黄河小北干流泥沙影响及防治对策探讨.doc

黄河小北干流泥沙影响及防治对策探讨黄河小北干流为典型的堆积游荡性河道，由于泥沙问题突出，水少沙多，水沙不协调，对社会、经济、环境和河流健康都造成很大影响，使河道萎缩，河床不断淤积抬高，滩槽高差减小，过洪能力降低，河势游荡加剧，洪水漫滩机率增加，临背差加大，滩地盐碱化严重，生态环境恶化，潼关高程居高不下，严重影响防洪、防凌安全。甚至出现小水大险，灾害严重。在高含沙洪水时，还会引发特有的“揭河底”冲刷现象。因此，关键在于增水减沙，调水调沙，协调水沙关系。要坚持科学的发展观，加强流域一体化综合管理，大力建设资源节约型、环境友好型社会，实行预防为主，保护为先，统筹兼顾，标本兼治，综合治理，进一步规范人类活动，采取“保、节、拦、排、调、放、挖”等综合措施，统筹协调水沙。强化工程、法律、行政、政策、经济、技术等手段，加速河道治理，建立完善工程和非工程体系及干支流水沙调控体系，大力实行开源节流，合理配置、高效利用、节约保护水资源，不断提高用水效率和效益。加快南水北调工程建设，尽快实施引水济渭工程，加大黄土高原水土保持工作力度，大力开展黄河小北干流引洪放淤，相机进行调水调沙，充分利用水库死库容拦沙，合理调整三门峡水库的运用方式，尽快降低潼关高程，有效治理利用黄河泥沙，促使水沙平衡，进一步控制理顺河势，塑造相对窄深河槽，提高河道综合功能。同时，可实行群库联合调度，在潼关河段塑造高含沙洪水，促成“揭河底”冲刷，以有效降低潼关高程，保持三门峡库区长治久安，维持河流健康生命，使人与自然和谐共处。1、水沙特性1.1水少沙多，水沙不平衡根据1919年7月2002年6月龙门水文站实测资料统计，龙门水文站多年平均水沙量分别为294.5亿m3、8.81亿t(见表1)，多年平均含沙量29.9kg/m3。最大含沙量1040 kg/m3。沙量之多，含沙量之高，水少沙多，水沙关系失调。表1 黄河小北干流河段不同时期水沙量表水文站时期水量(亿m3)沙量(亿t)(年)710月116月76月710月116月76月龙门1919-1949198.4130.4328.88.91.310.21950-1959191.5123.6315.110.751.1111.861960-1969202.9138340.910.121.2611.381970-1979150.6132.6283.27.810.868.671980-1989146.6132.1278.73.880.814.691990-200273.8108.6182.43.640.854.491986-200282.1112.1194.23.80.834.631919-2002167127.6294.67.721.098.81河津1919-19499.75.615.30.450.030.481950-195911.95.517.40.660.040.71960-19699.98.418.30.290.060.351970-19796.73.310.0 0.180.010.191980-19894.12.66.70.0400.041990-20022.71.44.10.0200.021986-20023.11.64.70.0300.031919-20027.94.612.50.310.020.33龙门河津1919-1949208.1135.9344.0 9.351.3310.681950-1959203.4129.1332.511.411.1512.561960-1969212.8146.4359.210.411.3211.731970-1979157.2135.8293.0 7.990.878.861980-1989150.7134.7285.43.920.824.741990-200276.5109.9186.43.790.864.651986-200285.2113.6198.83.910.844.751919-2002174.9132.2307.18.031.129.15特别是自20世纪80年代以来，进入黄河小北干流的水量、沙量大幅度减少。龙门站1986年2002年平均年水量为194.2亿m3，仅占20世纪50年代来水量的61.6%，汛期水量仅为50年代的42.9%。平均年沙量为4.63亿t，仅占20世纪50年代来沙量的39.1%，汛期沙量为20世纪50年代的35.3%。1986年以来，大流量出现机遇明显减少，小流量出现机遇明显增加。