东庄水库调水调沙对渭河下游和潼关高程冲淤作用的研究

在分析泾河水沙特性、潼关断面和渭河下游河道冲淤与泾河水沙关系，以及东庄水库对泾、渭河下游水沙过程的主要影响的基础上，得出了按规划运行方式，东庄水库按日平均流量大于1000m^3／s调水调沙泄放，一次可使渭河临潼～华县河段最大冲刷0．5亿t泥沙，使潼关高程降低0．25～0．75m的结论。分析指出，若水库按日平均1500m’／s流量泄放，渭河下游冲刷及潼关高程降低的效果更佳。     

“水伙伴”汇聚杨凌研讨水法规

6月27日至7月2日，水利部副部长索丽生带领24位院士和有关专家专题调研引江济渭入黄工程，并在西安召开了咨询会。引江济渭入黄工程拟由三峡库区重庆开县小江引水，越巴山、跨汉江、穿秦岭，调水入渭河，顺渭河入黄河，以解决黄河、渭河流域严重缺水问题。引江济滑入黄方案，规划年调水41～103亿立方米。     

黄河小北干流和渭河下游淤积过程模拟

在分析黄河小北干流和渭河下游河道淤积的主要影响因素和演变机制的基础上,将河道淤积体纵剖面的平衡形态概化为一个由潼关高程抬升值ΔZ、初始河床比降J0和平衡比降Je所决定的三角形,得到了河道初始形态与平衡形态之间淤积体的体积计算公式,进而基于河床演变的滞后响应模型,建立了既能考虑河床调整的滞后响应特性又能考虑潼关高程和水沙条件协同作用的黄河小北干流和渭河下游河道淤积量的计算方法。采用1960—2001年黄河小北干流和渭河下游河道长系列冲淤资料对计算方法中的参数进行了率定,并采用2002—2010年实测河道冲淤资料进行了检验,结果表明,建立的计算方法能够较为全面地反映河床调整的驱动机制和内在机理,模拟计算及预报精度较以往方法有较大提高。结果还显示潼关高程对两河道的长期累计淤积过程的影响占主导地位,在1960—2011年实际水沙条件下,潼关高程每下降1m,小北干流和渭河下游累计淤积量分别减少约5.1亿m3和2.7亿m3;近期潼关高程和水沙条件对河道的淤积均具有重要影响,二者对2003年水库采用318m控制运用以来产生的河道减淤量的贡献约各占一半,体现了潼关高程和水沙条件的协同作用。     

渭河下游冲淤与洪水变化分析

1960年以来，渭河下游共淤积泥沙13．28亿m^3，其中1990—2003年下游河槽淤积加重，淤积量为3．073亿m^3。渭河下游各水文站同流量水位抬高，华阴、吊桥、华县二三站水位分别上升3．14、2．91、2．93m；华县平滩流量逐渐减小，2003年汛前减为历史最小的1000m^3／s，比1958年小4000m^3／s；渭河下游洪水特征发生了变化，洪水过程线由尖瘦型变成矮胖型，峰现时刻明显推后，峰量关系发生变化，洪水历时显著增加，小洪水、高水位、大灾害的现象极易出现。建议采用跨流域引水的方式治理渭河，从秦岭歼凿隧洞引汉江或其他支流补充渭河水源，尤其应该尽快制定渭河综合治理规划，协调渭河水沙关系，维持渭河的健康生命。     

三门峡水库不同运用条件下的冲淤分布特点及对潼关高程的影响

汛初，三门峡库区堆积了大量的淤积物，各级运用水位的回水范围小。经泄洪排沙运用，淤积物基本得到清理，305m水位回水延伸到北村附近，调沙库容增至0.5亿m^3左右。此时，壅水淤积物分布在北村以下，上段河道不受壅水影响，河床冲刷继续发展。进入非汛期运用后，潼关－－GyDuo段淤积量主要来源于运用水位大于322m，尤其是324m水位期间的部分入库沙量。潼关高程年内升降变化与潼关－－GuDuo段冲淤量密切相关；年际间，潼关高程与潼关－－GoDuo段河槽淤积量之间呈线性变化，即潼关－－GoDuo段河槽淤量增减0.023亿m^3，潼关高程随之升降0.10m左右。     

潼关高程对渭河下游泥沙冲淤影响研究

2003年渭河小水酿大灾,又一次使潼关高程问题成为各方研究的热点。本文利用恒定一维不平衡输沙数学模型,对不同潼关高程(326 m、327 m、328 m)在给定水沙系列(时长14年)作用下对渭河下游河道的冲淤影响进行了研究,从定量上得出了潼关高程分别为328 m、327 m时渭河下游14年间各河段的淤积量和冲淤趋势,这对于防洪治理具有重要意义。     

