近日,中国地质调查局青岛海洋地质研究所海洋沉积与古环境研究团队系统评估了近二十余年黄河调水调沙工程的实施效用,并结合数值模型结果提出了有助于河口三角洲发育的水沙调控方案,研究成果以“Advancing river management under dam regulation: Insights from the Yellow River”为题在国际知名地学期刊《Journal of Hydrology: Regional Studies》上发表。
河口三角洲是全球社会经济活动和生态多样性的重要地区之一。受海平面上升,地面沉降,泥沙通量降低的影响,全球许多三角洲发育受到了重大威胁。黄河调水调沙工程(WSRS)为全球河流管理提供了宝贵见解,其通过释放水库淤积泥沙和冲刷下游河道来增加入海泥沙量(尤其是粗颗粒组分),因而增强了河口三角洲的稳定性。然而,WSRS的持续性效用仍有待评估。此外,如何更加高效地利用WSRS来维持黄河三角洲的发育也是亟待解决的关键问题。研究人员利用近二十余年黄河流域内多元数据集(河流水沙-水库-下游河道-河口三角洲)对WSRS进行了综合评估,并结合COWAST理想数值模型探讨了一种可能优化WSRS的水沙调节方案。

黄河调水调沙工程实施示意图
研究结果表明,WSRS呈现显著的阶段性特征:2014年前为WSRS高效阶段,表现为水库淤积泥沙大量释放,下游河道高程降低,河口三角洲快速淤进;2015-2017为WSRS中断期,河口三角洲蚀退;2018年后为WSRS低效阶段,表现为水库内淤积显著,河道冲刷受限,河口三角洲缓慢淤进。结合数值模型结果进一步提出,通过减少调水期清水释放,增加调沙期径流量可以增强下游河道冲刷。同时,在WSRS后进行额外的清水释放能有效将河道泥沙输运至河口,促进三角洲区域泥沙捕获。研究结果可为全球河流管理河三角洲可持续发展提供重要的科学依据。
上述研究成果由青岛海洋地质研究所和中国海洋大学的科研人员共同完成。青岛海洋地质研究所涂德耀博士后为论文第一作者,中国海洋大学的任宇鹏副教授为论文通讯作者。

优化WSRS方案示意图