1986年2002年汛期大于2000m3/s流量出现天数平均每年汛期为6天，大于1000m3/s流量出现天数平均为30天，与1950年1985年汛期大于2000m3/s流量出现天数平均40天、大于1000m3/s流量出现天数平均为90天相比，大大减少(见表2)表2 黄河龙门19502001年实测汛期各级流量出现天数统计表水文系列流量级(m3/s)天数(天)年平均天数(天/年)1950年1985年(36年)0Q 4002176400Q 1000973271000Q 20001815502000Q 2500605172500Q 3000381113000Q 400031094000Q 5000782Q5000491Q 2000142340合计44281231986年2002年(17年)0Q 40062036400Q 1000951561000Q 2000415242000Q 25005732500Q 30003223000Q 40001014000Q 500020Q500040Q20001056合计20911231.2来水来沙异源黄河小北干流河段的水量主要来自河口镇以上水多沙少的清水来源区，河口镇多年平均来水量235.7亿m3，多年平均输沙量1.24亿t，水量占龙门站的79.5%，而沙量仅占14%。而泥沙则主要来自河口镇至龙门之间水少沙多、含沙量高的多沙粗沙来源区，该区间多年平均来水量60.6亿m3，输沙量7.64亿t，含沙量为126.1kg/m3，水量占龙门站的20.5%，而沙量占龙门站的86.0%。1.3水沙量年际年内分布不均一是水沙量年际间分布不均。龙门水文站最大年沙量为1967年的24.24亿t(按水文年，下同)，为最小年沙量1.96亿t(2000年)的12.4倍；最大年水量为552.1亿m3(1967年)，为最小年水量131.2亿m3(2002年)的4.2倍。二是水沙量年内分布不均，主要集中于汛期。龙门水文站多年平均汛期水量为167.0亿m3，占全年水量的56.7%。多年平均汛期沙量为7.72亿t，占全年沙量的87.6%。1987年7月以来，水沙量年内分配发生了新的变化，水沙条件更为不利。该河段汛期水沙量分别较1986年以前减少了13.5%和7.2%，且减水幅度大于减沙幅度。1950年7月1987年6月，来沙系数为0.010， 1987年7月1997年6月为0.012，1990年7月1997年6月为0.014，来沙系数逐时期增大，水沙条件更为不利。2、泥沙来源及其组成2.1泥沙来源黄河流域的黄土高原面积为64万平方公里，就有45.4万平方公里的水土流失区，而产沙集中在中游的黄土丘陵沟壑区，其间黄河两岸粒径组成有明显的分带性，从西北到东南中值粒径从0.045mm以上，逐渐减小到0.015mm以下。据对三门峡库区及下游河道主槽淤积物的粒径分析，73%为大于0.05毫米的粗颗粒泥沙。这些泥沙主要来自7.86万平方公里，仅占黄土高原地区面积12.3%，侵蚀模数大于5000t/km2.a，且粗沙模数大于1300t/km2a的多沙粗沙区，产沙量高达11.82亿吨，占黄河流域总输沙量的74%，粗泥沙量达3.19亿吨，占粗泥沙量的77%，主要分布于两个地区：一是干流头道拐吴堡区间的两岸支流，主要有皇甫川(出口站皇甫)、孤山川(高石崖)、窟野河(温家川)、秃尾河(高家川)等，其中值粒径多在0.030mm以上；二是吴堡以下无定河(白家川)、北洛河(刘家河以上)及泾河(马莲河、蒲河)上游地区，以及晋西北的忻县地区，主要涉及黄土丘陵沟壑区、黄土高塬沟壑区。其中粒径大于0.1毫米，且粗泥沙输沙模数为1400吨每平方公里以上的区域为粗泥沙集中来源区，总面积1.88万平方公里。占多沙粗沙区面积23.9%，产生的泥沙却高达4.08亿吨，占多沙粗沙区产沙的34.55%；产生的粗沙(粒径大于0.05毫米)为1.52亿吨，占多沙粗沙区的47.6%；产生粒径大于0.1毫米的粗沙为0.61亿吨，占多沙粗沙区的68.5%。主要涉及黄河中游右岸皇甫川、清水川、孤山川、窟野河、秃尾河、佳芦河、无定河、清涧河、延河等9条主要支流，该区域地貌形态复杂多样，具有沟壑密度大、坡度陡、切割深的特点，形成了黄土高原强烈产沙的地貌形态组合。2.2泥沙组成及变化特点黄河流域中游地区主要是暴雨产流产沙，全年泥沙的80%以上来自汛期，根据有关资料统计，1957年至2000年，龙门站平均悬沙粒径小于0.025mm的占45.7%，其中7至10月占45.1%，小于0.05mm的占71.7%，其中7至10月占71.3%，大于0.05mm的占28.3%，其中7至10月占28.3%。