2026年 09期
科技“慧眼”守护沙颍河
朱泳;<正>受近期持续强降雨影响,8月12日淮河支流沙颍河发生2026年第1号洪水,多地水位超警戒线。为减轻下游防洪压力,按照蓄滞洪区运用预案,13日漯河市泥河洼蓄滞洪区紧急启用。面对严峻汛情,黄河水利科学研究院(简称黄科院)“十四五”国家重点研发计划“适应恶劣气象环境的堤防决口一体化监测技术”及“堤防遥感识别及智能巡堤查险关键技术研究”项目组,受水利部防洪抗旱减灾技术创新中心(水旱灾害防御中心)邀请,迅速组织专业技术团队、第一时间赶赴现场,开展防洪应急监测与安全研判,打出了一套防汛科技“组合拳”。
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。
黄河流域骨干水库水环境研究历程及展望
左其亭;孙晓娟;张伟;系统回顾了人民治黄80年(1946—2026年)来黄河流域骨干水库水环境研究历程，将其划分为水沙控制工程建设主导、泥沙淤积与水环境问题显现、水沙综合治理与水质模型探索、生态优先与数字赋能4个阶段，其研究范式由单一水质评价向多维目标系统协同转变。针对黄河的“高含沙”特性与复杂系统特征，提炼了当前亟待攻克的五大前沿科学问题：复杂水沙动力驱动下泥沙-污染物跨介质耦合机理、淤积环境下新污染物生态风险、“双碳”目标下水库碳收支核算与温室气体排放通量、梯级水库群联合调度的累积生态水文效应、数字孪生框架下多尺度物理场耦合模拟。展望了“水利4.0”智慧深化期(2026—2035年)与“水利5.0”共生水环境研究期(2036—2060年)的黄河流域骨干水库水环境研究发展蓝图。
黄河流域数字孪生灌区现代化L0～L5分级体系研究
王忠静;王涛;黄河流域灌区规模大、耗水量多，其水资源高效利用对黄河流域生态保护和高质量发展具有重要影响。当前，在数字孪生灌区建设背景下，灌区现代化已由单项设施改造转向数字化、自动化、智能化协同推进，但工作实践仍多聚焦设备配置、监测运行与平台展示，缺少现代化程度的等级认定与分级标准。参照汽车驾驶自动化分级的任务与责任逻辑，提出数字孪生灌区现代化L0～L5分级体系，并将L1～L3级作为近期和中期建设重点，从对象尺度、感知完备性、方案生成能力、执行协同性、风险韧性、责任边界、效益可验证性7个维度细化了各级判据。对黄河流域代表性引黄灌区公开资料的工程评价表明：多数数字孪生灌区建设处于L1级，少数先行先试灌区部分渠段具备L2级能力，L3级需连续运行记录与异常接管证据支撑。
黄河设计沙量的内涵与确定方法刍议
刘晓燕;鲁俊;设计沙量是黄河重要规划和重大工程论证时必须使用的关键参数，通常以未来一个时段黄河干支流某断面的多年平均沙量为代表。研究认为，设计沙量相应的未来时段长度应根据服务对象的需要来确定，针对重大水利枢纽工程或跨河建筑物的未来时段长度应大于工程设计寿命，论证备用入海流路或编制滩区容沙空间规划时应按数百年考虑。针对未来30～50年的设计沙量，宜采用水文法与成因法同步估算，以相互校核、确定设计沙量的合理区间；对于未来百年甚或数百年的设计沙量，建议按近期(50年以内)、远期(50年以后)分时段估算，估算远期设计沙量时建议主要考虑梯田、人造水平阶地、龙羊峡等青藏高原大型水库的减沙作用。
协同发电-生态-极端气候的水风光装机容量优化配置研究
黄强;张亮博;方伟;章杰;许鑫;贾升策;蒋祥祥;张婧如;针对“双碳”目标下流域水风光一体化装机容量优化配置问题，综合考虑发电、生态效益与极端气候风险，研究水风光一体化基地装机容量多目标协同优化配置，具有重要的意义和应用价值。以黄河上游茨哈峡水风光一体化基地为研究对象，阐明了水风光资源演变规律及极端气候下的低出力特征，构建了兼顾发电效益、生态效益与极端气候风险的水风光储容量优化配置模型，并采用多准则决策分析法筛选最优装机配置方案。结果表明：1)2035—2065年风电、光伏年平均出力均呈波动下降趋势。2)4种SSP情景下，极端气候诱发的低出力事件年均频次在43.68～46.29次之间。3)在水电装机4 200 MW条件下，推荐最优装机方案为风电1 000 MW、光伏5 000 MW、储能1 000～2 000 MW·h。与基准方案相比，最优方案的平均弃电率和失负荷率分别降低5.54%和6.65%,极端气候导致的缺电量降低60.4%,万元投资碳减排量增加53.01 t,可实现一体化基地的运行经济性、气候适应性和减排能力的协同提升。