黃河下游范文10篇
時間:2024-02-06 10:11:29
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黃河下游斷流研究論文
黃河源于青藏高原,注入渤海,全長5464千米,多年平均徑流總量574.50億立方米,黃河屬我國第二長河、世界第八長河。
黃河是華夏民族的母親河之一,黃河文明馳名中外。但受諸多因素的制約,時至今日,黃河也呈現了幾多的尷尬與無奈,黃河下游的季節性斷流便是其中一個重要難題。
一、黃河將成為世界上最長的內流河
歷史上的黃河一瀉千里、氣勢恢宏,古化有“奔騰到海不復回”的豪放詩句,詩仙李白何曾想到,漫漫黃河居然也有“奔騰而不到海”的斷流景觀。
黃河頻繁的季節性斷流始于本世紀70年代之初,從1972年山東利津斷面斷流開始,至今已有19年斷流,累計斷流57次,進入90年代之后,斷流現象更為嚴重。
從斷流天數看,黃河斷流的天數已逐年增多,1972年首次斷流僅歷時15天,1996年斷流136天,截止于今年8月7日,1997年黃河已斷流181天(8月7日復流后8月9日再次斷流);從斷流河段看,黃河斷流河道向上游延伸,斷流河段逐年增大,1972年斷流僅產生于山東利津的下游,1995年斷流上溯至河南開封附近,斷流683千米;從斷流始發時間看,斷流時間也逐年提前,過去斷流一般始于五六月份,近幾年來提前到三四月份,1997年2月7日黃河即開始斷流。
深究未來黃河下游治理的主要策略
摘要:針對黃河下游治理難度大、河情十分特殊的實際,提出了黃河下游治理的主要對策:必須把握黃河未來水沙變化的規律;要解決好黃河下游水資源不足的實際問題,在加大減沙入黃措施的同時尋求調水濟黃途徑;應加大寬河道整治力度,重點研究“二級懸河”治理的對策;對黃河下游寬河道邊界應有新的布局;黃河口治理應采取“輸、挖、分”并舉的方案,即束水沖沙、輸沙人海,挖沙疏浚和科學分洪。
關鍵詞:河道整治;“二級懸河”;黃河口治理;泥沙;水資源;黃河下游
黃河治理特別是黃河下游的治理,歷來是中華民族興國安邦的大事。新中國成立以來,國家對黃河的治理問題十分重視,黃河治理開發也取得了舉世矚目的成就。這不僅促進了整個流域經濟的發展,而且也保障了黃淮海平原的安全。但黃河畢竟是世界上治理難度最大的河流,河情十分特殊,目前,黃河洪水尤其是泥沙問題尚未得到有效解決,黃河下游河道行洪能力衰竭,仍存在洪水威脅,水資源供需矛盾日益突出,并且由于社會經濟發展用水量擠占下游輸沙等生態用水。使環境也趨于惡化。因而,未來黃河下游的治理不僅對帶動相關區域經濟增長意義重大,而且還關系到國民經濟體系的布局。
1必須把握未來水沙變化規律
研究某條沖積河流的演變規律時,首先應搞清來水來沙條件,因為來水來沙條件是塑造河床邊界的主要因素。黃河下游河道的河型及其河相關系乃至懸河態勢,主要是歷史上來水來沙條件形成的。上段寬闊的河漫灘及下段堤距不大的窄河段,基本上能適應當時的水沙條件。
1986年以來,隨著黃河上、中游治理開發的進行,下游來水來沙條件發生了變化,來水持續偏枯,大洪水發生幾率減小。洪峰流量也顯著降低。現在所講的千年一遇洪水的洪峰流量,是在一定的假定條件下分析出來的,對目前的工程設計有一定借鑒意義,但這方面的論證畢竟不夠嚴密,主要應該把伊河、洛河夾灘地區的滯洪作用及上游工程的影響研究清楚。否則,未來黃河下游防洪及河道整治工作很難在科學的水沙條件下開展。
黃河下游治理問題論文
摘要摘要:河口要穩定,必須遠離感潮區,清水入海。最好的選擇,河口置于利津。挖沙降河,挖沙造地,置河床為地下河。淤臨、淤背、固堤、清水澆灌,防洪大堤可成為高速公路,建設大城市,開發旅游區,熟悉黃河,宣傳黃河。
摘要:黃河下游治理新問題
一、黃河口的南遷史
1、公元前3000年黃河自天津入海(北緯39°)。
2、公元前602年黃河自河北省黃驊入海(北緯38.5°)。
3、公元11-1048年黃河自山東利津入海(北緯37.5°)。
黃河下游光纖通信技術及布局分析
1黃河下游建設光纖通信網的必要性和重要性
