAM模型和Logit模型,分析1949—2024年黄河流域各指数长时序变化情况。研究发现:1)黄河流域农业土地利用转型和生态安全与粮食安全协同演进具有显著阶段跃迁特征,1978年、1999年、2018年为关键突变节点,协同指数由1978年的0.252提升至2024年的0.617,生态安全与粮食安全关系由长期失衡转向协同提升;2)农业土地利用转型对协同指数具有显著非线性影响,水资源保障水平与协同指数之间存在0.55的响应阈值,户均耕地经营规模对应的平滑函数曲线呈倒U形,峰值位于5~7 hm2区间;3)参加技术培训、加入合作社、获得绿色补贴分别使农户绿色土地利用行为采纳概率提高15.7、11.4和9.3个百分点,表明制度支持与组织化服务是连接宏观土地利用转型与微观行为响应的重要支撑。未来应坚持以水定地、量水而行、分区调控,构建“技术服务-组织支持-政策激励”三位一体的微观传导机制,推动农业土地利用由单一增产导向向生态安全与粮食安全协同导向转型。
新时期黄河治理几个关键问题探讨
张红武;黄河水沙条件已发生根本性变化,由“水少沙多”的特性变成了“水沙均少”的常态,客观上与现行规划思路、防洪调度方案制定时的前提条件不匹配。通过归纳分析,认为新时期黄河流域将迈向高质量发展,治理层面面临五方面亟待解决的问题:一是现行洪水设计成果偏离实际,导致防洪布局阵容过大;二是入库沙量骤减但三门峡水库运用方式却未变化,功能被弱化;三是黄河下游河道主槽持续冲刷,但地上“悬河”态势依然存在;四是下游河段卡口制约突出,在偏保守设计洪水条件下蓄滞洪区难以解放;五是黄河中上游地区修建了大量淤地坝,拦减入黄泥沙作用巨大,但存在易溃坝、对生态影响较大等问题。围绕以上关键问题,针对性提出行之有效措施建议:第一,修正现有洪水设计成果和进入下游的年均沙量条件,合理布局下游防洪减灾治理体系;第二,优化三门峡与小浪底水库协同调度方式,充分挖掘三门峡水库价值;第三,通过组织民间水力抽沙降河举措,在不需要国家较多投资的前提下,将下游“悬河”变成地下河;第四,实施下游艾山卡口扩宽措施,突破下游治理瓶颈,扭转下游防洪被动局面;第五,大力推广淤地坝修筑与除险加固新技术,改变传统淤地坝的渗流破坏机理,确保工程安全。
基于挪威准则的有压引水隧洞围岩多方向稳定判别方法
谢遵党;吴昊;金俊超;为解决复杂地形条件下有压引水隧洞围岩稳定评价中方向性影响难以表征的问题,提出一种多方向稳定判别方法。基于挪威准则基本思想,将围岩稳定问题由竖向覆盖控制推广为任意方向岩柱的受力分析问题,综合考虑岩柱自重、内水压力、渗流作用及岩体摩擦效应,推导得到围岩最小覆盖厚度的解析表达式,进而构建岩体最小覆盖锥模型,并据此建立多方向统一的围岩稳定判别方法,实现对隧洞中心线上各方向覆盖条件的整体评价。通过基准工况理论解析与数值分析对提出的方法进行验证,并进一步开展参数敏感性分析。结果表明:围岩最小覆盖厚度随方向变化呈明显非单调变化规律,最不利方向位于斜向范围;内水压力与内摩擦角主要影响最小覆盖厚度数值大小,而不改变最不利方向的分布特征。
黄河泥沙治理的理论与关键技术研究
张金良;陈翠霞;张远生;鲁俊;李达;刘晨光;刘俊秀;多沙河流治理是全球水资源与流域可持续发展的重大科学难题。水少沙多、水沙异源、水沙关系不协调是黄河的核心自然属性。人民治黄以来,黄河治理方略经历了由局部被动防御向系统治理的演进。从流域系统出发,对新时期黄河泥沙治理的理论与关键技术开展了探索性研究,在理论层面,黄河泥沙工程控制论以泥沙产生—输移全过程为研究对象,构建入黄泥沙、水库泥沙、河道泥沙与河口泥沙四级递阶控制结构,量化水沙关系协调度,并引入流域发展指数与泥沙工程调控指数,可对治理成效进行定量评估。在技术层面,协同集成了防溃决长效拦沙淤地坝、“蓄清调浑”水库运用、三滩分区治理、流路共轭控制及多库群联动的调水调沙等关键技术体系,实现了“拦、调、排、放、挖”的主动调控。未来需要持续提升黄河泥沙治理体系与治理能力现代化水平,为世界多沙河流治理提供理论借鉴与工程实践。