潼关站平均悬沙粒径小于0.025mm的占52.4%，其中7至10月占54.2%，小于0.05mm的占79%，其中7至10月占81.3%，大于0.05mm的占21%，其中7至10月占18.7%。1986年以来，其泥沙组成发生了新的变化，主要呈现以下几个特点：一是中游干流汛期来沙量及各分组泥沙量都大量减少。河口镇、龙门、潼关三个站1986年后年均沙量比1968年前分别减少80%、50%、46%(见表3)。二是粗泥沙比例相对减少，细泥沙比例却相对增加。1986年后河口镇细泥沙(d0.025mm)、中泥沙(0.025mmD0.05MM)、粗泥沙的年均沙量分别比1968年前减少7585%；龙门各分组沙量减幅分别为38%、57%、72%；潼关减幅为40%、51%和60%，因而粗泥沙减少最多，中泥沙次之，细泥沙最少，三是中游干、支流各站中值粒径D50均有所减小。尤其进入90年代以后，来沙细化十分显著。四是泥沙组成规律也发生了变化。沙量越大，粗泥沙比例越高，沙量越小，细沙比例越高，78月份的泥沙相对910月份细一些。 表3 黄河中游干流汛期不同时期各分组沙量多年平均值表站名时期沙量(亿t)占全沙比例(%)全沙细沙中沙粗沙细沙中沙粗沙河口镇196019681.5870.9810.3780.228622414197119860.9290.5560.2080.165602218198719950.3250.2090.0580.058641818龙门1960196810.1934.5412.8212.831442828196919866.1482.8961.6481.604472726198719964.8322.8191.2240.789592516潼关1961196812.7456.9223.5182.305542818196919869.0725.1802.3521.540572617198719966.7734.1401.7180.9156125143、泥沙的二重性及其影响3.1泥沙的二重性泥沙作为一种物质，同其他任何物质一样都有其二重性，既有有利的一面，也有有害的一面，即泥沙的资源性和灾害性。3.1.1泥沙的灾害性根据泥沙致灾的特性，泥沙灾害可以分为直接灾害和间接灾害。由泥沙为致灾因子而形成的灾害称其为泥沙的直接灾害；由泥沙诱发其他载体引发的灾害称其为泥沙的间接灾害。无论是直接灾害，还是间接灾害，其泥沙都是来自土壤侵蚀(广义的土壤侵蚀)。多沙粗沙区的强烈侵蚀的后果表现是多方面的，一方面是中游的地形支离破碎，生态环境日益恶化；另一方面是侵蚀泥沙在小北干流和下游河道堆积，为之后的间接的泥沙灾害奠定物质基础。泥沙的直接灾害主要是因滑坡、泥石流及崩塌形成的泥沙物质给人类、社会和环境造成的危害(至今仍被世人称之为地质灾害)。我国山丘区分布广，山丘区面积约占国土面积的48%，加之人类活动的影响，每年发生的滑坡数以万计，有泥石流沟一万多条，约有5.5亿人不同程度地受到山洪和泥石流、滑坡灾害的威胁。泥沙间接灾害主要是因土壤侵蚀形成的泥沙在河道或水库年复一年又一年的淤积使河床抬高，泄洪能力降低，由中常洪水引发的漫堤、溃决的灾害，在干旱半干旱地区地面堆积的风砂在强风暴作用下也能引起风沙灾害。间接泥沙灾害的形成一般应具备以下条件：第一，中上游的强烈的侵蚀产沙；第二，强烈的沟道与河道的泥沙输移；第三，河道泥沙堆积空间受到制约；第四，水沙关系不协调，表现出水少沙多，即来沙系数大。在以上条件的前提下，形成泥沙灾害链。3.1.2泥沙的资源性泥沙不全都是灾害，而且在许多方面也是人们离不开的宝贵资源；我国劳动人们很早就利用泥沙作为建筑材料，著名的秦砖汉瓦就是一例。我国西北地区很早就有引洪漫地的习惯，即把洪水有计划地引入农地，让洪水中的泥沙沉积在农地，既灌地，又改良了土壤。当前有很多地方大力推广应用高含沙洪水引洪漫地，化害为利。在黄河下游引黄灌溉的同时，还起到洗碱压碱，改造中低产田的作用。在人类历史以前，由高处侵蚀产生的泥沙大量地堆积在流域的低洼处，为后人塑造了赖以生存的土地资源；如黄河中上游的侵蚀产沙不仅塑造出河套平原、汾渭平原，而且还塑造出约20万km2的华北平原。在西南地区位于河谷中的乡镇，村庄乃至县城都建于由滑坡、崩塌或泥石流堆积的冲洪积扇上，或河流阶地上。这些泥沙堆积地貌区也还是当前的主要基本农地。