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      黃河下游2000~2015水沙變化及河道沖刷特征

      2018-07-12 23:35:31馬龍勞井衛(wèi)聶莉莉
      水能經(jīng)濟 2018年7期
      關(guān)鍵詞:黃河下游

      馬龍?勞井衛(wèi)?聶莉莉

      【摘要】小浪底水庫運用初期,黃河流域歷經(jīng)枯水少沙系列年,大洪水較少;一般情況下水庫下泄清水,洪水期間水庫以異重流為主排出細泥沙,進入下游河道的泥沙明顯減少。2000~2015年,黃河下游河道發(fā)生了持續(xù)沖刷,累計沖刷泥沙量為8.895億m3,河道淤積萎縮的局面得到有效遏制。

      【關(guān)鍵詞】黃河下游;小浪底水庫;河道沖刷;調(diào)水調(diào)沙

      1、黃河下游水沙變化過程

      2000~2015年,年均進入下游水量223.10億m3,較多年均值偏少44%,年均進入下游沙量0.648億t,較多年均值偏少94%,屬于枯水枯沙系列。其中汛期平均水沙量分別為82.10億m3 和0.63億t,較多年同期均值分別偏少62%和94%。年平均含沙量2.9kg/m3,汛期平均含沙量7.7kg/m3,與多年年均值(29kg/m3)和多年汛期均值(48kg/m3)相比,大幅度減少。

      2000~2015年,汛期下游水流過程以1000 m3/s流量級以下的小流量為主。汛期花園口小于500m3/s流量級的歷時為49.7d;500~1000 m3/s流量級為51d。小浪底水庫運用初期(1999~2015年),花園口洪峰流量大于2000 m3/s的洪水僅16場,年平均僅2.4場,較多年平均偏少60%;洪峰流量大于4000 m3/s的洪水沒有一場,多年平均3.6場,洪水場次明顯偏少。七年中花園口最大洪峰僅3970 m3/s,洪峰流量減小明顯。

      2、黃河下游河道沖刷特征

      2000~2015年,水庫除調(diào)水調(diào)沙和洪水期間外,以下泄清水為主,下游河道全程持續(xù)沖刷,河道淤積萎縮的局面得到有效遏制。根據(jù)實測大斷面資料計算,16年下游累計沖刷量為8.895億m3,其中汛期沖刷量為5.993億m3,占全年沖刷量的67%,14次調(diào)水調(diào)沙沖刷1.954億m3,占汛期沖刷量的33%。16年中,除2002年調(diào)水調(diào)沙期間灘地淤積0.477億m3外,其余沖淤均發(fā)生在河槽。16年中,主槽累計沖刷量為9.373億m3,其中汛期占69%。從年際沖刷量看,2003年沖刷量最大,為2.62億m3,占16年總沖刷量的29%;2000~2002年三年沖刷相對較少,均在0.8億m3左右,三年合計占沖刷總量的26%。

      2000~2015年,黃河下游河道實現(xiàn)全程沖刷。從沖刷量沿程分布看,全年呈現(xiàn)出兩頭大中間小的特點。其中高村以上河段沖刷量占沖刷總量的78%,濼口~利津河段占沖刷總量的9%;而孫口~艾山和艾山~濼口河段沖刷量僅占沖刷總量的3%~4%。非汛期孫口以上沿程沖刷量逐漸減少,沖刷主要在夾河灘以上,其沖刷量為3.133億m3,占整個非汛期沖刷量的108%,孫口以下沿程淤積量逐漸增加,濼口~利津河段淤積量達到0.368億m3。汛期全程沖刷,沖刷量與年沖刷量表現(xiàn)一樣,也呈現(xiàn)出兩頭大中間小的特點?;▓@口~夾河灘河段主槽持續(xù)累計沖刷3.267億m3,占全下游主槽沖刷量的35%,是下游沖刷量最多的河段;孫口~艾山河段主槽累計沖刷0.304億m3,占全下游主槽沖刷量的3%,是下游沖刷量最小的河段。

      2000~2015年,黃河下游河道沿程沖刷隨著時間的推移不斷向下游發(fā)展。從沖刷發(fā)展過程看,2000年為小浪底水庫運用后的第一年,夾河灘以上河段發(fā)生沖刷,夾河灘以下均發(fā)生淤積。2001年沖刷發(fā)展到高村,高村以下河段處于微淤狀態(tài)。2002年由于調(diào)水調(diào)沙沖刷集中在兩頭,即高村以上和濼口以下兩個河段,高村~濼口河段發(fā)生淤積,主要是因為該河段在洪水期發(fā)生漫灘,部分泥沙落淤到灘地上。2003年由于調(diào)水調(diào)沙和秋汛期洪水持續(xù)沖刷,基本上達到全程沖刷。2004~2015年,全下游各河段均發(fā)生沖刷,且均以孫口~艾山河段的沖刷量為最小。2015年沖刷主要集中在孫口以上和濼口以下河段,孫口~艾山基本沖淤平衡,艾山~濼口河段發(fā)生淤積;初步分析認為,孫口以下河段沒有發(fā)生沖刷,甚至發(fā)生淤積,主要是由于汛期水量少,特別是洪水的量級很小,只有調(diào)水調(diào)沙的平均流量在3000m3/s以上,其它洪水的平均流量均在1500m3/s以下。

      3、結(jié)論

      2000~2015年,黃河流域歷經(jīng)枯水少沙系列年,大洪水較少,僅2003年秋汛期水量較為豐沛。這16年來小浪底水庫運用以蓄水?dāng)r沙為主,期間進行了14次調(diào)水調(diào)沙試驗,絕大多數(shù)中粗泥沙攔在庫里,進入黃河下游的泥沙明顯減少,一般情況下,小浪底水庫下泄清水,洪水期間水庫以異重流為主排出細泥沙,從而使得下游河道發(fā)生了持續(xù)的沖刷,河道淤積萎縮的局面得到有效遏制。根據(jù)實測大斷面資料計算,16年下游累計沖刷量為8.895億m3,其中汛期沖刷量為5.993億m3,占全年沖刷量的67%,14次調(diào)水調(diào)沙沖刷1.954億m3,占汛期沖刷量的33%。2000~2015年的16年中,除2002年調(diào)水調(diào)沙期間灘地淤積0.477億m3外,其余沖淤均發(fā)生在河槽。

      參考文獻:

      [1] 潘賢娣,李勇,張曉華,等著.三門峽水庫修建后黃河下游河床演變[M].鄭州:黃河水利出版社,2006.

      [2] 胡春宏,等著.黃河水沙過程變異及河道的復(fù)雜響應(yīng)[M].北京:科學(xué)出版社,2005.

      [3] 尚紅霞,孫贊盈等.小浪底水庫運用以來下游河道沖淤效果分析[R].黃河水利科學(xué)研究院,2007.

      [4] 胡春宏,陳建國,郭慶超,嚴軍.黃河水沙調(diào)控與下游河道中水河槽塑造[M].北京:科學(xué)出版社,2007.

      [5] 李文學(xué),李勇,姚文藝等. 黃河下游河道行洪能力對河道萎縮的響應(yīng)關(guān)系[J]. 中國科學(xué)E輯,2004,34(增刊):126-132.

      基金項目:國家十三五重點研發(fā)計劃重點專項(2016YFC0402408);國家自然科學(xué)基金項目(L1624052)

      作者簡介:馬 龍(1981- ),男,山東濱州人,助理工程師,主要從事水利工程建設(shè)與管理

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