河南省鄭州市桃花峪以下的黃河河段為黃河下游,河道長度約800km,流域面積約2.3萬km2,占全流域面積的3%。黃河下游在華北平原形成高聳的“懸河”,從古至今一直是中華民族的心腹之患,威脅著25萬km2地區內的人民生命和財產安全。黃河下游約800km河道,共有各類堤防工程長度約2000km,險工、控導護灘、防護壩等工程500多處,壩、垛和護岸上萬道,引黃和分泄洪涵閘100多座,全靠長1340km的人工大堤為屏障,約束黃河免于改道。南北大堤也成了南北河流的分水嶺,堤北為海河水系,堤南為淮河水系。1.1黃河下游建設光纖通信網的必要性。黃河下游河南省、山東省的基層單位和信息系統采集點大多分布在黃河兩岸及灘區,點多、面廣、人少、分散偏僻、遠離行政自然村,并且大都處在行政區域邊緣,對公網運營商來說,移動、聯通、電信均有盲區。黃河下游屬于“地上懸河”,橫貫河南省、山東省重要大中型政治、經濟城市群,一旦發生洪水,黃河下游將面臨著極大的防洪搶險壓力,稍有疏忽,將可能造成不可估量的損失。在面臨防洪搶險等應急突發事件時,指揮調度及決策會商信息的及時上傳下達,對避免或減少人民生命財產損失起著非常關鍵的作用。1.2黃河下游建設光纖通信網的重要性。目前,信息化是當今世界經濟和社會發展的大趨勢,也是我國實現工業化、現代化的關鍵環節。水利信息化是國家以信息化改造和提升傳統產業思路在水利行業的具體體現,是帶動水利現代化的重要措施之一。治黃信息化建設,必須跟上國家信息化發展的步伐,既要充分考慮治黃事業對通信傳輸安全性、可靠性的特殊要求,又要充分和合理利用公網資源,加強光纖通信建設,從而推進工程運行管理、業務管理和政務管理的信息化,保障水利工程的安全運行。因此,光纖通信、“TD-LTE”數字移動通信系統建設成為解決黃河下游通信問題的必然選擇。
2黃河下游沿黃河堤防光纖通信環網的布局設計
對于黃河下游的光纖通信,組建黃河沿河兩岸基層單位及信息采集點的黃河信息高速公路,在黃河下游沁河口至黃河入海口采用沿黃河光纖環網的組網方式,沿河構建4個10G的主干層光纖環網、30個2.5G區段接入層以及支線接入層,連接大堤兩岸的基層單位和信息采集點,為沿河基層河務段、涵閘以及信息采集點等提供滿足治黃信息化建設需求的寬帶接入。沿河構建的光纖環網連接近1500個光纜通信站點,能滿足黃河下游沁河口-入海口沿河約1500個基層單位和信息采集點的寬帶通信接入。在大堤兩岸沿河鋪設光纜近7000km,其中主干光纜1600km,區段光纜2200km,支線接入光纜3000km。這能滿足黃河下游沿河近600個基層單位和近1000個信息采集站點的寬帶通信接入,實現十、百、千的帶寬的接入目標(基層單位10~20M,縣到市到省100M,省局至黃委1000M),將有效解決黃河下游基層單位防洪工程通信傳輸問題,同時滿足新時期搶險應急指揮、水文信息采集,以及基層單位對防洪工程運行管理、防汛管理職責履行時對黃河通信的需求[1]。2.1建設黃河下游沿河光纖環網的目標。在整合和利用現有黃河防汛通信網絡資源的基礎上,本著“公專結合、優勢互補”的原則,采用光纖傳輸技術,發展黃河通信高速公路,發展目標是建成一個安全可靠、滿足需求、覆蓋黃河下游沁河口-入海口沿河兩岸基層單位及信息采集點的黃河信息高速公路,解決下游沿線約1500個基層單位和信息采集點的寬帶信息傳輸問題,實現重要信息互聯與傳輸的光纖化,關鍵工程管理的可視化。通信傳輸帶寬目標為十-百-千的接入標準,即為基層單位提供10~20M的信息接入能力,縣到市到省提供100M的信息接入能力,省局至黃委提供1000M的信息接入能力,全面提高黃河通信網絡對治黃事業各項工作的通信保障能力、服務水平及信息傳輸安全。2.2黃河下游沿河通信網與光纖環網的布局。根據各項應用業務的通信需求及光傳輸技術的設計規范,黃河下游沿河通信網與光纖環網的布局可分為兩個層面,即主干傳輸層和信息綜合接入層(主要包含沿河區段接入和支線接入),沿黃河大堤兩岸采用光纜方式滿足沿河基層單位及信息采集點的接入需求。黃河下游沿河通信網與光纖環網的布局如圖1所示。第一,沿河主干傳輸層采用10G傳輸設備組網。可在沿河大堤上組建4個10G光纖環,主干光纖環路上連接30個基層單位,設置有33個光纖骨干節點,實現跨河光纜的連接和區段接入層的光纖環就近接入主干傳輸層,并通過多處跨河橋梁架設光纜連接黃河南北兩岸光纖主干網,形成多個8字光纖環網,提高黃河下游光纖寬帶網運行的安全性和可靠性。第二,沿河區段接入層負責將沿河基層管理單位接入主干傳輸層,區段光纖環網接入層采用2.5G傳輸設備組成30個光纖自愈環,環路上連接沿河200多個基層單位。第三,支線接入層主要負責將沿河300多個基層管理單位和近1000個信息采集站點接入沿河區段接入層,通過光纜,采用點對點的接入方式[2]。2.3通信節點的選擇原則。沿河主干傳輸層通信節點的選擇原則:具有一定規模的管理單位、微波站所在地或具有一定數量無線傳輸設備的樞紐站,交通便利、供電條件較好、傳輸距離適中的單位;對于相交節點,要選擇在橫跨黃河大橋附近,便于跨河光纜的連接。