国家科技攻关计划研究为黄河下游水沙调控指标体系的确立提供重大支撑

　　“近些年来，黄河下游出现的河槽严重萎缩、排沙输沙能力下降等突出问题严重困扰着治黄人，而这些问题也使得黄河中小洪水往往形成水灾，严重威胁着生活在两岸的人民。”这是近日《科学时报》记者在黄河水利委员会黄河水利科学研究院采访时，该院总工程师姚文艺对记者说的一句话。他拿着水利部刚寄来的鉴定证书告诉记者，由他们和中国水利水电科学研究院及清华大学共同完成的国家“十五”计划课题“维持黄河下游排沙基本功能的关键技术研究”成果已经通过了水利部的鉴定。以中国工程院院士王浩为主任的鉴定委员会一致认为该研究成果总体上达到了国际领先水平，有望从技术层面更好地解决上述问题，从而使黄河长期以来没有系统的水沙调控指标体系的历史成为过去。

　　记者了解到，自20世纪80年代中期以后，由于来水来沙条件发生非协调性变异，黄河下游河道发生严重萎缩，中水河槽及主河槽宽度缩窄，平滩流量下过水面积及过流能力下降，平滩流量减小，排洪输沙功能大大降低，致使“小水高水位大漫滩”的水沙灾害频繁发生。同时，还引起了水质恶化、河口湿地减少等一系列生态问题。

　　姚文艺说：“很显然，研究通过水库合理调节径流泥沙过程，用有限的水量改善河槽断面形态，提高和维持黄河下游河槽的排洪输沙基本功能，是黄河治理及水资源开发利用的重大需求，也是一项重大的挑战性课题。小浪底水库建成后开展的原型调水调沙实践证明，利用小浪底水库改变不合理的水沙搭配关系，是治理河槽萎缩的有效途径之一。小浪底水库的建成，已经为改变黄河不利的水沙过程提供了有利的条件。”

　　为此，姚文艺带领的课题组开展了维持黄河下游排沙输沙基本功能的关键技术研究。据姚文艺介绍，他们攻关的主要任务包括提出黄河下游排沙输沙基本功能判别指标，建立黄河下游不同水沙过程与河床形态调整的响应关系，提出维持黄河下游河槽排沙输沙基本功能的水沙调控体系，以及研究利用水库进行水沙调控的关键技术。他们采用原型观测资料类比分析、实体模型试验和数学模型计算方案比选、水沙运动理论推演等多种技术手段，多学科交叉，对黄河下游河槽排沙输沙基本功能、判别指标、水沙调控指标及水库调控关键技术等进行了深入研究。

　　经过两年的研究，课题组取得了大量的研究成果。姚文艺介绍说，课题研究完成的考核指标有两项，第一，在考虑前期径流、泥沙条件对当前河床形态的影响，研究了不同来水来沙与平滩流量的响应关系，综合黄河下游河槽演变规律、实体模型试验、数学模型成果，首次提出了近期塑造和维持黄河下游主槽的水沙过程及相应的径流量、泥沙量调控指标，洪水过程特征指标，包括流量、含沙量指标及洪水类型等。第二，根据建立的维持黄河下游河槽排沙输沙基本功能水沙调控指标体系和研究提出的水沙调控方案，基于三门峡、小浪底等水库对水沙的调节作用和入库水沙过程的初始条件，完善了黄河中游水库群水沙联合调度模式，提出了水沙调控修正模型、水库群水沙调控方案集等。

　　此外，课题组通过研究取得了不少的创新和突破。如，他们根据大量实测水资料分析、理论推导及数学模型计算，找出了影响河槽排沙基本功能的主导因子，并首次提出了黄河下游河槽排沙输沙基本功能指标的阈值和范围。

　　记者从黄河防汛总指挥部了解到，该课题研究成果已应用在2005年、2006年黄河调水调沙预案和实施方案制定及高含沙洪水调度预案制定、黄河流域（片）水资源综合规划、利用桃汛洪水冲刷降低潼关高程的水库调度方案制定等决策中，产生了明显的社会效益和经济效益。