即使进入人类社会，泥沙也不全都是害，如黄河的泥沙每年仍以23km2的速度在河口三角洲建造陆地，1855年黄河改道以来，使近代三角洲的面积达到2200km2。此外泥沙灾害与泥沙资源也是可以相互转换的，如黄土高原上的一些大型黄土或红土滑坡堵塞沟道，形成聚湫；开始可能造成一些经济损失，但不久形成天然淤地坝，成为旱涝保收的基本农地。含沙水体还具有一定的环境效应，原状水体中主要表现为浓度-生理化学效应和浓度-生态效应。在水环境系统中，泥沙通过对污染物质的吸附与解吸，直接影响着污染物质在水固两相间的赋存状态。同时，伴随着泥沙在水体中的运动，污染物质在水体和底泥之中的赋存状态也发生着变化。因此，泥沙与水流共同成为污染物的主要载体，影响着污染物在水体中的迁移转化过程，从而最终影响着水生态环境的状态。重金属物质在泥沙颗粒物上以吸附状态的存在占有很大比例，并且由于泥沙悬浮而构成的浑水环境对水体的生化效应和生态效应都产生重要影响。水体中悬浮的泥沙可以吸附一定量的还原性物质，使水体的耗氧作用加大，从而在水体耗氧有机物污染的过程中发挥重要作用。水体悬浮泥沙和底泥都有降低水中微量溶解有机物的作用。如黄河高含沙水流泥沙本身含有相当数量的粘土矿物和有机、无机胶体，可吸附种类繁多的污染物，因而具有净化水环境的效应。但泥沙又作为污染物和污染物载体对水环境和泥沙沉积区造成污染。3.2黄河小北干流泥沙影响黄河小北干流为典型的堆积游荡性河道，由于泥沙问题突出，水少沙多，水沙不协调，对社会、经济、环境和河流健康都造成很大影响，使河道萎缩，河床不断淤积抬高，滩槽高差减小，过洪能力降低，河势游荡加剧，洪水漫滩机率增加，临背差加大，滩地盐碱化严重，生态环境较差，潼关高程居高不下，在高含沙洪水时，还会引发特有的“揭河底”冲刷现象。严重影响防洪、防凌安全。甚至出现小水大险，灾害严重。3.2.1泥沙对河道冲淤的影响黄河小北干流河段冲淤变化剧烈，是典型的堆积性河道。据统计，1919年至2000年，黄河龙门站年平均输沙量为8.97亿t，其中汛期7至10月占87.5%，年最大输沙量达24.6亿t(1964年)。黄河潼关站年平均输沙量为11.87亿t，其中汛期7至10月占82.5%，年最大输沙量达27亿t(1959年)。三门峡建库前，该河段的淤积量一般变化在0.51.5亿t之间；三门峡水库建库后，1960年9月至2003年10月，该河段共淤积泥沙25.134亿m3，年均淤积约0.59亿m3(见表4)，且淤积还在不断发展。三门峡水库建库后的1960年9月1973年10月，受水库淤积上延的影响，该河段大量淤积，共淤积泥沙18.543亿m3，淤积主要集中在黄淤4550断面，其淤积量占整个河段淤积量的36.3%；1973年10月1986年10月，由于三门峡水库合理的运用方式和有利的来水来沙条件，该河段仅淤积泥沙0.093亿m3，冲淤基本平衡；1986年10月至2003年10月，黄河小北干流河段共淤积泥沙6.499亿m3，年平均淤积量为0.38亿m3。淤积主要集中在黄淤5968断面，其淤积量占整个河段淤积量的48.1%。与1973年以前对比，淤积部位发生了调整，淤积形式也由溯源淤积变为沿程淤积；该时段河道淤积严重有两方面原因：一是1987年以后进入该河段的年平均水沙量锐减，其水沙量较19501987年的平均值分别减少89.2亿m3和3.65亿t，来沙系数增大0.002，加剧河道淤积；二是1986年10月以后，黄河上游龙羊峡水库投入运用，龙、刘两库联合运用，改变了进入黄河小北干流河段来水的年内分配过程，汛期来水量显著减少，非汛期来水量变化不大，年平均淤积量明显增加。表4 三门峡水库建库后黄河小北干流河段淤积量分布表水库运用方式时 段黄河小北干流河段各河段淤积量(亿m3)C41-45C45-50C50-59C59-68C41-68蓄水拦沙运用期60.09-62.032.2020.7580.0850.2293.274滞洪排沙运用期改建前62.04-66.050.6221.4070.2430.5592.831一期改建66.05-70.061.1284.022.5172.33610.001二期改建70.06-73.10-0.0830.5480.9121.0622.439小计62.09-73.101.6675.9743.6713.95615.268蓄水拦沙和滞洪期60.04-73.103.8696.7333.7564.18518.543蓄清排浑运用期73.10-86.10-0.017-0.6250.6570.0780.09386.10-03.100.5251.1151.6973.1626.499小 计0.5080.4902.3543.2406.592总 计60.9-03.104.3777.2226.1107.42525.134洪水泥沙直接影响河床的冲淤变化，据有关资料统计，1919年至2000年，黄河龙门站年平均含沙量为29.7 kg/m3，其中汛期7至10月平均含沙量为47.2 kg/m3，最大含沙量达933kg/m3(1966年)。