總之,主干傳輸層通信節點的選擇應具有運行可靠、便于管理、維護方便等特點。沿河區段接入層通信節點的選擇原則:沿河管理單位、水文站、閘管所、搶險隊以及重要的閘門,通信傳輸距離分配合理。支線接入層通信節點的選擇原則:灘區內的基層管理單位和閘門,易于光纜敷設,安全可靠便于維護的地點。根據需求進行分析,考慮到沿河主干傳輸層的帶寬需求約6.9Gb/s,主干光纖環網電路保護需要不斷提高,加之各類自動化系統對通信傳輸的可靠性、傳輸速率和傳輸帶寬要求越來越高,部分沿河兩岸大堤的區段接入數據也要匯入主干通道傳輸,推薦主干傳輸層采用容量為10Gb/s的光通信傳輸系統。考慮到沿河區段接入層帶寬需求約1.7Gb/s,推薦其采用通信容量為2.5Gb/s的光通信傳輸系統,自愈環采用復用段共享保護環(MS-SPRing)和二纖通道保護方式;通信設備重要的插板如交叉單元板、電源單元板及時鐘單元板,均按照冗余方式配置,設備支路板卡采用“1∶N”保護方式;物理路由保護采用不同物理路由的光纜形成物理光環路。光纜線路路由應選擇地質穩固、地形平坦、高差較小、土質較好、石方量較小、不易塌陷和沖刷的地段,避開可能因自然或人為因素造成危害的地段;路由選擇應充分考慮線路穩固、運行安全、施工及維護方便及投資經濟的原則。根據黃河下游兩岸的地理環境以及通信站點的分布情況,主干傳輸層和區段接入層的光纜線路路由選擇在沿黃河下游兩岸的標準化堤防上,敷設位置為標準化堤防背河的路肩上。支線接入層光纜線路路由選擇沿黃河灘區內的鄉村道路進行光纜敷設,減少因線路施工對耕地、林木等的影響,避免不必要的工程投資。為保證光傳輸系統的安全性和可靠性,干線光纜環和區段光纜環可以采用同纜不同纖的方式,以充分利用光纖資源,節約投資資金。2.4光纜敷設方式的選擇。由于選擇光纜線路路由的不同,光纜敷設方式也有所區別。光纖環網中主干傳輸層和區段接入層的光纜采用管道敷設方式和直埋敷設方式,充分利用黃河下游沿河兩岸現有的資源。其中,管道敷設方式主要用于光纜經過的閘門和過路口地段。綜合考慮后,暫估3/4為直埋敷設方式,1/4為管道敷設方式。支線接入層的光纜,主要途經黃河灘區,易采用直埋或架空的敷設方式。這主要是因為黃河灘區地處偏僻,人們生產活動較少,對光纜工程建設及今后的運行維護影響較小。2.5系統傳輸設備配置。該系統的傳輸設備主要為三種,即沿河主干傳輸層中的10G節點設備,沿河區段接入層中的2.5G節點設備及支線接入層中的ONU設備。其中,10G節點設備又分為交叉點設備和非交叉點設備,交叉點設備主要用于跨河光纜的設備連接。2.5G節點設備分為OLT設備和非OLT設備,OLT設備用于連接支線中的ONU設備。通信電源是保障黃河光纖環網長期可靠運行的必備設施,根據各站通信設備負荷進行配置,整流模塊采用N+1冗余方式配置,蓄電池組采用1+1配置。沿河主干傳輸層站點配置300AH以上容量,每只為2V的蓄電池組;沿河區段接入層站點配置200AH以上容量,每只為2V的蓄電池組;支線接入層站點配置100AH容量,每只為12V的蓄電池組,各站均配置開關電源設備各一套。
3結語
黃河安危,事關大局。建立從桃花峪到黃河入海口的黃河南北兩岸的主干光纖和部分沿河區段業務接入層及支線接入層,實現了黃河下游大堤沿線管理機構的寬帶通信網絡傳輸。近期,水利部黨組作出了“水利工程補短板,水利行業強監管”的決策部署。這就迫切需要黃委會加強信息化建設,即加強通信傳輸網絡建設,打破治黃信息化的發展瓶頸,為治黃事業提供最基本的通信信息化基礎保障,為實現中央提出的“以水利信息化帶動水利現代化”的戰略目標奠定基礎。總之,隨著光通信技術的快速發展,光纖通信也將具有更廣闊的發展前景和發展潛力。
洪水泥沙管理分析論文
流的高程度開發利用,帶來了防洪、灌溉、供水、發電等巨大社會、經濟效益,但是,天然洪水水沙過程改變了,水庫淤積了,河床抬高了,河道斷流了……這種現象在黃河上尤為嚴重。河流和人類一樣是有生命的,人類對水、河流的開發利用應有一定限度,否則就會影響河流的健康,進而影響人類自己。
“維持黃河健康生命”是一種新的治河理念,其初步理論框架為:“維持黃河健康生命”是黃河治理的終極目標,“堤防不決口,河道不斷流,污染不超標,河床不抬高”是體現其終極目標的四個主要標志。河流生命的核心是水,命脈是流動。河流生命的形成、發展與演變是一個自然過程,有其自身的發展規律,并對外界行為有著巨大的反作用力和規范性。初步考慮,要實現“維持黃河健康生命”的目標,黃河治理應通過九條途徑,即:減少入黃泥沙的措施建設;流域及相關地區水資源利用的有效管理;增加黃河水資源量的外流域調水方案研究;黃河水沙調控體系建設;制定黃河下游河道科學合理的治理方略;使下游河道主槽不萎縮的水量及其過程塑造;滿足降低污徑比使水質不超標的水量補充要求;治理黃河河口,以盡量減少其對下游河道的反饋影響;黃河三角洲生態系統的良性維持。