汾河流域地下水压采对天然径流的恢复效应研究
贾仰文;岁姚炳;杜军凯;牛存稳;郝春沣;汾河流域地下水开采经历了从大量开采到红线控制的转变,地下水压采对河道天然径流的恢复效应及其影响机制仍未得到系统阐明。为此,构建了可显式刻画河流与地下水系统水量交换的WEP-L模型,定量解析了地下水压采对天然径流的恢复效应,并评估了未来恢复潜力。结果表明:1)地下水压采使天然径流年均净增加0.74亿m3(1998—2021年累计净增加17.77亿m3),单位压采量的平均恢复效率约为20%,且恢复过程呈现明显的时间滞后、叠加效应及非线性特征;2)地下水压采显著提高了枯水期天然径流及其占比,从而有效增强了生态流量的保障程度,且该效应随时间累积放大;3)当前地下水压采措施已见成效,若维持10.02亿m3/a的压采水平并允许±15%的弹性浮动,则天然径流量可达13.93亿~14.69亿m3/a(1989—1995年气候条件)。
东北地区水-粮-碳系统耦合测度及时空跃迁特征
孙才志;王碧莹;郝帅;为揭示以水资源为核心的水-粮-碳系统耦合关系,促进东北地区粮食安全与可持续发展,从生态系统服务角度出发,基于欧几里得三维空间几何模型,构建水-粮-碳系统耦合坐标系,对东北地区321个县级行政单元耦合指数进行测度,在此基础上采用ESTDA分析框架对2000—2024年水、粮、碳三要素之间的耦合指数特征进行量化分析,揭示其时空演变和时空跃迁特征。结果表明:1)研究期东北地区水-粮-碳系统耦合指数呈现先提升后趋于稳定的变化趋势,系统耦合指数整体变化幅度较小,由研究初期的0.541提升至研究末期的0.609;在空间上表现出明显的分异特征,整体呈现东高西低、南高北低的分布格局。2)LISA时间路径显示,研究期东北地区58.57%的区域水-粮-碳系统耦合指数空间格局变化整体结构状态较为稳定;74.45%的地区弯曲度小于均值,研究区耦合指数具有较强的时空依赖性;85.98%的地区耦合指数与邻域变化同向演进,研究区正向空间溢出效应突出,区域联动一体化发展特征显著。
面向资料匮乏地区洪水演进模型的机器学习模拟研究
牛文倩;张翎;王一峰;库尔班·克依木;王蓬阳;王远见;针对水文资料严重匮乏的叶尔羌河流域,开展了基于机器学习的洪水演进模拟研究。流域内水文站稀少、观测序列不完整且受人类活动干扰强烈,制约了传统水动力学模型的应用。为此,采用长短期记忆神经网络(LSTM),构建了卡群至黑尼亚孜6个水文站的数据驱动模型,并引入累计洪量阈值、自适应滞后识别等机制处理数据缺失与传播变异。结果表明:上游卡群—依干其渡口河段预测精度最高(R2>0.93),中游民生渠首与四十八团渡口在复杂调度下仍表现稳健,而下游艾里克塔木与黑尼亚孜受水库调度与河道坦化影响显著,精度有所降低。
跨流域调水与地下水管控下金昌市水资源供需模拟
苏宏梅;王钦;梁顺田;郑小康;周翔南;杨靖;为在复杂水资源系统中实现多水源协同配置与精准调度,缓解西北内陆河流域缺水地区供需矛盾,以典型资源型缺水的金昌市为例,考虑不同外调水规模与地下水管控策略,设计了6种方案,在构建水资源供需网络模拟模型的基础上,系统模拟了规划年2030年各方案的水资源供需态势。结果表明:引大入秦延伸增效工程调入1.10亿m3水量时,可基本保障市区工业用水需求;引大济西工程调入1.26亿m3水量时,市区生活与工业用水可完全满足,并可置换部分用于农业灌溉的地下水。据此提出争取引大入秦延伸增效工程供水指标、积极推进引大济西工程、加快灌区现代化改造与高标准农田建设等对策建议。