黄河潼关站年平均含沙量为31.7 kg/m3，其中汛期7至10月平均含沙量为48.5 kg/m3，最大含沙量达911kg/m3(1977年)。黄河小北干流河段淤积主要集中于平水丰沙、含沙量相对较高的年份，主要发生在几次沙量较大的洪水。如1988年和1994年，年平均水沙量及含沙量分别为253.4亿m3、9.678亿t、38.2kg/m3和241.6亿m3、8.570亿t、35.5kg/m3，年平均淤积量分别为1.724亿m3和1.075亿m3(见表5)，这两年淤积量占1987年2002年总淤积量的44.9%。如果洪水的含沙量不是很大，则洪水漫滩时，滩地淤积，主槽发生冲刷；如果洪水的含沙量很大(“揭河底”的情况例外)，则主槽和滩地均发生淤积，大水过后，水流归槽，主槽淤积。滩地和主槽的这种相互调整和转化，形成了该河段滩、槽同步抬高的趋势。1968年1982年，本河段滩地淤积量约占全断面淤积量的72.8%，主槽淤积量占27.2%。1986年以后，由于进入该河段漫滩洪水的机遇明显减少，本河段滩地淤积约占全断面淤积量的59.5%，主槽淤积约占全断面淤积量的40.5%。使主槽萎缩，漫滩流量减少。如1992年桃汛期间，龙门2140m3/s的洪水，滩地就已过水，水面最宽处可达5km左右。表5 黄河小北干流河段近期水沙量及冲淤量表年份水量(亿m3)沙量(亿t)含沙量(kg/m3)淤积量(亿m3)1987151.12.71418.00.2551988253.49.67838.21.72419893456.14317.8-0.3011990243.95.38722.10.3591991151.92.8819.00.7911992209.36.4530.80.6321993225.23.3815.0-0.0931994241.68.5735.51.0751995230.27.6433.20.4561996185.77.9843.00.6821997146.33.0921.20.8861998162.94.1325.4-0.5271999184.62.2912.4-0.1072000145.31.9613.50.3412001158.03.0919.50.2902002133.32.6720.0-0.271平均198.04.8824.60.390该河段的冲淤演变具有一定的规律，随着来水来沙条件的变化，河床调整存在一个往复性演变过程。在一定的河床边界条件下，经过高含沙洪水产生“揭河底”冲刷，主槽强烈冲刷，滩地大量淤积，淤滩刷槽，滩槽高差增大，形成高滩深槽，河道在平面上大幅度摆动，河势趋于归顺，一般洪水漫滩机会减少，削峰滞洪能力减小。自1950年以来，黄河小北干流河段共发生了9次“揭河底”(见表6)，冲刷深度一般为24m，最深达9m(1970年8月)。尔后，在一般水沙条件下，河床又回淤抬高，短则当年就回淤，长则需23年，河槽变宽浅，河势游荡摆动，河槽平滩流量和输沙能力降低，洪峰漫滩机会增大，削峰滞洪率增大，当河床调整达到临界状态时，在适宜的来水来沙情况下，再次发生“揭河底”冲刷现象。这一周期性循环和河道往复性演变，孕育了该河段由淤积强烈冲刷淤积的周期性变化，但河床总的趋势是淤积抬高的。这是该河段河床冲淤演变的基本规律。表6 1950年以来黄河小北干流河段历次“揭河底”情况统计表时间年.月.日Qmax龙(m3/s)Smax龙(kg/m3)龙门断面冲刷深度(m)冲刷长度(km)间隔时间(年)河槽摆动情况1951.8191321954.8.319.6175006051.691322有大摆动1964.7.67.7102006953.60909有大摆动1966.7.167.2074609337.50731无大摆动1969.7.267.2988607402.85492有大摆动1970.8.18.5138008269.00900有大摆动1977.7.6145006904.00716有大摆动1977.8.6127008212.00710有大摆动2002.7.546007901.5243.2.2泥沙对防洪和防凌的影响近年来，由于黄河水少沙多，水沙不协调，使河道淤积持续发展，河床不断抬高，主河道萎缩、河道过洪能力锐减，平滩流量不断降低，洪水漫滩机率增加，洪水削峰率增大，洪水演进传播时间加长，临背差加大，使河道工程防御标准不断降低，甚至出现小水大险。