维普资讯 http://www.cqvip.com 第28卷第6期 2006年6月 人民黄河 Vo1.28,No.6 YELL0W RIVER Jun.,2006 【专题研究】 近期渭河下游河道淤积成因分析 张翠萍,姜乃迁,侯素珍,伊晓燕 (黄河水利科学研究院,河南郑州450003) 摘要:着重分析了1991年以来渭河下游淤积的影响因素,认为:渭河水量大幅减少,洪水场次减少,洪峰流量降低,高 含沙小洪水场次增多,水沙搭配失衡,输沙水量严重不足,以及黄、洛、渭河不利洪水遭遇和不利的河床前期条件,是渭河 下游河道淤积的主要原因。 关键词:冲淤演变;潼关高程;渭河下游 中图分类号: I'VI47 文献标识码:A 文章编号:1000—1379(2006)06--0075 02 同前,渭河下游洪灾频繁,河道泥沙淤积严重,排洪能力下 1.3近期淤积特点 、 采簧 降,防洪工程和非工程措施不完善,工程管理设施不完备,诸多 因素造成渭河下游防洪形势日益严峻。但泥沙淤积河道、河床 逐渐淤高是渭河下游洪水威胁的根本原因 。 1991—2005年华县年水量43亿m ,沙量2.4亿t,属枯水 :! 吣 ¨ 0 鲋 枯沙系列。渭河下游共淤积泥沙2.45亿m ,汛期淤积3.24亿 m 、非汛期冲刷0.79亿m 。华县以下、华县至临潼河段分别 淤积1.2l亿m 、1.30亿m ,临潼至成阳河段冲刷O.06亿m3。 华县至临潼河段淤积量超过了华县以下河段,占53%。时段 I 三门峡水库运用以来渭河下游淤积特点 三门峡水库建成投入运用至2005年汛后,渭河下游河道 内,主槽淤积O.76亿m ,占总淤积量的3l%。 1991~2005年渭河下游汛期、非汛期冲淤量见图1。其中 1992年、1994年和1995年汛期严重淤积,淤积量合计达2.77 亿m。。 共淤积泥沙l3.14亿nl ;其中1973年以前淤积1O.32亿112 , 1974~1990年淤积O.36亿m ,1991~2005年淤积2.45亿 , 分别占淤积总虽的78%、3%和19%。 1.1三门峡水库蓄清排浑运用之前 三门峡水库运用初期潼关高程大幅度抬升,汇流区壅水滞 沙和渭河河口拦门沙的增长,致使渭河下游发生了严重的溯源 淤积。 1960~1973年华县年均水量85亿Im ,沙量4.4亿t,属平 水平沙系列。这阶段,三门峡水库从1960年9月到1962年3 月为蓄水运用,以后为滞洪排沙运用。潼关高程由1960年9 月的323,40 m上升至1973年汛后的326,64 in,抬升3.24 m, 淹芙高程最高升至328.71 m。受水库回水影响,以及黄河水量 偏丰,水库滞洪严重,潼关汛期高水位持续时间长,渭河有几个 年份 图1 1991—2O05年渭河下游冲淤量 2近期泥沙淤积的影响因素 渭河下游泥沙淤积,一部分淤在主河槽,另一部分淤在滩 地。高含沙小洪水是主槽淤积的主要原因,淤积过程很快;黄、 渭、北洛河的不利洪水遭遇也加重了主河槽的淤积;潼关高程 的上升也使渭河下游主槽淤积,这个过程比较缓慢;当有利的 洪水发生时,主河槽淤积的泥沙可以发生冲刷。滩地淤积主要 大沙年,加J:I967年渭河口渭淤2—4断面主槽淤死等原因, 造成下游河道严重溯源淤积。1960年9月至1973年lO月,渭 河下游共淤积泥沙lO.32亿m ,80%以上淤在滩地。华县以 下、华县至临潼河段分别淤积6.99亿ITi 、3.35亿m ,临潼至咸 阳河段冲刷O.o2亿m 。 1.2 1974—1990年淤积状况 1974~1990年,华县年平均水量74亿m ,沙量3.1亿t,属 平水少沙系列。潼关高程1973年汛后为326.64 m,1990年汛 后为327.60 m,该时期汛后潼关高程平均326.95 m。该时段年 由漫滩洪水造成,这部分泥沙是不可能由洪水冲刷走的。漫滩 洪水一是前期河床条件不利,主河槽萎缩,排洪能力下降时发 生;二是黄、渭、北洛河的不利洪水遭遇也增加了漫滩洪水的发 生几率。 收稿日期:2006—04-20 内来水来沙变幅较大,发生大洪水、高古沙洪水次数较多,年际 冲淤变幅较大,但累计淤积只有0.36亿m 。