北京城市副中心人水和谐度动态评估
尹静;肖文博;陈嘉宇;孙艺文;师林蕊;针对北京城市副中心人水系统动态演化机理不清、调控路径缺乏量化支撑的问题,开展人水和谐度动态评估与情景仿真研究。立足副中心建设背景,整合人口经济—水资源-生态-水安全多维耦合要素,基于历史统计数据,采用ARIMA模型完成关键参数估值,构建系统动力学动态评估模型;设置基准情景及产业结构优化、节水发展、人口-产业-用水协同管控等多情景方案,仿真2015—2030年人水和谐度演变过程。结果表明:副中心人水和谐度呈波动上升趋势,由2015年的0.686提升至2030年的0.822,迈入极佳和谐水平。单一调控中,第三产业比重提升与用水总量严控贡献显著;相较于单一路径,同步推进产业结构优化、再生水利用与常住人口规模管控的综合调控情景可使和谐度进一步提升,有效突破单一调控瓶颈。产业结构升级与水资源刚性约束是提升人水和谐度的核心路径,多要素协同调控具有显著增效作用。
黄河水流挟沙力的计算公式
张红武;张清;通常的水流挟沙力公式很难直接应用于黄河。本文从水流能量消耗和泥沙悬浮功之间的关系出发,考虑了泥沙存在对卡门常数和泥沙沉速等的影响,给出了半经验半理论的水流挟沙力公式。经较大范围的实测资料检验,计算值与实测值符合良好,说明该公式对不同的河床条件有较强的适用性。
黄河流域生态保护和高质量发展研究框架
左其亭;黄河流域生态保护和高质量发展战略的实施涉及众多学科,到底需要哪些理论基础以及解决哪些重大科技问题,是当前迫切需要回答的问题。通过对这一重大国家战略的分析,结合黄河流域实际问题和发展需求,阐述这一战略的提出背景及目标定位,总结战略实施的指导思想和主要抓手;从战略实施的需求出发,提出该战略实施的研究框架,包括5方面理论基础、7方面重大科技问题;最后,从5个方面分析未来该战略实施需要开展的研究工作,并描绘其未来15 a发展路线图。
水质模糊综合评价法与单因子指数评价法比较
曾永;樊引琴;王丽伟;刁立芳;李婳;以黄河三门峡—花园口河段水质监测资料为基础,对模糊综合评价法与单因子指数评价法的水质评价结果进行了对比分析。研究表明:模糊综合评价法体现各个评价因子对水质的综合影响,适用于各评价因子超标接近的情况;单因子指数评价法体现单因子否决权,适用于个别评价因子超标过大,严重影响水环境质量的情况。在实际应用中,应根据具体的监测数据和评价目的选择合适的评价方法,使评价结果满足管理需要,反映水体的实际情况。
黄河治理的终极目标是“维持黄河健康生命”
李国英"维持黄河健康生命"是一种新的治河理念,其初步理论框架为:"维持黄河健康生命"为黄河治理的终极目标;"堤防不决口,河道不断流,污染不超标,河床不抬高"是体现终极目标的4个主要标志。该标志可以通过减少入黄泥沙措施的建设、流域及相关地区水资源利用的有效管理、增加黄河水资源量的外流域调水方案研究、黄河水沙调控体系建设、制定黄河下游河道科学合理的治理方略、使下游河道主槽不萎缩的水量及其过程塑造、满足降低污径比使污染不超标的水量补充要求、黄河河口治理、黄河三角洲生态系统的良性维持等途径得以实现。"三条黄河"建设是确保各条治理途径科学有效的基本手段。
河长制理论基础及支撑体系研究