對于黃河下游的洪水泥沙管理來講,維持黃河健康生命的內涵具體可描述為:利用中游水庫群的水沙聯合調度塑造協調的水沙關系,恢復、維持下游主槽過流能力;利用人工、自然的措施逐步緩解“二級懸河”嚴峻形勢,調整灘槽洪水期分流比,減少“橫河、斜河、滾河、順堤行洪”幾率,確保黃河安瀾;將具有典型滯洪沉沙功能的黃河下游灘區納入蓄滯洪區管理,灘區享受國家蓄滯洪區補償政策,從政策面上構筑人、河、沙和諧的管理環境,以使洪水泥沙管理能夠實施和延續。
一、黃河中、下游洪水控制現狀
目前,黃河下游防洪的關鍵性控制工程小浪底水利樞紐工程已經建成,并于2001年投入運用。除了正在規劃階段的中游磧口、古賢和沁河河口村水庫外,黃河中下游的防洪體系已基本建立,以萬家寨、三門峽、小浪底、陸渾、故縣五座水庫為主形成了水庫聯合調度體系。1998年以來,國家又加大了對黃河下游治理的投入力度,開展了下游堤防加高加固,險點處理,險工加高改建和河道整治工程建設,形成了河道工程體系,以東平湖、北金堤、南北展等蓄滯洪區形成了蓄滯洪體系。水文、通訊、組織指揮、搶險救災等防洪非工程措施也在近些年得到了發展和提高,整體上使黃河下游防洪形勢明顯改觀。上述工程體系“上攔下排,兩岸分滯”和非工程措施構成了當前黃河下游總的洪水控制現狀。
具體表現為:一是小浪底水庫和三門峽、故縣、陸渾等水庫聯合調度,調蓄洪水,顯著削減了黃河下游稀遇洪水,使花園口斷面百年一遇洪峰流量由29200立方米每秒削減到15700立方米每秒,千年一遇洪峰流量由42100立方米每秒削減到22600立方米每秒,接近花園口設防流量22000立方米每秒。“上大洪水”逐步得到控制,“下大洪水”和“上下較大洪水”得到一定程度控制。二是利用小浪底水庫攔沙和調水調沙庫容可減輕下游河道淤積76億噸相當于20年左右的淤積量。三是堤防已經滿足2000年水平設計水位的高度要求,抗洪能力得到加強,同時高村以下河勢也得到初步控制。
黃河治理方略研究論文
摘要:治黃方略為我國歷代安民的決策課題。本文針對“水少沙多”這兩點黃河難治的癥結,指出減少入黃沙量的治本之策為采用現代工程措施,將黃土高原水土嚴重流失區整治成錯落有致的相對平原,改變其侵蝕地理環境。同時提出了與外流域調水結合的綜合治理方略,把黃河下游河道作為淮河及漢江上游洪水的入海通道,增加黃河過洪能力,小浪底水庫也可乘機排沙入海。
關鍵詞:黃河治理方略泥沙
1引言
黃河對于中華民族的意義是包括長江在內的其它河流無法比擬的,她流經中國腹地,誕生了中華民族,炎黃子孫既得益于黃河與黃土的哺育而生息繁榮,又受害于黃河與黃土相伴造成的黃河下游河道“善淤、善決、善徙”而治水不止。在中華民族生存發展史中,有很大的篇幅都與黃河治理有關。在歷朝歷代,治黃方略如何制訂均是我國安民的決策課題。倍受后人推崇的最早的治黃成功事例是傳說中的大禹治水。他改進了共工和鯀“圍堵障水”的作法,采用“疏川導滯”之策,平息了水患。這一傳說,實際上是對先民治河的總結[1]。從周以后的文獻記載中,可證實防御洪水的黃河大堤的雛形遠在春秋戰國時期以前即已存在。以后諸侯國家興起,可以組織更多的人力、物力,從一時一地出發,在大河兩側出現各自為政、甚至以鄰為壑的堤防。規模比較大的和比較長的就成為我國早期的長城了。文字記載十分確切的是在西漢漢哀帝即位之初賈讓提出的治河三策,是繼鯀、禹之后較早提出創見并且見于正史記載的重要治黃方略。賈讓當時面對的黃河下游河道“河高出民屋”,已是“地上懸河”,堤防寬窄很不一致,布局更是混亂,所以他最不主張的下策是筑堤治河。三策中的上策主張放棄舊有河道,人工改道北流。他認為“此功一立,河定民安,千載無患,故謂之一策。”中策主張開渠引水,分洪入漳。“此誠富國安民,興利除害,支數百歲,故謂之中策。”限于當時的社會經濟條件,賈讓三策均沒能認真實現。東漢王景的寬河行洪之策得到了大規模實施。他選定行河路線較優的線路,自滎陽東至千乘海口千余里,修渠筑堤,并利用沿河大澤進行放淤,取得了無重大改道變遷的成就,一直倍受后人贊賞。但是這種安瀾畢竟是相對的,大量的泥沙淤積,至少隋唐五代出現了泛濫決口,更不可能有“千年無恙”的史實。值得借鑒的是明朝潘季馴“束水攻沙”的治河理論與實踐。他主張南北兩岸“堅筑堤防”,努力完善堤防系統,如用縷堤束水攻沙,用遙堤約束洪水泛濫,用格堤阻止灘區行洪并促進灘地落淤;為防御大洪水,又修建滾水壩分泄水。并且在當時黃河南流的條件下,充分利用淮河之水,借助洪澤湖的調節能力“蓄清刷黃”。潘季馴治河實現了由分流到合流,由治水到治沙兩個轉折,抓住黃河泥沙淤積這個根本問題,顯然這一點是很高明的。因此,在他之后的明、清治河舉措,多遵循他的治河原則。他的治河思想和方法甚至影響至今。但黃河河床仍繼續淤高,泥沙災害日益積累,以致于1855年發生了銅瓦廂決口改道的劇變。
