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采用调查研究、资料分析、理论推导、专家咨询、数学模型计算等多种手段,系统研究了流域泥沙配置理论和方法、总结了黄河流域泥沙配置中的成功经验和失败教训、提出了黄河干流泥沙配置的总体思路、建立黄河干流泥沙优化配置数学模型、计算分析了不同水沙和工程条件下黄河干流泥沙配置方案。主要研究成果如下:
(1)提出了流域泥沙配置理论。系统分析了流域泥沙配置涉及的主要研究内容,确定了流域泥沙配置的原则、目标、约束条件、主要的平衡关系,给出流域泥沙配置机制,指出建立流域泥沙配置模型是进行决策的有效方法。
(2)研究确定了黄河干流泥沙配置的具体目标是防洪安全和改善民生;防洪安全状况可以通过主槽平滩流量、河道过洪能力、水库防洪库容等三个指示指标反映,改善民生状况可以通过可耕种土地、湿地面积、用水保障率等三个指示指标反映;黄河干流泥沙配置的途径主要包括水库拦沙、引水引沙、淤滩(人工放淤和洪水淤滩)、固堤(引沙淤临淤背)、河槽冲淤、输出河段等。
(3)计算分析了现状工程下,丰、平、枯三种水沙条件黄河干流泥沙优化配置方案,结果表明:丰水大沙年份,小浪底水库拦沙量最大;水沙较枯的条件,虽然来沙量是三个水沙系列中最少的,但由于水量也小,水流输沙能力较弱,为维持下游河槽不淤积,需要小浪底水库拦沙的量大于中等水沙年份。
(4)对于不同来水来沙情况,引水引沙能力约束均达到最大值,说明在保持水库和下游减淤的条件下,黄河下游引水是可以充分保障的;河口滩区和滨海区泥沙淤积量为1.516~4.28亿t,认为在土地资源日益宝贵的条件下,输出河口的泥沙量对于河口地区造陆以及维持河口不退蚀是能够实现的。在水沙条件不利的条件下,小浪底水库拦沙库容将在20年左右(到2019年)淤满,黄河下游又将面临泥沙淤积严重的威胁,建议古贤水库在此之前修建并投入运用。
(5)分析探讨了古贤水库投入运用后,相同水沙条件下小北干流河段冲刷和冲淤平衡两种方案,发现两种方案潼关以下河段泥沙配置的压力并没有变化,但是古贤水库库容损失较快,指出合理确定小北干流河段的冲淤量,对于减小古贤水库淤积,维持黄河干流水沙调控能力是很重要的研究课题。