左其亭;韩春华;韩春辉;罗增良;通过对国家相关文件的解读及文献资料的梳理,对河长制提出的背景与经过进行了概述,并分析了河长制目前的实施现状及存在问题。针对河长制推行的目标要求,总结了河长制的主要工作任务,并构建了以水文学、水资源、水环境和水法律为核心的河长制理论基础框架。在此基础上,提出了以技术标准、行政管理和政策法律为出发点的河长制支撑体系。最后,考虑河长制推行的长效性,提出了河长制的具体实施途径,近期(2017—2020年)、中期(2021—2025年)和远期(2026—2030年)的具体实施目标及保障河长制实施的4点建议,以期为我国推行河长制提供基础理论框架和系统支撑保障。
黄河流域生态保护和高质量发展研究框架
左其亭;黄河流域生态保护和高质量发展战略的实施涉及众多学科,到底需要哪些理论基础以及解决哪些重大科技问题,是当前迫切需要回答的问题。通过对这一重大国家战略的分析,结合黄河流域实际问题和发展需求,阐述这一战略的提出背景及目标定位,总结战略实施的指导思想和主要抓手;从战略实施的需求出发,提出该战略实施的研究框架,包括5方面理论基础、7方面重大科技问题;最后,从5个方面分析未来该战略实施需要开展的研究工作,并描绘其未来15 a发展路线图。
工程伦理视域下水利工程建设中的环境问题探究——评《水利工程伦理学》
束传琳;<正>近年来,我国经济发展保持着较快的速度,加之技术条件的不断改善,水利工程建设的速度随之加快。水利工程的开发和建设虽然会带来极大的经济效益,但对库区的生态环境也会产生重要影响。在水利工程建设过程中,如果没有严格按照建设方案进行,未充分考虑环境问题,则会产生严重的后果,对于库区的生态环境造成不可逆转的破坏,最终影响水利工程设施的正常运行。
黄河流域新质生产力水平的动态演进及障碍因子诊断
刘建华;闫静;王慧扬;葛世帅;为发现黄河流域新质生产力发展短板、给探究黄河流域新质生产力发展路径提供实践依据,从劳动者、劳动对象及劳动资料3个维度构建黄河流域新质生产力水平评价指标体系,测度2012—2021年黄河流域新质生产力水平,探讨其动态演进特征,并利用障碍因子诊断模型分析了阻碍其发展的影响因素。结果表明:1)黄河流域新质生产力水平总体呈上升趋势,在空间上表现为“黄河下游>黄河中游>黄河上游”,总体区域差异扩大,极化问题得到有效缓解,上游和下游区域差异扩大,中游区域差距缩小;2)黄河流域新质生产力呈现“分散分布—抱团分布”的空间演进特征,主要以中低水平和中高水平集聚为主,“高-高”集聚区主要在下游,“低-低”集聚区沿着上游和中游分界线分布;3)黄河流域新质生产力一级指标障碍度排序为劳动者>劳动资料>劳动对象,三级指标障碍度排名靠前的有单位GDP能耗、研发经费投入强度和每万人在校大学生数量等。鉴于此,提出黄河流域应强化科技创新主导作用、促进区域创新合作、加快现代化产业建设等建议。
水利水电工程建设对生态环境的影响分析
曹永强,倪广恒,胡和平要"发展经济"必须大量修建水利水电工程,要"保护生态环境"必须少修甚至不修水利水电工程。针对这一矛盾问题,详细阐述了大型水利水电工程建设对地区生态环境的影响。从普遍意义上讲,水利水电工程在环境方面的影响主要包括移民问题,对泥沙和河道的影响,对气候、水文、地质、土壤、水体、鱼类和生物物种的影响,以及对文物和景观的影响、对人群健康的影响等。认为在对水利工程建设进行决策时应重点做好以下几个方面的工作:①着眼长远,对整个生态系统负责;②因地制宜,选择适当的开发目标;③完善移民政策,使移民能长期共享水电开发的效益。
渭河西安段水污染优化控制研究
叶朝俐;党志良;李冬梅;介绍了河流水污染控制的技术路线:确定水环境容量,分配排污口负荷,排污口优化。建立了以渭河西安段7个排污口污水处理厂建设总费用最小为目标函数的优化模型,用MATLAB优化工具箱进行求解,得到了建设总费用最小的各排污口污水排放浓度及污水处理效率。