引汉济渭工程在国家水资源战略布局中的作用

陕西省引汉济渭工程是国务院确定的172项重大水利工程之一,也是国家水资源战略布局中不可或缺的重要一环。工程通水后可以基本解决关中平原缺水问题,改善渭河中下游生态环境,控制地下水超采,增加地下水资源战略储备。以退水作为置换水源,引汉济渭工程还可以间接辐射陕北榆林和延安,在不突破黄河引水指标的前提下,为陕北能源重化工基地新增近8亿m3的供水,保障国家能源安全。引汉济渭在枯水年也面临着与南水北调中线工程"争水"以及运行调度等方面的一系列关键技术问题,本文简要介绍了这些问题的解决思路,可供引汉济渭工程建设和管理运行参考借鉴。     

跨流域调水工程对渭河径流的影响

分析了渭河中下游主要控制站20世纪60年代以来的实测径流变化情况,研究了林家村、咸阳、华县断面规划要求下泄水量及非汛期低限环境流量的满足状况,以此为基础,根据调水工程规划建设年限及影响河段,分析了引红济石、引乾济石、引汉济渭调水工程实施对渭河径流及河道生态环境用水的影响。结果表明:这些调水工程实施后,渭河咸阳、临潼、华县断面非汛期分别增加流量10.9、22.9、26.0 m3/s,可保证渭河干流不断流,但咸阳断面非汛期不满足低限环境流量的情况仍有可能发生;渭河中下游河段生态亏缺水量减少3.34亿m3,较工程实施前减少30.9%,渭河河道生态水量不足的局面将得到有效改善。     

图文专讯

6月27日至7月2日,水利部副部长索丽生带领24位院士和有关专家专题调研引江济渭人黄工程,并在西安召开了咨询会。引江济渭入黄工程拟由三峡库区重庆开县小江引水,越巴山,跨汉江,穿秦岭,调水入谓河,顺谓河人黄河,以解决黄河,渭河流域严重缺水问题,引江济渭入黄方案,规划年调水41-103亿立方米     

80年代黄河下游河道冲淤演变分析

综合各种实测资料,80年代黄河下游年平均淤积量小于1亿t,是1919年以来(除三门峡水库拦沙期)淤积量最少的一个时期。其中1981～1985年由于来水来沙条件十分有利,黄河下游连续五年均发生冲刷,五年累计冲刷量为4.81亿t;1986～1989年黄河进入连续枯水段,下游河道发生淤积,在年来沙量不足8亿t的情况下,年平均淤积量达2.02亿t,且主要淤积在主槽内。由于河道主槽淤积速度高于滩地,致使80年代黄河下游大部分河段的排洪能力都有所下降。文章最后还对河口段河道冲淤变化及其延伸影响进行了分析。     

潼关高程的稳定降低与渭河下游河道综合治理

本文采用实测资料分析和泥沙数学模型计算等方法对潼关高程的稳定降低和渭河下游河道的综合治理等重要问题进行了研究,得到了如下认识:(1)潼关是三门峡库区的天然卡口和渭河下游河道的侵蚀基准面,从减少渭河下游淤积、减轻渭河下游洪涝灾害及改善渭河流域生态环境等方面考虑,降低潼关高程是十分必要的;(2)通过调整三门峡水库运用水位,潼关高程是可以降低的,但不同的来水来沙条件下降低的程度是不同的,近期目标可确定为下降1m,采用多种措施的组合后的中长期目标可确定为下降2m;(3)潼关高程降低到相对稳定的状态一般需要4～8年,这与来水来沙条件和三门峡水库运用方式有关;(4)建议三门峡水库运用水位近期采用汛期敞泄、非汛期控制在312～318m范围内的方案,综合考虑后认为非汛期水位目前控制在315m较好;(5)渭河下游河道的治理应采取包括降低潼关高程、河道整治与疏浚、加高加固堤防和跨流域调水等综合措施。     

潼关高程下降对渭河下游河床演变的影响

潼关高程变化与渭河下游累计淤积关系密切。潼关高程下降后 ,渭河下游主槽会产生溯源冲刷 ,在大水少沙情况下 ,近槽滩地会受到冲刷 ,洪水漫滩后滩地会发生淤积 ;冲刷在靠近潼关的华阴和华县河段表现明显 ,向上游逐渐减弱 ;冲刷河段主槽过洪能力有所增大 ,常水位和一般洪水位都有所降低 ,但大洪水的威胁依然存在。此外 ,渭河下游各河段河相系数均减小 ,河道向着窄深方向发展 ;由于侵蚀基准降低 ,自然裁弯动力增强且易发生 ,河道弯曲系数变小 ,河道由摆动型向稳定型弯曲河道发展。水流移床力的分析表明 ,潼关高程下降期间 ,河道运动强度与脉动流量关系减弱 ,基本上维持在某一常数 ;由于流量的脉动客观存在 ,河道仍会摆动 ,平均每年移动量在 12 0～ 4 0 0m之间。     