黃河治理開發真正取得巨大進展是最近50年的事,黃河已開始變成為人們興利造福的河流。總結治黃成敗經驗和科學研究成果,認為采用“攔、排、放、調、挖,綜合治理”等措施,標本兼治,近遠結合,可以妥善解決泥沙問題;采取“上攔下排,兩岸分滯”的方針,可以有效地控制洪水。將兩者有機地結合起來,即形成一個防洪減淤的工程體系。顯而易見,如此治黃已將黃河作為一個整體來考慮治理對策,人們對黃河的研究與治理實踐進入了一個嶄新的階段。昔日千瘡百孔的黃河大堤,而今變成了宏偉的“水上長城”,成為海河與淮河的分水嶺,在人們的努力下,取得了連續52年伏秋大汛不決口的奇跡和綜合治理開發的豐碩成果,治黃成就舉世公認。然而黃河畢竟是世界上最難治理的河流,4000多年前的大禹治水以來,歷經多少前輩的治河實踐,一直未能改變黃河這條泥龍恣意游蕩的脾氣。史書上清晰出現著2600多年里黃河泛濫1500次、改道26次的記載。下游決口泛濫范圍,北抵津沽,南達江淮,縱橫25萬km2。頻繁的決口改道,給兩岸群眾帶來了深重的災害。而今,隨著黃河流域人口急劇增長,經濟建設迅速發展和人類活動強度大大增加,母親河的憂患仍在。由于沖沙入海的水量大大削減,下游河床不斷淤積抬高,行洪能力大大減弱,高灘灘面漫水機遇已與1855年銅瓦廂決口前的情況接近,河道已趨于預警高度,懸河形勢極為嚴峻;嚴重威脅著下游兩岸人民生命財產的安全。另一方面,卻又生發出季節性斷流的災患,自1972年以來的27年中就有21年斷流,尤其90年代,年年出現斷流。影響到依靠黃河供水的城鄉生活和工農業生產用水,不僅直接造成重大經濟損失,還帶來了諸多的生態環境問題[2,3],如加重了河口地區土地鹽堿化,河口濕地生態系統退化,生物多樣性減少,使黃河三角洲日漸貧瘠。黃河斷流、洪澇災害的環境惡化相互交加,黃河安瀾中隱伏著危機,治黃事業無比艱巨又任重道遠。特別是隨著國民經濟的發展和黃河的演變,對黃河治理和開發又提出了更高的要求,使治黃面臨著許多問題。如何使治黃事業更為符合客觀的自然規律和社會經濟規律,亟待于我們繼續探索和奮斗。本文在前人研究和實踐基礎上,就黃河的治理方略述一管見。
2減少入黃沙量的治本之策
農村供水用水管理耦合協調分析
水是農業命脈,是農村經濟不斷發展的必要因素,也是農村居民生產生活不可或缺的資源[1,2]。而面對日益增長的生產生活需求以及我國可開發利用水資源的匱乏現狀,我國農村水資源現狀成為制約農村經濟社會發展與生態環境維穩的重要因素之一[3]。“水少”、“水污染嚴重”是農村水資源面臨的2大問題,水環境一旦進一步惡化,水的供需矛盾將會被激化[4]。黃河流域中下游地區很早就成為我國農業經濟開發區與農業生產基地,但仍然存在生態系統與經濟基礎薄弱以及水資源不足等問題[5]。農業是農村的主要產業,農民是農業生產的主要勞動力,作為黃河流域人口占比很大的群體,農村人民對水資源的需求應當得到重視,社會各部門各環節應當對農村用水進行管理[6,7]。黃河流域中下游地區各省、自治區針對農業農村生產生活供水用水現狀,陸續提出農村供水用水管理條例或農村飲用水管理等一系列農村供水用水管理措施,在農業生產與農村供水用水等各個方面均有體現,但效果不一[8-10]。近期關于黃河流域水-生態-經濟系統、水-能源-糧食系統耦合協調分析與綜合評價涌現,彭俊杰[11]等認為,2010年后黃河流域水-能源-糧食系統的耦合協調兩級分化區域明顯;崔璟坤[12]等通過構建黃河流域經濟帶鄉村-經濟-環境協調發展評價體系,提出黃河流域應長期堅持“環境優先”的戰略;高志遠[13]等分析了黃河流域經濟發展與生態環境、水資源的耦合協調發展機理,認為經濟發展質量需進一步提升,但對于黃河流域中下游地區農村水資源與水環境方面鮮有報道。農村供水用水管理是發展節水型新農村的重要舉措,在近幾年黃河流域各省陸續提出農村供水用水管理辦法,但實施效果與未來方向仍然需要深入分析與研究。故本文建立包括黃河流域中下游地區山西省、山東省、河南省、陜西省與內蒙古自治區5個省份2000—2020年的農業用水量、農業水污染量以及新增節水灌溉面積、農村居民用水定額等指標與5個省份主要糧食作物小麥和玉米近20a的產量、價格指數以及水利工程建筑投資等共19個指標的指標體系,構成以農村生態、農業水資源和農村經濟為子系統的農村供水用水管理系統,對黃河流域中下游地區農村供水用水管理進行耦合協調分析,評價黃河流域中下游地區農業農村供水用水管理實施現狀,并預測未來4a農村供水用水管理協調發展趨勢,以保障黃河流域中下游地區農村供水用水安全為目標,為積極發展節水農業、綠色農業、新型農業提供技術參考與支持。