华县以下河段淤 积O.40亿m 、华县 临潼冲刷0.21亿m 、临潼至咸阳淤积 0.18亿Im’。时段内,主河槽冲刷,滩地淤积。 作者简介:张翠萍(1965一),女,河南滑县人,高级工程师(教 授级)。 维普资讯 http://www.cqvip.com -76- 人民黄河 2006枉 2.1水沙条件的影响 (1)水量减少。1991~2005年华县年均水量为43亿m , 年均汛期水量为26亿rn’,与1974—1990年相比:年水量减少 31亿 ,汛期水量减少21亿m ;年沙量减少0.63亿t,汛期沙 量减少0.66亿t。 (2)水沙搭配更加不合理。1991~2005年华县口均流量 大于1 000 m /s水量7.I亿m 、沙量0.61亿t,与1974—1990 年相比:水量减少l3亿m ,沙量减少0.77亿t,含沙量从69 kr/m’增大到86 kg/m 。1991年以前流量大于和小于1 000 m /s的输沙量比为46:54,基本各占一半;而1991~2000年为 26:74,近3/4的泥沙由小于l 000 113 /s的流量输送。 (3)洪水场次减少,洪峰流量降低。华县洪峰流量大于 3 000 m /s的洪水1960—1973年有18场,1974—1990年有l7 场,1991—2005年有6场。自1935年有实测资料以来,华县最 大洪峰流馈为7 660 m /s(1954年);1960~1973年为5 130 m /s,1974—1990年为5 380 1/I /s,1991~2005年为4 880 m,/s。 (4)高含沙小洪水场次增多。华县高含沙小洪水(洪峰流 量小于2 000 m /s,最大含沙量大于400 kg/m )从1974—1990 年年均1.2场增至1991~2005年的2.5场,输沙量占年沙量的 比例从23%升高到52%。特别是1994年、1995年和2002年, 高含沙小洪水输送的沙量占年沙量比例达到86%、84%和 83%。 渭河一I-"游河道输沙能力与流量的高次方成正比,流量减 小,输沙能力急剧降低,引起泥沙淤积。从河床演变学的角度 来看,流域水沙量的变化,将引起河道自身的调艇。随着来水 精的大幅度减少,河道将产生严重淤积,河槽萎缩,河床抬升。 如黄河F游的水沙量由1974~1985年的431亿m 、11.3亿t 减少到1986—1999年的276亿m 、7.60亿t,淤积量从1974~ 1985年的年均0.65亿t增大到1986~1999年的2.23亿t,增 大2。4倍。随河道泥沙淤积,平滩流量大幅度减小,1999年汛 前甲滩流培只有1985年汛前的1/2左右 J。同样,1986年以 来黄河于流宁蒙河段由于水量的大幅度减少,使得河道发生严 重淤积,河床抬高,平滩流量降低,如昭君坟站平滩流量由1986 年前的2500~3 000 m /s减至1994年的1 000 m /s左右 。 因此,渭河下游来水龟的大幅度减少,洪峰降低,洪水场次减 少,必然使河道淤积加重。 2.2黄、渭、北洛河的不利洪水遭遇的影响¨】 1992年、1994年汛期渭河下游分别淤积1.1l亿和0.84亿 Tn=,,占1991~2005年总淤积量的80%。 1992年和1994年黄河干流、北洛河和渭河同时出现洪水, 洪水出现的次序是:黄河首先出现洪水,到达潼关时,黄河洪水 顶托倒灌渭河,随北洛河加入高含沙洪水,之后渭河发生高含 沙洪水。这是最不利的洪水组合,极易造成渭河下游严重淤 积。在这种最不利的洪水条件下,1992年渭河洪水较大,造成 华县以下洪水漫滩,泥沙淤积在滩地。1994年9月洪水,是北 洛河1933年以来最大的一次洪峰,朝邑最大含沙量826 kg/m ,北洛河洪水的汇人造成渭河河L1段严重淤积,在此前提 下,渭河高含沙洪水的到来,势必造成下游河段的严重淤积;由 于洪水较小,没有漫滩,使得泥沙全部淤积在主槽。 因此,1992年和1994年汛期黄、渭、北洛河的不利洪水遭 遇和渭河自身的不利水沙条件,是渭河下游淤积的主要原因。 