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渭河下游河道淤积时空分布特征与原因分析

2018-10-19朱莉莉劳井卫马龙

水能经济 2018年6期

朱莉莉 劳井卫 马龙

【摘要】 1986年以后,渭河下游汛期、非汛期水量均明显减少,但沙量未见相应的降低,渭河下游河道淤积明显加重。分析渭河下游河道淤积的原因包括:水沙条件的变化、北洛河的来沙以及潼关高程的抬高。

【关键词】渭河下游;水沙变化;河道淤积;潼关高程

1、渭河下游河道水沙变化过程

1.1水量变化过程

在1949年以前的15年中,年水量超过100亿m3的有7年,最低的是1942年的51亿m3;在1950~1969的20年中,年水量超过100亿m3的有8年,最低的是52.9亿m3。在1970~1985年的16年中,年水量超过100亿m3的只有3年,最低的是31亿m3。在1986~2013年的28年中,年水量没有超过100亿m3的,最大的是92.9亿m3,最小的不到17亿m3。总的来看,从前到后,各年的径流量有起有伏,有峰有谷,年际变化较大;但无论是峰还是谷,总体趋势均在变小,尤其是20世纪70年代以后,水量总的下了一个台阶。

1.2沙量变化过程

华县站年沙量超过4亿t 的,1949年前有7年,1950~1969年间有8年,1970~1985年有5年,1986~1996年有3年。月沙量超过2亿t的月数,按上列时段统计分别为:10、13、4、4个月。由此可见,沙量也有减少的趋势,但不如水量变化的急剧。1986年以后,尤其是90年代以来,汛期、非汛期水量均明显减少,但沙量未见相应的降低。水沙的不同步变化引起了含沙量的改变,水量的急剧减少,引起了含沙量的相形上升,对渭河下游河道冲淤演变十分不利。

2、渭河下游河道淤积时空分布特征

2.1渭河下游河道淤积时间分布特征

1973年~1985年,渭河下游河段总体上表现为冲刷,总冲刷量为0.3898亿m3。但从分布来看,冲刷主要出现在渭淤10~渭淤21河段,冲刷量为0.6795亿m3。而其他河段仍表现为淤积。

1986年~1990年,渭河下游河道又转为淤积时期,总淤积量为0.7764亿m3。从分布来看,渭淤l~渭淤21河段淤积比例与1973年以前相比有所减小,该河段淤积量占渭河下游淤积总量的70.7%,渭淤2l以上河段淤积比例与1973年以前相比明显增大,淤积量占渭河下游淤积总量的26.5%。

1991年~2013年,渭河下游河道淤积加重,总淤积量达到2.627亿m3。从分布来看,渭淤l~渭淤21河段淤积比例有所提高,该河段淤积量占渭河下游淤积总量的87.8%,渭淤21以上河段淤积比例也有所减小,淤积量占渭河下游淤积总量的9.6%。从渭淤21以上河段淤积量来看,四个时期该河段淤积量有逐渐增大的趋势,四个时期该河段淤积量分别为0.0736亿m3、0.167亿m3、0.2056亿m3、0.2528亿m3。1973年以来渭淤l~渭淤21由冲变淤,并逐渐增大,三个时期该河段淤积量分别为-0.639亿m3、0.5491亿m3、2.3074亿m3。

2.2渭河下游河道淤积空间分布特征

自三门峡水库建成运用,到2013年10月,渭河下游河道(渭攔1~渭淤37)共淤积泥沙13.09亿m3,1960~2013年,沿程各河段的累积冲淤量分别为渭拦1~渭淤1为0.5661亿m3,渭淤1~渭淤10(华县)8.3081亿m3,渭淤10~渭淤21(交口)3.5141亿m3,渭淤21~渭淤26(临潼)为 0.3922亿m3,渭淤26~渭淤31(道口)为0.2189亿m3。

淤积主要部位在华县以下及华县至交口段,各占总淤积量的63.5%及26.9%,占下游河道淤积总量的90.4%。渭淤1~渭淤10河段,主要淤积时段为1960年~1973年和1990年~2013年两个时期,淤积占该河段总淤积量的79.8%、16.6%,两个时期合计淤积量占总淤积量的96.4%;对于渭淤1 0~渭淤21河段,主要淤积时段也为1960年~1973年和1990年~2000年两个时期,淤积占该河段总淤积量的84.6%、26.4%。

3、渭河下游河道淤积的原因分析

3.1水沙条件的变化

渭河下游淤积主要取决于汛期洪水。渭河咸阳以上来水,水流平稳,历时长,含沙量小,对渭河下游的作用一是对泾河来的高含沙水流有稀释作用;二是与泾河来水一起,加大了渭河下游的输沙能力。根据资料分析,咸阳站流量小于4500 m3/s 的洪水,进入渭河下游后,往往发生小的淤积。咸阳站洪峰流量大于4500m3/s的洪水,对渭河下游河槽有冲刷和拓宽作用。近十多年来,渭河咸阳站缺乏4500m3/s 以上的大洪水,是渭河下游淤积加剧的原因之一。

3.2北洛河的来沙增大

北洛河来水含沙量高,当来水进入渭河时往往在河口形成淤积锥体,增加上游河段的淤积。当含沙量很高的北洛河水汇入渭河,而渭河来水很小,又遇上黄河对渭河来水的倒灌,则北洛河口严重淤堵,可导致北洛河口以上局部河段堵塞淤死,因此,北洛河来沙对于渭河尾闾河段及入黄河口门有至关重要的影响。

3.2潼关高程的抬高

潼关高程抬高,相当于渭河下游河道局部侵蚀基准面的抬高,是渭河下游河道淤积的重要原因。这从下面两点可以得到反映:一是渭河华县下游各站的常水位的变化与潼关1000 m3/s 的水位相互密切对应,华阴、华县枯水位与潼关的枯水位呈直线关系;二是渭河下游的淤积量取决于潼关高程的上升,当潼关高程从326m上升到328m左右时,渭河下游累计淤积量急速增加。

参考文献:

[1] 戴明英,赵业安等.渭河水沙变化分析[R].黄河水利科学研究院,2005.

[2] 陈建国,胡春宏,戴 清.渭河下游近期河道萎缩的特点及治理对策[J]. 泥沙研究,2002,(6):8~13.

基金项目:国家十三五重点研发计划重点专项(2016YFC0402408);国家自然科学基金项目(L1624052)

作者简介:朱莉莉(1973- ),女,河南西平人,高级工程师,主要从事水利工程规划设计