1數據來源、研究方法及預測
1.1研究區概況黃河流域,是指黃河水系從源頭到入海這條河流所影響的地理生態區域,本文把黃河中下游流經省區的相關面積稱之為黃河流域中下游地區。黃河中下游流經的省份有內蒙古自治區、陜西省、山西省、河南省、山東省。氣候特征為溫差懸殊,自西向東由冷變暖,光照充足,太陽輻射較強,降水集中,分布不均、年際變化大。主要種植糧食作物為小麥、玉米。1.2數據來源與處理本研究使用內蒙古自治區、陜西省、山西省、河南省、山東省2000—2020年共21a的數據分析黃河流域中下游地區農村供水用水管理的演變特征。原始數據來源于《中國農村統計年鑒》、《內蒙古自治區水資源公報》、《山西省水資源公報》、《河南省水資源公報》、《陜西省水資源公報》、《山東省水資源公報》以及部分省統計公報。極少數缺失數據采用擬合法估算而得。1.3指標體系構建及權重的確定本研究綜合考慮黃河流域中下游地區農村供水用水實際情況,結合農村供水用水管理系統的作用機理,科學、客觀地建立耦合協調度指標體系如表1所示,來綜合反映黃河流域中下游地區農村供水用水管理的水平。本研究相關指標共19個,采用熵值法確定各評價指標的權重通過測度各指標的觀測值內部差異程度來計算其權重值,從而在一定程度上避免了定性方法的不足,得出的各指標權重如表1所示。1.4耦合協調模型及類型劃分本研究采用耦合協調度模型,以便更好地評價農村供水用水管理系統耦合發展的協調程度。根據相關研究[14]確定耦合度和耦合協調度計算方法:式中,C為耦合度;D為耦合協調度;T為指標系統的綜合評價指數;a、b、c為3個子系統的權系數。本研究認為,農村水資源、農業生態和農村經濟3個子系統對農村供水用水管理方面影響與表現力作用相似,故取a=b=c=1/3。通過參考相關文獻[15,16],確定耦合度和耦合協調類型劃分標準如表2所示。1.5ARIMA預測模型ARIMA模型是差分整合移動平均自回歸模型,是時間序列預測分析方法之一。ARIMA(p,d,q)中,AR是“自回歸”;p為自回歸項數;MA為“滑動平均”;q為滑動平均項數;d為使之成為平穩序列所做的差分次數(階數)。
2結果與分析
根據公式(1)~(3),計算2000—2020年黃河流域中下游地區農村供水用水管理系統的耦合度C和耦合協調度D,并對其進行類型劃分,結果見圖2、表3。由表3計算可以得出,2000—2020年黃河流域中下游地區耦合協調度均值為0.60。從總體上看,2000—2020年耦合協調度呈現遞增趨勢,耦合協調度由2000年的0.223增加至2020年的0.853,由此可見,黃河流域中下游地區農村供水用水管理系統耦合協調速度快,質量穩定。具體來看,2000—2020年黃河流域各省份系統耦合協調度呈現的上升趨勢的表現形式不同,系統總體呈上升趨勢,但在耦合協調度類型上看,從2000—2003年,系統協調程度呈現中度失調的狀態,2004年系統耦合協調程度由中度失調轉變為輕度失調,2005—2006年為瀕臨失調,到2007年,系統耦合協調程度由失調轉為勉強協調,再到2008年的初級協調。2009—2013年一直處于中級協調,到2014年協調程度下降,到2015年又有所回升,在2018年,系統協調程度提升為良好協調,一直保持到2020年。整體呈現“起點低、有波動、后發有優勢”的發展特點。這說明在研究期初期,黃河流域中下游地區各省、自治區相對落后,農業水資源、農村生態與農村經濟均處于建設的初級階段,對于農村供水用水管理的建設規劃甚少,系統的整體開發與需求也處于較低水平;2010年后,系統耦合協調水平整體提升,但是受黃河流域地域資源限制與黃河流域中下游地區生態發展與經濟發展之間的制衡,發展的質量與速度有限,這一結論與趙良仕[17]等的研究相似。總之,黃河流域中下游地區農村供水用水管理系統總體跨入了良好協調范圍。