渭河下游淤积枯萎的因素分析.doc

渭河下游淤积萎缩因素分析张松林摘要：文章分析了华县和潼关二个时段的汛期和非汛期的冲淤厚度变化。二站多呈定性矛盾，反映了影响华县冲淤变化的其他因素远较潼关高程变化因素的影响力度大。分析了19621968年和19861994年渭河两次河道淤积萎缩危机时段的黄、渭、洛河洪水遭遇对渭河拦门沙断面的影响。黄、洛河洪水遭遇影响最大，峰均拦门沙淤积0.83m和0.73m。黄、渭、洛河洪水遭遇影响最小。当渭河洪水达500m3/s以上时，就能抵消黄、洛河的顶托倒灌影响。分析了19941995年华县站实测断面套绘图，反映了华县断面的萎缩过程，断面变化特点是主河槽变化很小，断面呈现贴边淤积特点。说明并不是壅水溯源淤积造成的。三门峡建库以来，渭河下游曾发生过两次河道淤积萎缩危机，第一次是19621968年，渭淤110断面淤积量达5.2亿m3。华阴（渭淤2）断面主河槽平均河床高程由326.7m升高到329.1m，累计升高2.4m，造成华阴断面上下8.8km的主河槽淤塞，1968年汛前，采用人工方式对淤塞河段进行开挖，经过汛期洪水冲刷成河，缓解了这次淤积萎缩危机。第二次渭河下游淤积萎缩危机发生在19861995年。渭淤110断面时段淤积量达1.74亿m3，渭淤2断面主河槽平均高程由328.6m升高到330.5m，升高1.9m。渭淤10断面主河槽平均高程由338.0m降低到337.7m，冲刷0.3m。一、潼关高程变化：第一次渭河淤积萎缩时段，潼关高程由1962年汛前的326.10m升高到1968年的328.65m，累计升高2.55m。第二次渭河淤积萎缩时段，潼关高程由1986年汛前的327.08m升高到1995年汛末的328.34m，累计升高1.26m。二、潼关、华县同流量水位变化对比潼关高程是渭河、北洛河的侵蚀基准面，因此，两站的同流量水位变化理应有一个较好的关系。鉴于两站在抗日战争时期均中断了水文观测资料，不宜直接用同流量水位差法计算各时段的冲淤厚度，本文用连续观测资料推得的各年汛期、非汛前冲淤厚度来计算时段冲淤厚。建库前华县、潼关高程变化对比见表1表1 建库前华县、潼关高程变化对比表年份华 县 站潼关1000m3/s冲淤厚（m）200m3/s水位(m)冲淤厚度（m）平滩流量m3/s汛前汛末汛期非汛期汛期非汛期1935331.77331.970.20-0.360.991936332.11332.250.140.14-0.150.621937332.20332.360.16-0.05-0.700.041938332.27333.060.79-0.09-0.270.591939333.00333.110.11-0.06-0.220.301940333.14333.11-0.030.031941332.79332.45-0.34-0.321942332.03333.331.30-0.421943332.85333.610.76-0.481950333.53333.15-0.38-0.011951333.24333.540.300.09-0.620.511952333.61333.930.320.07-0.470.191953334.02334.490.470.09-0.380.281954334.58333.36-1.220.094500-0.480.461955333.36333.740.3800.78-0.641956333.79333.22-0.570.05-0.020.661957333.33333.660.330.110.1801958333.53333.740.21-0.135000-0.570.191959333.69333.46-0.23-0.050.120.071960333.39333.34-0.05-0.07-0.400.35合计2.65-1.00-3.574.61年数20181615年均0.13 -0.06 -0.22 0.31 统计19351960年华县、潼关汛期非汛期和全年的冲淤变化1、汛期华县站年均淤积0.13m，潼关站年均淤积-0.22m，出现定性矛盾；2、非汛期华县站年均淤积-0.056m，潼关站年均淤积0.307m，定性矛盾；3、全年华县合计淤积0.074m，潼关淤积0.084m。