黄河上游宁蒙河段水沙变化及河道的响应
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前言

黄河是我国的第二大河流,源远流长;黄河也是闻名于世的多沙河流,是世界上最难治理的河流之一。黄河流域在我国社会经济的可持续发展中占有举足轻重的地位,在流域内居住着全国8%的人口,拥有全国13%的耕地;在全国已探明的45种矿藏储量中,黄河流域占了32%,其中煤占46.5%、石油占26.6%、铝占44%;后备的可开垦土地资源在3000万亩以上,是实现我国21世纪发展目标的重要基地。

黄河上游宁蒙河段西起宁夏的下河沿,东至内蒙古的头道拐,长990.3km。河道两岸土地辽阔,地势平坦,引黄灌溉历史悠久,有著名的卫宁灌区、青铜峡灌区、内蒙古河套灌区和土默特川灌区,是西部地区的主要产粮区,也是西部地区经济较为发达地区。堤防保护范围内有人口354.6万人,还有各种灌溉供水工程、包兰铁路、110国道、109国道、西北电网高压输电线路、“京—呼—银—兰”通信光缆等国家重要基础设施,以及煤炭、钢铁、稀土等重要工矿企业。保障宁蒙河段防洪安全,直接影响到两自治区社会经济的持续发展。

宁蒙河段防洪工程建设历史较长,到2004年宁蒙河段共有干支流堤防1439.043km;河道整治工程138处,坝垛2111道,工程长度173.359km;同时加强工程管理建设,对减轻宁蒙河段洪水和凌汛灾害、保障沿岸人民生命财产安全和经济建设发展起到了重要作用。但是,统一规划和系统的建设始于20世纪80年代,由于工程建设基础较差,目前河防工程堤防高度不足,堤身质量较差,部分河段堤防残缺不全,穿堤建筑物数量多、标准低,河道整治工程少,河势得不到控制,危及堤防安全。自20世纪90年代以来,由于进入宁蒙河段的水沙条件日趋恶化,河道淤积日趋严重,导致排洪输沙功能不断降低,使该河段的防洪防凌形势日趋严峻。随着21世纪我国西部大开发战略的逐步实施,该地区将是西部最具发展活力的地区之一,社会经济的迅速发展,对保证防洪安全提出的要求也越来越高,因此,进一步加快宁蒙河段的治理是十分必要的。

目前,在黄河流域严重缺水、现状来沙情况下,如何充分利用黄河有限的水资源,既最大限度地满足沿程的工农业用水,又使宁蒙河段现状严重淤积的状况有所改善,是宁蒙河段治理开发中的一个重要问题,也是恢复宁蒙河道排洪输沙功能的关键问题。因此,对黄河上游宁蒙河段水沙变化及河道响应研究,对黄河上游水沙调控,减缓宁蒙河段主河槽的淤积,减轻宁蒙河段的防洪、防凌压力具有重要的理论与实际意义。

本书是在国家重点研发计划“黄河流域水沙变化机理与趋势预测”的课题“水沙变化情势下黄河治理策略”(2016YFC0402408-2)和中国水利水电科学研究院重点科研专项“非均匀沙运动理论前沿研究(二)”课题(SE0145B362016)及自然科学基金项目“面向2035的黄河水沙变化趋势与治理战略研究”(C1624052)的部分研究成果基础上,通过系统总结编写而成。全书共分7章,主要内容及编写人员如下:第1章绪论,由董占地、胡海华执笔;第2章宁蒙河段水沙变化特征,由董占地、胡海华、孙高虎执笔;第3章宁蒙河段河道冲淤演变与河道萎缩成因分析,由董占地、胡海华执笔;第4章宁蒙河段河道断面形态与水沙变化的响应,由董占地执笔;第5章宁蒙河段河道凌情特征及变化分析,由董占地、赵慧明执笔;第6章宁蒙河段中水河槽规模需求分析,由董占地执笔;第7章结语,由董占地执笔。全书由董占地审定统稿。

特别需要说明的是,本书的研究成果在研究过程中,得到了许多领导、专家的指导和支持以及同事的帮助,主要有胡春宏、陈建国、郭庆超、王崇浩、胡海华、赵慧明、孙高虎、张志昊、刘飞等,在此表示诚挚的感谢!

鉴于黄河宁蒙河段水沙变异情势下河道响应的复杂性,加之作者水平有限,书中定有不少欠妥或谬误之处,竭诚欢迎读者批评指正。

本书受国家重点研发计划“黄河流域水沙变化机理与趋势预测”的课题“水沙变化情势下黄河治理策略”(2016YFC0402408-2)及中国水利水电科学研究院重点科研专项“非均匀沙运动理论前沿研究(二)”课题(SE0145B362016)的资助,特此感谢!

董占地

2017年7月于北京