1987年以前，该河段河槽过洪能力约为5000m3/s，1997年后降为3000m3/s左右，并导致同流量洪水位不断抬升，洪涝灾害加重，防洪任务更为艰巨。如1994年8月黄河龙门站10900m3/s的洪水与1988年龙门站10200m3/s的洪水相近，但右岸新兴、华原、牛毛湾工程的相应洪水位却分别抬高0.47m、0.43m、0.59m，左岸大石嘴、庙前、城西工程的相应洪水位分别抬高2.10m、0.54m和0.21m。同时，近年来，因河道淤积严重，还不断发生小水大险。如2001年9月3日24日，黄河龙门站流量仅为3681130m3/s，黄河主流在合阳榆林护村工程与榆林下延工程之间形成斜河，不断坐湾淘刷，使其间长500米的滩岸接连溃退270多米，榆林下延工程上坝路坍塌长160余米，损失严重。近年来，该河段的严重淤积导致河道排凌能力明显下降，凌灾损失加重。1996年1月，即发生了自1930年以来的严重封河。由于河道淤积严重，水流散乱，出现冰塞壅水，1月20日2时30分，潼关站水位达329.90m(为1973年以来该站非汛期水位最高值)，河道流量之小(潼关封河流量仅180m3/s)、水位之高、冰情之重三者同时出现是历史所罕见的。这次凌汛造成右岸受灾面积达17万多亩，1.3万人受灾，直接经济损失达2.5亿元。又如2000年凌汛，由于泥沙淤积，排凌不畅，造成冰塞壅水，2月8日，龙门站日平均流量仅442m3/s，小石嘴水位高达380.15m，超过坝顶0.20m，其水位相当于龙门站16000m3/s洪水位，工程屡屡出险，损失严重。3.2.3河道泥沙淤积对河势及支流入黄的影响近年来，随着黄河小北干流河段主槽的严重淤积和不断萎缩，使河床更为宽浅散乱，沙洲密布，叉流纵生，串沟交织，主流摆动频繁，往往形成横河、斜河，危害严重。由于水沙条件的不同变化，导致河床不断发生冲淤变化，从而使河床比降和断面形态都随之进行调整，当冲刷时，由于横向环流的作用，促使泥沙横向运动，原有河漫滩遭到旁蚀、坍塌，使河曲发展，平面呈现弯曲性河道。当淤积时，往往旧河槽被淤平，又拓出新河槽，形成河道迁徙。特别是大水大沙时，具有很强的造床能力，裁弯、抹尖作用强，将使河势发生大幅度的摆动，如1933、1940、1953、1959、1964、1966、1967及1977年等，若遇高含沙洪水产生“揭河底”冲刷，河势将产生较大变化，往往塑造新的河槽，在“揭河底”冲刷前，由于河床淤积较高，河床宽浅，水流散乱，河势摆动较频繁。在产生“揭河底”冲刷摆动后，形成一定的滩槽高差，尔后如遇一般水沙年份，河势一般不会产生大的摆动。随着黄河小北干流河段河道的大量淤积，支流入黄基面相对抬升，洪水顶托倒灌严重。如1964年8月13日，黄河发生17300 m3/s的洪水，倒灌汾河7.5公里，使汾河口淤高2.06 m ,沿岸17个村庄被迫迁移。1996年8月10日，黄河与汾河洪水发生遭遇，受黄河洪水顶托的影响，汾河洪水入黄不畅，洪水漫滩，淹没滩地14万亩，经济损失高达5亿多元。渭、洛河是黄河最大支流，在其来沙量大的年份，常在入黄口处形成较大的河漫滩，将黄河逼向左岸。当黄渭河同时出现洪水，而黄河洪水较大时，则黄河洪水顶托渭河洪水，从而在渭河口造成泥沙淤积，有时还形成拦门沙坎，如1967年8月，潼关连续出现5000m3/s以上洪峰达5次之多，而8月份渭河华县站洪峰流量很小，月平均流量仅177m3/s，而月平均含沙量高达538kg/m3，同时又遇上北洛河小水大沙，8月份北洛河朝邑站曾出现8次沙峰过程，其含沙量为600950kg/m3，月输沙量为0.46亿t，从而造成渭河仓西至西阳河道8.8km淤塞。拦门沙的形成主要取决于黄渭洛河的水沙遭遇情况，拦门沙的消长变化随着各河水沙条件的变化而变化。三门峡建库后，渭河口拦门沙形成的几率增多，几乎黄河每次洪水时，当渭河无洪水的情况下均发生黄河洪水倒灌渭河，比较严重的有1967年、1971年、1977年、1979年、1981年等年份。