2.3前期河床条件的影响 从渭河下游河道泥沙淤积部位来看,可分为主槽淤积和滩 地淤积。主槽淤积主要由高含沙小洪水造成;而滩地淤积主要 是主槽排洪能力小造成洪水漫滩淤积而成,或者由于黄、洛、渭 河不利水沙遭遇时,在渭河口河段发生倒灌漫滩淤积。随着洪 水的发生,特别是中常洪水的发生,如2003年、2005年,淤积在 主槽的泥沙被冲刷,主槽扩宽,排洪能力增大。 1994年不利的水沙条件和黄、渭、北洛河洪水遭遇,造成渭 河下游主河槽严重淤积,河槽萎缩 J,平滩流量减小。在这种 前期河床条件下,1995年泾河高含沙小洪水频繁出现,而渭河 干流没有洪水,华县站最大流量l 500 m /s,最大含沙量771 kr,/m ,最大含沙量相应流量只有319 m /s。年内渭河发生5 场高含沙洪水,水量5.91亿m 、沙量l2.02亿t,分别占年水沙 量的29%和82%,其平均流量只有195 m’/s,含沙量达到342 kg/m 。在这种水沙条件下,渭河下游河道发生了典型贴边淤 积,断面缩窄。同时,前期主河槽过流能力降低造成洪水漫滩, 发生淤积。因此,1995年汛期淤积主要是由前期河床条件和自 身的高含沙小洪水造成的。 2002年水沙条件与1995年极为相似,连续发生高含沙小 洪水,主槽淤积,汛后华县平滩流量只有666 111 /s。在该不利 的前期河床条件下,2003年发生包括第一场来自泾河的高含沙 洪水在内的6场洪水。受前期河床条件的限制,发生漫滩,造 成严重滩地淤积。而后5场洪水,以来自渭河干流清水为主, 河槽冲刷。2003年汛期滩地淤积0.824 5亿m ,主槽冲刷 1.011 84z,m [63。所以说,2003年的泥沙淤积主要是前期河床 条件影响造成的。 2.4潼关高程的影响 1973年底三门峡水库蓄清排浑控制运用以来,潼关高程具 有非汛期上升、汛期下降的特点。1986年以来黄河干流来水偏 枯,且龙羊峡水库调蓄运用改变了来水过程,潼关高程回升 。 1990年汛后潼关高程为327.60 m,200:5年汛后高程为327.75 111。1991—2005年汛后潼关高程平均为328.03 m。 潼关高程的变化影响到渭河下游主河槽纵剖面的调整,进 而影响河道冲淤,这一影响过程是缓慢、长期的。 3主要认识 造成渭河下游河道淤积的原因是多方面的。三门峡水库 运用初期潼关高程大幅度抬升,汇流区壅水滞沙和渭河河U拦 门沙的增长,致使渭河下游发生了严重的溯源淤积;1974— 1990年,渭河下游来水来沙条件有利,且随着三门峡水库泄流 设施的两次改建和采用蓄清排浑的运用方式,潼关高程基本控 制在327 m左右,渭河下游淤积减缓。 1991—2005年,渭河水量大幅减少,.洪水场次减少,洪峰流 量降低,高含沙小洪水场次增多,水沙搭配失衡,输沙水量严重 不足,以及黄、洛、渭河不利洪水遭遇和不利的(下转第79页) 维普资讯 http://www.cqvip.com 第6期 裴勇等:渭河水资源开发利用存在的问题及管理对策 -79・ 4.3全面落实取水许可制度和总量控制 院分水指标,但地下水超采掠夺地表径流严重。鉴于此,一要加 尽快划定地下水限采区和禁采区:对于限采区 要按照国务院水行政主管部门的授权,切实加强流域取水 强地下水的管理,禁采区要逐步消减已有取水规模,直至全 许可管理,限额以上的取水口要尽快由流域管理机构进行登记 要严格限制新增取水,和发证,地方水行政主管部门要积极予以配合。 面实现禁采;二是研究地表水和地下水联合配置方案,从单纯控 建立取水许可总量控制制度。根据2006年5月1日生效 制地表水过渡到对水资源开发利用总量的控制。的《取水许可和水资源费征收管理条例》的有关要求和渭河流 4.5加快节水型社会建设步伐 域水权明晰指标,建立渭河流域取水许可总量控制制度。凡是 按照《渭河流域重点治理规划》确定的节水目标,各地要加 形成长效节水机制,包括完善水价 没有余留水量指标的,将暂停审批新增取水许可申请。由流域 快制订节水型社会建设规划,管理机构负责审批的取水许可申请,应附省(区)水行政主管部 形成机制、制订强制节水和激励节水制度、优化产业布局、调整 门的分配水量指标意见。 