建库后渭河第一次淤积萎缩时段的华县、潼关高程变化对比见表2：表2 第一次淤积萎缩时段华县、潼关高程变化对比表年份华 县 站潼关1000m3/s冲淤厚（m）200m3/s水位（m）冲淤厚度（m）平滩流量（m3/s）汛前汛末汛期非汛期汛期非汛期1962334.39334.670.282800-1.211963334.43334.470.04-0.2433700.620.251964334.57334.50-0.070.1036602.060.271965334.38334.580.20-0.124000-0.31-0.141966334.79335.220.430.213400-0.860.351967335.27336.311.040.0525000.770.601968336.17336.12-0.05-0.142000-0.540.15合计1.87-0.140.531.48年数7676年均0.267-0.0230.0760.2471、汛期华县高程年均淤积0.267m，潼关高程年均淤积0.076m；华县大于潼关。2、非汛期华县高程年均淤积-0.023m，潼关高程年均淤积0.247m；3、全年资料比较，华县平均淤积0.244m，潼关年均淤积0.323m。建库后渭河第二次淤积萎缩时段华县、潼关高程变化对比如表3：表3 第二次淤积萎缩时段华县、潼关高程变化对比表年份华县站潼关1000m3/s冲淤厚（m）200m3/s水位m冲淤厚度（m）平滩流量m3/s汛前汛末汛期非汛期汛期非汛期1986335.63335.980.35-0.4636000.100.441987336.07336.120.050.093000-0.140.121988335.82335.840.02-0.32800-0.290.211989335.76336.10.34-0.082800-0.260.541990336.23336.750.520.132500-0.150.391991336.79336.42-0.370.0425000.100.421992336.43335.92-0.510.012200-1.010.251993336.07336.320.250.1520000.080.341994336.24337.751.51-0.081800-0.050.211995337.46337.050.59-1.298000.240.16合计2.75-1.79-1.383.08年数10101010年均0.275-0.179-0.1380.3081、汛期华县高程年均淤积0.175m，而潼关高程年均冲刷0.138m；呈定性矛盾。2、非汛期华县高程年均冲刷0.079m，而潼关高程年均淤积0.308m；呈定性矛盾。3、全年资料比较，华县年均淤积0.096m，而潼关年均淤积0.170m。4、建库前自然河道时段和渭河淤积萎缩时段的汛期、非汛期冲淤厚度，潼关与华县多呈定性矛盾。说明影响华县高程变化的其他因素大于潼关高程的影响力度。三、渭河下游水面比降变化河道比降是影响河道演变的主要因素。也是决定河流挟沙能力、过洪能力大小的主要因素，统计计算渭河各断面200m3/s流量相应水位，进而计算渭河各河段建库以来的汛前水面比降，如表4所示。表4 渭河河段水面比降统计表年份各站汛前200m3/s水位水面比降（10-4）临潼华县华阴吊桥临潼华县华县华阴华阴吊桥间距(km)78.855.813.01962353.65334.39329.87328.492.440.811.061967352.87335.27328.64328.102.231.190.421975353.53335.90328.17327.652.241.390.401984353.81335.82328.16327.522.281.370.491995353.02337.46330.57329.431.971.230.881、临潼华阴段水面比降由1962年的2.4410-4递变为1995年的1.9710-4。2、华县华阴段因受仁义弯裁弯取直影响，由1962年的0.8110-4递变为1995年的1.2310-4。3、华阴吊桥段，位于拦门沙淤积河段。水面比降1962年的1.0610-4递减为1995年的0.8810-4,该段比降最小。四、黄、渭、洛河洪水遭遇对渭河拦门沙的影响（一）拦门沙位置：通常说渭河口拦门沙位置在渭河入黄口的上游，所以，渭河拦门沙淤积断面就布置在黄淤42断面至渭淤1断面之间。受黄、渭、洛河洪水大小遭遇影响，渭河口拦门沙位置也是变化的。由于没有大洪水前后拦门沙断面实测资料，所以把华阴断面近似作为渭河口的拦门沙位置。