3.2.4泥沙对生态环境的影响由于黄河小北干流河床不断淤积抬高，使工程临背差随之加大，现多在1.50m以上，最大达3.35m，右岸的朝邑滩、新民滩临背差已在2米以上，华原段达3米左右，造成滩区地下水位上升，沼泽盐碱化日趋严重。华原至朝邑20万亩可耕滩地，已沼泽、盐碱化10.9万亩，其中明水面积近万亩，左岸的尊村滩、西范滩、连伯滩临背差12 m，沼泽面积近十万亩；有的变成白茫茫的不毛之地，有的仅能生长单一的碱蓬草，大片滩地荒芜。植被较差,湿地减少，鸟类栖息环境较差，生物不能生存或生物的单一，使生物多样性受到严重影响。同时,导致气候变化异常，飞沙扬尘天气增多，生态环境更趋恶化。3.2.5泥沙对社会经济的影响黄河小北干流河段泥沙淤积不断加剧，水流在松散淤积物上蜿蜒行进，河床冲淤变化剧烈，使河势游荡多变，冲滩塌岸严重，危及高岸沿河村庄及返库移民安全。右岸的韩城市下林皋、李村一带近几年塌滩较为严重，每村的塌岸长度约2000m，塌宽在10001500m。大荔县黄河朝邑滩雨林乡五个自然村的返库移民，均居住在黄河滩岸边，近年来耕地不断塌入河中。并造成机电灌站脱流、坍塌，多处机电灌站引水无保证，严重影响农业灌溉用水。如左岸的夹马口、小樊、尊村，右岸的港口等大型机电灌站已脱流多年。据不完全统计，两岸近十年塌滩塌岸总长度为52.76km，塌宽一般为1001000m，塌毁耕地面积为9.11万亩。由于塌滩塌岸的发生，造成人员搬迁，如右岸的韩城市下林皋、李村一带近年已有20余户100余人再次搬迁。耕地的不断塌入，致使部分地方人多地少情况加剧，有些乡村人均耕地仅0.5亩。塌滩塌岸给沿岸人民的生产生活带来了严重影响，并且已危及到铁路、渡口等国家重要设施的安全。3.2. 6泥沙对潼关高程的影响潼关高程主要受来水来沙条件和三门峡水库运用的影响，水沙条件对潼关高程的调整起主要作用，输沙水量对潼关高程的下降或稳定更为重要。潼关高程变化的基本规律是非汛期抬高、汛期降低。三门峡建库前潼关高程的变化是水沙条件改变引起河床调整的结果，连续的枯水年或丰水年可使潼关高程稳定的抬升或下降。三门峡水库采用蓄清排浑运用后，水库运用引起潼关高程调整的幅度已大为减少，特别是1974至1985年期间，潼关高程虽有升降，但变化幅度不大。1986年后，水库来水来沙不断减少，潼关高程又开始新的调整，汛期潼关高程的下降与来水来沙条件的关系非常密切，与洪水水沙条件的关系更为密切(见表7)。表7 各年代洪水期特征与潼关高程升降值年代19741979 19801986 19871995 19961999历时(天)54.061.629.1 15.4水量(亿m3)13715850.0 31.4沙量(亿t)8.724.89 4.62 4.40含沙量(kg/m3) 63.631.3 92.4 140.0高程差(m)-0.493 -0.414 -0.264 -0.24桃汛对潼关河床有明显的冲刷作用(见表8)，以渭河为主的洪水一般对潼关河床产生冲刷，尤其是高含沙洪水冲刷幅度更大。以龙门为主的洪水使潼关河床冲淤次数相近，高含沙洪水淤积较多。1987年以后，洪水水量减少三分之二，含沙量增加，潼关高程下降值减少近50%。表8 桃汛期潼关高程变化值表时段1974197919801985198619921993199819992002非汛期(m)0.700.400.370.320.31桃汛期(m)-0.01-0.10-0.11-0.260.0254、泥沙防治对策黄河复杂难治的主要症结是水少、沙多、水沙不协调，因此，关键在于增水减沙，调水调沙，协调水沙关系。要坚持科学的发展观，加强流域一体化综合管理，制定实施流域管理法，大力建设资源节约型、环境友好型社会，实行预防为主，保护为先，统筹兼顾，标本兼治，综合治理，进一步规范人类活动，采取“保、节、拦、排、调、放、挖”等综合措施，统筹协调黄河水沙。强化工程、法律、行政、政策、经济、技术等手段，加速河道治理，大力实行开源节流，合理配置、高效利用、节约保护水资源，不断提高用水效率和效益。加快南水北调工程建设，尽快实施引水济渭工程，建立完善黄河水沙调控体系，加大黄土高原水土保持工作力度，大力开展黄河小北干流引洪放淤，相机进行调水调沙，充分利用水库死库容拦沙，合理调整三门峡水库的运用方式，尽快降低潼关高程，有效治理利用黄河泥沙，促使水沙平衡，维持黄河健康生命，保持黄河流域社会、经济、环境的可持续发展，使人与自然和谐共处。