种植结构、发展早作农业等。到2010年,实现新增达标节水面 4.4加强地下水的管理 积5O万hm ,减少灌溉需水量6.0亿m ,工业用水重复利用率 工业万元产值取水量下降至35 ,供水管 从渭河流域水资源开发利用存在的问题看,单纯对地表水 提高到70%一80%,0%以下的目标。 的开发利用进行控制管理,已经难以控制流域水资源开发利用 网漏失降到1的总体规模,一些地区尽管统计的地表水耗用量没有超出国务 【责任编辑王琦】 相关的研究还比较缺乏,因此本项研究的难度比较大,主要表 (上接第36页) 4.4系统的运营绩效评价 对于水资源系统的运营绩效,传统的方法是以经济效益成 现在南水北调水资源供应链中各个环节输入输出之间的函数 关系、如何选择合适的时间压缩方法以便建立无缝的水资源供 应链、各种环境条件下的水资源联合调度决策模型以及供应链 的控制策略等问题。对于这些难点问题,课题研究小组将会在 今后的研究中另文讨论。 本比评价水资源系统,而且评价的过程中经常着眼于某一个供 水子系统。而供应链本身就是市场经济的产物,采用供应链管 理理念进行南水北调水资源配置的研究也应该遵循市场经济 的原则。因此,对于该水资源供应链系统的绩效评价方法的选 择也应该充分发挥市场经济作用,以全面的观点进行该系统的 参考文献: [1]刘国纬.关于中国南水北调的思考[J].水科学进展,1998,11 (3). 绩效评价 此外,在今后的研究内容中还包括供应链的信息共 与控制、各种环境下的水量库存控制研究以及其他一些相关 问题的研究。 [2] 李雪萍.国内外水资源配置研究概述[J].海河水利, 2002,(5). 5研究结论与展望 将供应链管理的理念应用到南水北调工程的水资源系统 配置中是必要而且可行的,该项研究将在某种程度上对拓宽水 资源优化配置理论研究的途径,为解决我国南水北调水资源配 置中出现的相关问题提供一种新方法。但是由于目前国内外 [3] 朱九龙,王慧敏.南水北调供应链中“牛鞭效应”的随机 控制研究[J].系统工程,2005,(5). [4] 朱九龙,王慧敏.南水北调水资源供应链的结构设计与分 析[J].海河水利,2005,(1). 【责任编辑王琦】 河下游防洪存在问题及成因分析[R].郑州:黄河水利科 学研究院,2003. (上接第76页)河床前期条件,是渭河下游河道淤积的主要原 因;黄河干流来水偏枯,且龙羊峡水库调蓄运用改变了来水过 程,淹关高程回升,导致渭河下游河道主河槽纵向淤积调整。 [2] 张翠萍,姜乃迁,张锁成,等.渭河下游防洪形势分析及 对策[J].人民黄河,2003,(1). [3] 申冠卿,张晓华,李男,等.1986年以来黄河下游水沙变 时段内河道累计淤积2.45亿m ;其中O.76亿 即31%的泥 沙淤积在主槽,69%淤积在滩地。 维持渭河下游主槽一定的排洪输沙能力,减少洪水漫滩机 会,能够减少渭河下游泥沙的淤积。水少沙多是造成渭河下游 化及河道演变分析[J].人民黄河,2000,(9). [4] 黄河水利科学研究院.2l世纪黄河泥沙问题及其处理对 策[R].郑州:黄河水利科学研究院,2001. 淤积的主要原因,渭河高含沙小洪水多来自泾河。在泾河上修 建东庄水库,对高含沙小洪水实施调节,改变不利水沙搭配,可 缓解下游河道泥沙淤积。另外,黄、洛、渭河不利洪水遭遇也是 造成渭河下游河道淤积的原因之一,修建古贤水利工程,控制 [5]李文学,张翠萍,姜乃迁,等.潼关高程变化及其对渭河 下游淤积的影响[J].泥沙研究,2003,(3). 黄河洪水,减少黄、洛、渭河不利洪水遭遇的几率,可以减轻渭 河F游的淤积。 [6]黄河水利科学研究院.2003黄河河情咨询报告[M].郑 州:黄河水利出版社,2005. [7] 黄河水利委员会,黄河水利科学研究院.影响潼关高程的 参考文献: [1] 黄河水利科学研究院.渭河流域重点治理规划专题二:渭 因素及合理潼关高程确定研究[Z].黄科技ZX一2005— 31—38(N2),2004. 【责任编辑王琦】