（二）三条河流交汇，渭河处于不利位置渭河是黄河的最大支流，于潼关上游38km处汇入黄河。北洛河于潼关上游约11.2km处垂直注入渭河。潼关卡口最大河宽1000m。由于渭河、北洛河的河口距潼关卡口较近，导致三条河流的洪水遭遇相互影响。洪峰流量大的河流会顶托洪峰流量小的河流。河道比降大的河流受影响较小，河道比降小的河流受影响较大。据调查，解放前吊桥有一条木船，夜里被洪水冲走，船主到下游找一天没有找到，后来在吊桥上游的仁义弯上游找到，说明渭河受黄河洪水顶托影响发生了倒灌。据1960年7月实测天然水面比降，黄河上源头潼关段为3.9010-4，渭河华县潼关段为1.1510-4，北洛河朝邑吊桥段1967年3月为2.0110-4，居中，华阴站1960年设站以来，共实测受顶托倒灌洪水计20次，实测最大负流量为956m3/s。（三）第一次渭河萎缩时段的黄、渭、洛河洪水组成对华阴断面（拦门沙坎）的影响如表5：表5 第一次渭河萎缩时段黄洛渭河洪水组合对华阴断面的影响年份洪峰流量(m3/s)库水位(m)华阴断面冲淤厚(m)洪水组合龙门华县北洛河潼关1963612098.06120319.220黄 河1967767010593.06280319.000.96黄 河19671490091.05.006960319.970.17黄 河19671410070.04.006500319.970.34黄 河1967662010014.04950319.97-0.20黄 河1967950065.01595550319.970.33黄 洛196745002431804890319.971.51黄 洛1967740071.03644226319.971.49黄 洛196865801142395330318.740黄 洛1966305044706070319.450黄 渭1967806035423.05800319.970黄 渭19672100040031.09520319.970.06黄 渭1964102005731929240325.860黄渭洛196485007001597750325.860.16黄渭洛1964864037907708640325.860黄渭洛196417300356043912400325.86-0.12黄渭洛196610100277012107830319.45-0.98黄渭洛1966926013404465570319.450.11黄渭洛1967153005461468020319.97-0.14黄渭洛1、5次黄河单独涨水，影响华阴断面升高1.27m。峰均淤积0.25m。2、4次黄河与北洛河洪水遭遇，华阴断面升高3.33m，峰均淤积0.83m。3、3次黄河与渭河洪水遭遇，华阴断面淤积0.06m，峰均淤积0.02m。4、7次黄河、渭河、北洛河洪水遭遇，华阴断面淤积厚为-0.97m，峰均淤积厚为-0.14m。5、在同一水库运用水位条件下，渭河发生大于500m3/s的洪水就能冲消黄河和北洛河洪水遭遇顶托倒灌渭河的影响。（四）第二次渭河河道萎缩的19861995年黄渭洛洪水组合对华阴断面的影响。表6 第二次渭河萎缩时段黄洛渭河洪水组合对华阴断面的影响年份洪峰流量(m3/s)库水位(m)华阴冲淤厚(m)洪水组合龙门华县北洛河潼关1987682041.070.05450313.080.18黄 河1992774023616.03520311.830黄 河1994106001022.407360318.280.34黄 河1995708054.016.04160311.560黄 河1994402059.020503700318.220.45黄 洛1995398095.01893980311.461.00黄 洛198938541.07280310.540.25黄 渭1991250016804510305.860黄 渭199226006401723640311.93-0.10黄渭洛1993460016506654440310.820.20黄渭洛1994476020006954890318.28-1.16黄渭洛1986154029802284620313.080渭黄洛1990280032102214430308.22-0.06渭黄洛1992200039503574040311.93-2.20渭黄洛1、4次黄河单独涨水，华阴断面淤积厚度为0.52m。峰均淤积0.13m。2、2次黄河与北洛河洪水遭遇，华阴断面淤积厚度为1.45m，峰均淤积0.73m。