4.1加大水土保持力度，从源头上根治泥沙黄河流域总面积79.5万km2,而水力侵蚀、风力侵蚀和冻融侵蚀面积就达52.5万km2，占黄河流域总面积的66.49%，其中水蚀面积34.7万km2，风蚀面积11.8万km2,冻融侵蚀面积6.05万km2。特别是面积为64万km2的黄河上中游黄土高原地区水土流失尤为突出，水土流失面积达45.4万km2,占全流域水土流失面积的97.6%，特别是黄河中游的多沙粗沙区面积7.86万平方公里，仅占黄土高原地区水土流失面积的17%，但年输沙量却占全河的63%，粗沙量占全河粗沙总量的73%。是黄河泥沙和高含沙洪水的主要来源区，造成黄河小北干流和下游河道不断淤积抬高。加大该区域的水土流失防治力度，对于减轻黄河中下游河道主槽淤积，改善当地和中下游水资源利用状况，维持黄河健康生命，改善流域生产条件，促进区域经济社会可持续发展，保障黄河长治久安都有着特别重要意义。因此，要加大宣传力度，提高全社会的生态环境意识，形成良好的社会氛围，进一步规范人类活动，正确处理人与自然、社会经济发展与生态环境保护的关系，认真搞好黄河全流域的水土保持规划，严格审批黄河流域开发建设项目的水土保持方案，全面实行环境影响评价制度，坚持科学的发展观和预防为主，保护优先，因地制宜，统筹兼顾，综合治理，突出重点的原则，以黄河多沙粗沙区为重点，以支流为骨架，以小流域为单元，以治沟骨干工程为主体，山水田林路统一规划，综合治理开发，构建完善坡面综合治理、沟道拦沙、综合防治示范等水土保持工程体系、政策法规体系、多元化的投入保障体系、科研监测和技术推广体系、预防监督保护体系、组织管理体系，坚持植物措施、工程措施和农业耕作措施并举，生态效益、经济效益和社会效益相结合，利用法律、行政、政策、经济、技术等有效手段，建立生态修复的长效机制，充分利用生态系统的自我修复能力，加快林草植被恢复和生态系统的改善，实行退耕还林还草，封山育林、封坡禁牧，对严重流失区实行农林牧并举，工程与林草协调，治坡与治沟并举，促进陡坡退耕，大力造林种草，高塬沟壑区实行保塬固沟，丘陵沟壑区应在坡耕地修梯田，荒坡种林草，沟底修谷坊、淤地坝，丘陵区应修坝和梯田、引洪漫地。对于局部流失区应以林牧为主，在保护好现有林草植被的基础上，进行综合防治。风沙区与干旱草原区风蚀严重，要实行防风固沙。采取户包、租赁、股份合作、拍卖四荒的使用权等多种形式。建立中央、地方、群众、社会等多渠道的投入机制。扩大开放，引进外资，实行谁受益，谁投入，谁破坏，谁治理，责、权、利相结合，通过机制创新和科技创新，实现由传统水土保持向现代化水土保持转变，调整产业结构，合理开发利用水土资源，依法防治水土流失；增强滚动发展能力。以改善群众生产生活条件，发展区域经济，减少入黄泥沙为目标，建设黄土高原地区生态屏障，构建良好的黄河生态系统，保持生态平衡，改善生态环境，实现流域人口、资源、环境的可持续发展。4.2完善水沙调控体系，加强调水调沙近年来，由于黄河来水来沙量逐年减少，水沙条件趋于不利，大流量出现机遇显著减少，小流量出现机遇明显增加，使河道淤积加剧，河势游荡摆动频繁，各种灾害不时发生。因此，要统筹协调、科学配置黄河流域干支流的水沙资源，认真搞好水沙调控工程体系的总体规划,并结合“拦、排、放、挖”等措施，建立完善以龙羊峡、刘家峡、黑山峡、大柳树、碛口、古贤、三门峡和小浪底等骨干水利枢纽工程为主体的黄河干支流水沙调控工程体系和调水调沙的长效机制。尽快兴建大柳树、古贤、碛口、东庄等水库，加快南水北调等工程的建设，强化黄河水资源的统一管理，加强调水调沙，通过联合调度，有效控制黄河大洪水、合理利用黄河中常洪水，相机塑造黄河人工洪水，改善水沙条件，减少河道淤积，防止河道萎缩，提高河道输沙排洪能力，实现拦洪、减灾、减淤、洪水资源化、防断流的多赢。4.3以放淤为重点，加速河道综合治理黄河小北干流全长132.5 km，而右岸现有河道工程总长仅63.917 km，由于工程布设长度不足，未形成整体防御能力，尚不能有效的控制河势，主流游荡摆动不定，塌滩塌岸时有发生，洪水泥沙等灾害仍很严重。因而，要明确治理目标，坚持全面规划，统筹兼顾，统一治理，标本兼治，除害与兴利相结合，治理与开发并举的原则。认真搞好综合治理规划，加快河道治理步伐，进一步控导理顺河势，维持中水基本流路，冲滩刷槽，塑造相对稳定的微湾式窄深河槽，改善河道形态，减少各种灾害损失。黄河小北干流两岸滩区宽阔，滩地面积为682平方公里。滩区多为沙荒盐碱地，是天然的沉滞沙场所，可以堆放泥沙100亿吨,具有引洪放淤的良好条件