從圖2可以看出,黃河流域中下游地區農村供水用水管理系統的耦合協調度(以下簡稱“D值”)在2000—2020年期間有所波動,在研究期初期D值較低,從2004年開始大幅上升,到2009年后D值隨時間的變化波動逐漸變小,從2010年后趨于平穩,在2018年有所攀升;出現這種現象的主要原因是從21世紀起,在黃河流域中下游地區大多數省、自治區為水資源發展滯后性的大背景下,既包括因自然條件較差導致水資源缺少的中西部省份,如山西、內蒙古、陜西,也包括由于經濟發展過多消耗水資源的東部地區山東以及因生態環境保護不足和資源節約利用能力較差,為生態環境滯后型的河南,黃河流域中下游地區日益緊張的水資源供求矛盾對農村供水用水管理系統造成壓力,農村供水用水規劃管理的重要性開始顯現,中央及有關部門將視線由經濟優先發展逐步轉變為生態優先發展,即從相對發展的角度看,2004—2010年黃河流域中下游地區鄉村社會經濟發展水平同步于生態環境質量,系統呈現出良好的協調發展勢頭。而在2010年后,波動逐漸減少,主要原因是在2010年,黃河水利委員會提出實施最嚴格的流域管理制度,嚴格監察黃河流域及周邊省水土保持建設進展,農村生態子系統耦合協調度在2010年后趨于穩定,且在2011年后黃河流域各省的鄉村振興發展水平提高,對于農村供水用水管理的規章制度也相繼涌出,隨著經濟的進一步發展與生態環境的保護與治理,農業生態質量得到改善,3個子系統耦合協調度趨于平穩。在2014年,中央對水利工作的重視正式落實,以“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的新思路集中建設重大水利工程,解決農村人口的飲水安全問題,把水利作為加快農業現代化的重要支撐,加強生態與經濟建設齊頭并進。從2016—2020年,黃河流域中下游地區山西省、河南省、陜西省、山東省、內蒙古自治區陸續提出一系列農村供水用水管理制度,分別有《內蒙古自治區農村牧區飲用水供水條例》、《山西省農村飲水安全工程建設管理辦法》、《關于征求<河南省農村供水管理辦法>(草案)》、《關于做好農村供水保障工作的指導意見》、《陜西省“十四五”農村供水保障規劃》等,細化農村供水用水管理,落實運行與管理,故在研究期后期農村供水用水管理系統耦合協調度提升。以2020年農村生態-農業水資源-農村經濟系統耦合協調度值為基準,運用ARIMA預測模型向后設置4期預測,為期4a,如圖2所示。由圖2可以看出,向后1期D值稍有回落,但向后2期、3期、4期、5期D值都穩定增加,直到2024年系統達到優質協調,因此需保持經濟、資源與生態協同發展的理念,以經濟與資源作生態可持續發展的支撐,方能保證農村供水用水管理系統的耦合協調發展。
3結論與對策建議
洪水泥沙管理論文
流的高程度開發利用,帶來了防洪、灌溉、供水、發電等巨大社會、經濟效益,但是,天然洪水水沙過程改變了,水庫淤積了,河床抬高了,河道斷流了……這種現象在黃河上尤為嚴重。河流和人類一樣是有生命的,人類對水、河流的開發利用應有一定限度,否則就會影響河流的健康,進而影響人類自己。
“維持黃河健康生命”是一種新的治河理念,其初步理論框架為:“維持黃河健康生命”是黃河治理的終極目標,“堤防不決口,河道不斷流,污染不超標,河床不抬高”是體現其終極目標的四個主要標志。河流生命的核心是水,命脈是流動。河流生命的形成、發展與演變是一個自然過程,有其自身的發展規律,并對外界行為有著巨大的反作用力和規范性。初步考慮,要實現“維持黃河健康生命”的目標,黃河治理應通過九條途徑,即:減少入黃泥沙的措施建設;流域及相關地區水資源利用的有效管理;增加黃河水資源量的外流域調水方案研究;黃河水沙調控體系建設;制定黃河下游河道科學合理的治理方略;使下游河道主槽不萎縮的水量及其過程塑造;滿足降低污徑比使水質不超標的水量補充要求;治理黃河河口,以盡量減少其對下游河道的反饋影響;黃河三角洲生態系統的良性維持。
對于黃河下游的洪水泥沙管理來講,維持黃河健康生命的內涵具體可描述為:利用中游水庫群的水沙聯合調度塑造協調的水沙關系,恢復、維持下游主槽過流能力;利用人工、自然的措施逐步緩解“二級懸河”嚴峻形勢,調整灘槽洪水期分流比,減少“橫河、斜河、滾河、順堤行洪”幾率,確保黃河安瀾;將具有典型滯洪沉沙功能的黃河下游灘區納入蓄滯洪區管理,灘區享受國家蓄滯洪區補償政策,從政策面上構筑人、河、沙和諧的管理環境,以使洪水泥沙管理能夠實施和延續。
一、黃河中、下游洪水控制現狀