3、2次黄河与渭河洪水遭遇，华阴断面淤积厚度为0.25m，峰均淤积0.13m。4、3次黄河、渭河、北洛河洪水遭遇，华阴断面淤积厚度为-1.06m，峰均冲刷0.35m。5、三次渭、黄、河洪水组合（渭河洪水大于黄河），华阴断面淤积厚度为-2.26m，峰均冲刷0.75m。五、渭河大洪水高含沙量揭河底冲刷统计19641992年间七次揭河底冲刷洪水对渭河河道的影响如表7：表7 渭河揭河底对渭河下游冲刷厚度统计表时间张家山临潼河段冲刷厚度Qmaxm3/sCskg/m3Qmaxm3/sCskg/m3临潼华县吊桥潼关1964年7月1624日21806965030602-0.64-0.60-0.53-0.341964年8月1217日49707663970670-0.58-0.43-0.50-0.561966年7月2631日75206296250688-0.80-0.32-0.65-1.341970年8月210日27004912930801-0.50-0.75-1.24-1.001975年7月2628日23906122290645-0.36-0.50-0.6201977年7月610日57506705550695-0.80-1.93-2.55-2.301992年8月820日23807694150557-0.760-2.80-1.961、由表7可以看出，渭河下游产生揭河底冲刷均是由泾河高含沙量大洪水形成的，揭河底冲刷不但对渭河下游防洪有利，也会降低潼关高程。2、吊桥断面，渭河口拦门沙河段，冲刷最深。3、水库二次改建，加大泄量，产生溯源冲刷与揭河底冲刷衔接河段的冲刷最深。六、华县站19941995年的实测断面套绘图显示：1、1994年7月9日华县水位338.0m的河宽是200m；8月3日338.0m的河宽缩窄为170m（主河槽冲刷），左滩淤高1.0m；9月2日338.0m的河宽缩窄为160m（主河槽冲刷），左滩淤高1.0m；10月21日338.0m的河宽缩窄为100m（主河槽淤积），左滩淤高1.5m；1995年8月8日338.0m的河宽缩窄为60m（主河槽冲刷），左滩淤高1.5m。2、主河槽多是冲刷，充分说明滩地淤高是自上而下的沿程淤积造成，绝不是壅水朔源淤积造成。七、吊桥段塌岸增加了拦门沙淤积，根据文献【三门峡库区水文泥沙实验研究】计算，渭河口吊桥河段塌岸面积为0.17km2，塌岸量为0.012亿m3，既增加了拦门沙淤积量，又改变了渭河入黄口的河势。八、来水来沙情势对渭河下游的影响，如表8：表8 华县站历年年均水沙量统计时段全年汛期（710月）非汛期水量（亿m3）沙量（亿t）含沙量（kg/m3）水量（亿m3）沙量（亿t）含沙量（kg/m3）水量（亿m3）沙量（亿t）含沙量（kg/m3）1950195985.494.2950.2 52.033.8674.2 33.460.43012.9 1960197385.084.4051.7 47.903.9682.7 37.180.44011.8 1974198673.173.0341.4 49.202.7555.9 23.930.28111.7 1987199556.502.9251.7 31.202.5381.1 25.270.38815.4 1996200339.522.2757.4 25.371.9777.7 14.150.29721.0 200393.393.0032.1 74.992.9439.2 18.400.063.3 以19501959年年均水沙量为准计算建库以来的四个时段年均水沙量递变率如下；1、19601973年，年均水量减少0.41亿m3，相对减少0.48%，年均输沙量增大0.11亿t，相对增加2.6%；年均含沙量增大1.5kg/m3，相对增大3.0%。2、19741986年，年均水量减少12.32亿m3，相对减少14.4%，年均输沙量减少1.26亿t，相对减少29.4%；年均含沙量减少8.8kg/m3，相对减少17.5%。3、19871995年，年均水量减少28.99亿m3，相对减少33.9%，年均输沙量减少1.37亿t，相对减少31.9%；年均含沙量增大1.5kg/m3，相对增大3.0%。4、19962003年，年均水量减少45.97亿m3，相对减少53.8%，年均输沙量减少2.02亿t，相对减少47.1%；年均含沙量增大7.2kg/m3，相对增大14.3%。5、渭河第一淤积萎缩时段为19621968年，包括在19601973年时段内，该时段