目前,黃河下游防洪的關鍵性控制工程小浪底水利樞紐工程已經建成,并于2001年投入運用。除了正在規劃階段的中游磧口、古賢和沁河河口村水庫外,黃河中下游的防洪體系已基本建立,以萬家寨、三門峽、小浪底、陸渾、故縣五座水庫為主形成了水庫聯合調度體系。1998年以來,國家又加大了對黃河下游治理的投入力度,開展了下游堤防加高加固,險點處理,險工加高改建和河道整治工程建設,形成了河道工程體系,以東平湖、北金堤、南北展等蓄滯洪區形成了蓄滯洪體系。水文、通訊、組織指揮、搶險救災等防洪非工程措施也在近些年得到了發展和提高,整體上使黃河下游防洪形勢明顯改觀。上述工程體系“上攔下排,兩岸分滯”和非工程措施構成了當前黃河下游總的洪水控制現狀。
具體表現為:一是小浪底水庫和三門峽、故縣、陸渾等水庫聯合調度,調蓄洪水,顯著削減了黃河下游稀遇洪水,使花園口斷面百年一遇洪峰流量由29200立方米每秒削減到15700立方米每秒,千年一遇洪峰流量由42100立方米每秒削減到22600立方米每秒,接近花園口設防流量22000立方米每秒。“上大洪水”逐步得到控制,“下大洪水”和“上下較大洪水”得到一定程度控制。二是利用小浪底水庫攔沙和調水調沙庫容可減輕下游河道淤積76億噸相當于20年左右的淤積量。三是堤防已經滿足2000年水平設計水位的高度要求,抗洪能力得到加強,同時高村以下河勢也得到初步控制。
黃河凌汛災害防御策略論文
摘要:黃河凌汛災害是黃河下游嚴重的自然災害之一,歷史上曾以頻繁決口、難以防治而著名。黃河下游河道上寬下窄,彎曲連綿,險工、控導交錯對峙,容易形成冰塞、冰壩的河段較多。人民治黃以來,黨和政府十分關心黃河的治理,多次加高加固黃河堤防,興建河道整治工程,修建水庫和南、北展寬區等分滯洪工程,特別是1998年長江大水之后,國家加大了黃河治理力度,按照2000年設防標準,加高、加固兩岸堤防,加修、改建了許多河道整治工程和病險涵閘,近期又進行了標準化堤防建設,將黃河堤防建成“防洪保障線、搶險交通線、生態景觀線”,防洪工程的抗洪能力大大增強。防洪非工程措施也隨著國家法律、法規的逐步健全和科技水平的不斷提高而逐步完善。
關鍵詞:黃河凌汛成因防御措施
一、概況
黃河凌汛災害是黃河下游嚴重的自然災害之一,歷史上曾以頻繁決口、難以防治而著名。黃河下游河道上寬下窄,彎曲連綿,險工、控導交錯對峙,容易形成冰塞、冰壩的河段較多。人民治黃以來,黨和政府十分關心黃河的治理,多次加高加固黃河堤防,興建河道整治工程,修建水庫和南、北展寬區等分滯洪工程,特別是1998年長江大水之后,國家加大了黃河治理力度,按照2000年設防標準,加高、加固兩岸堤防,加修、改建了許多河道整治工程和病險涵閘,近期又進行了標準化堤防建設,將黃河堤防建成“防洪保障線、搶險交通線、生態景觀線”,防洪工程的抗洪能力大大增強。防洪非工程措施也隨著國家法律、法規的逐步健全和科技水平的不斷提高而逐步完善。小浪底與三門峽水庫聯合運用,可有效調節下游河道流量,減輕黃河下游凌汛災害,但河道主槽逐年淤積抬高,“二級懸河”的不利局面進一步加劇,局部河段仍不斷發生凌汛災害,應引起各級各部門的高度重視,凌汛期要密切注視凌情變化,采取一切措施,將凌災的損失降低到最低限度。
二、凌汛的成因
黃河下游是一個不穩定的封凍河段,據統計,1950-2004年的55年間,山東河段有48年封凍,8年出現較嚴重凌情。黃河下游凌汛是由河道所處的地理位置決定的,除上游水庫下泄流量控制不當、涵閘引水等人為因素外,主要是氣溫、水溫、流量和河道形態等因素綜合作用的結果。
引黃泥沙科學治理分析論文
摘要:黃河下游引水灌溉的問題一直是人們關注的焦點,面對泥沙的治理問題,必須有所行動,以利于人的生活。現就相關研究進行簡單闡述。
關鍵詞:泥沙;灌溉;防治
黃河下游引黃灌區灌溉事業自50年代初期以來經過40余年的發展,已成為我國最大的連片自流灌區。到90年代初,黃河下游豫、魯兩省共建成萬畝以上引黃灌區96處,設計灌溉面積305萬hm2,總引水能力3363m3/s。據統計,1958-1990年29年間(1962~1965年停灌),黃河下游引黃灌區共引黃河水2333億m3,平均年引水80.4億m3。黃河為舉世聞名的多泥沙河流(各月平均含沙量見附表),引水必引沙,據系統計算,29年間共引沙38.65億t,平均年引沙1.33億t,約占同期黃河來沙量(花園口站)的11.6%。
黃河泥沙的引進不進加大了灌區運行費用,而且治理不好還會引發灌區土壤沙化、排水河道淤積、土地鹽堿化等一系列環境問題,影響灌區的持續發展。泥沙問題是黃河下游引黃灌區存在的主要問題之一。
一、泥沙防治利用的主要途徑
(一)引水防沙