黄河小北干流和渭河揭河底冲刷现象分析

黄河1964～1977年六次揭河底冲刷洪水来源,除1970年8月一次洪水来源为府谷吴堡区间的孤山川、窟野河、秃尾河、佳芦河粗沙区暴雨洪水外,其它五次均为吴堡龙门区间的暴雨洪水。渭河1964～1992年七次揭河底冲刷洪水均为泾河的高含沙量洪水,主要来自马连河、蒲河和红河。黄河、渭河的揭河底冲刷的共同点是高含沙量大洪水,长河段的自上而下的沿程主河槽冲刷。黄河小北干流主河槽宽浅,单宽输沙率小,冲刷河段短,均未超过潼关;渭河主河槽窄,单宽输沙率大,冲刷河段长,1966年、1977年均发展到潼关和与溯源冲刷交会,导致潼关1000m3/s水位降低1.0～2.3m。     

论三门峡水库在黄河防洪工程体系中的作用

通过对三门峡水库运用40余年来社会效益、经济效益以及负面影响的论述，分析了三门峡水库在未来黄河防洪减淤工程体系中的作用和地位，讨论了潼关高程淤积抬升的主要原因及降低潼关高程的综合治理措施，指出了小浪底水库建成后，决定三门峡水库运用方式的主要因素仍是黄河下游和渭河下游的防洪减淤问题。同时，给出了三门峡水库不同运用阶段的水位控制运用指标的建议：①继续做好三门峡水库335m防洪水位和326m防凌水位运用的准备；②汛期平水期保持库水位不超过305m，当入库流量大于1500m^3／s，实施敞泄排沙，并控制北村断面1000m^3／s流量相应水位不超过310m；③非汛期运用水位原则上最高不超过318m，遇调水调沙等特殊情况，需要短时间调蓄时，最高水位不得超过320m，非汛期平均运用水位按照不超过316m控制；④实施渭河下游综合治理，降低潼关高程。     

渭河“2003”洪水灾害及其减灾措施的分析

本文通过对渭河“2003”洪水实测资料的分析，探讨了渭河洪水灾害的成因，从洪水演进特性、河道冲淤调整与潼关高程变化、防洪工程设施与河道条件等几个方面论证了洪水灾害的形成机理。结合对渭河下游现状的分析，提出了渭河下游从根本上减轻洪水灾害的工程和非工程措施。     

1960-2017年北洛河下游冲淤变化特征及其成因分析

基于1960-2010年北洛河状头站实测水沙及1960-2017年北洛河下游淤积断面测验资料,采用原型观测的方法,统计分析了北洛河下游泥沙淤积量、典型横断面及河道纵比降变化,采用Mann-Kendall趋势检验法对状头站的径流量及输沙量变化趋势进行显著性检验,探讨了北洛河下游冲淤变化特点及其成因。结果表明:1960-2017年洛淤1~洛淤21河段累计淤积泥沙2.870×10^8m^3,期间滩面淤高、河道纵比降自1965年的1.618■持续增大至2017年的1.941■,三门峡水库蓄水初期及高含沙洪水是河道淤积的主要时期,其中1994年高含沙大洪水河段泥沙淤积量占累计淤积量31.3%;水沙条件及潼关高程是影响北洛河下游冲淤变化的主要原因,2000年以来,北洛河下游径流量、输沙量显著减小,2000-2010年状头站多年平均汛期输沙量比1960-2010年减少67.5%,漫滩大洪水少有发生,加之在三门峡水库原型试验按非汛期最高水位不超过318.0m运用期间潼关高程缓慢下降,北洛河下游冲淤态势总体保持稳定。     

潼关高程对渭河河床演变的影响

本文根据渭河下游河段自三门峡水库建库42年以来的大断面地形变化以及泥沙淤积资料，运用河床演变分析法，分析了潼关高程对渭河淤积演变的影响。分析发现，潼关高程的大幅度抬升和下降引起溯源发展的淤积和冲刷的行波，行波传播速度大约每年10km，传播过程中幅度逐步减弱。通过相关分析，发现潼关高程抬升是引起渭河下游特别是临潼以下河段淤积的主要原因，咸阳及其以上河段的淤积与潼关高程基本无关，渭河上游来水量对冲刷减淤起了很大作用，来沙系数影响略小。本文进一步建立了一种淤积平衡模型，用以模拟渭河下游淤积过程。模拟结果表明，模型能正确地模拟淤积过程，潼关高程抬升引起的渭河下游淤积有一个平衡淤积量。如果潼关高程维持在一定水平不变，渭河下游的淤积就会逐渐趋近于这个平衡淤积量，大约30年左右就会接近这个平衡。目前渭河下游累积淤积量已经接近潼关高程328.5m的平衡淤积量。如果潼关高程保持不变，渭河下游将随着来水量的波动而发生小幅度的冲刷和淤积，不会发生累积性的大幅度淤积。     

渭河下游河道淤积发展及其萎缩的原因浅析

在实测资料的基础上，引入河道萎缩的量化指标．通过建立渭河下游泥沙累积淤积量、河道萎缩量化指标与潼关高程和渭河来水来沙条件的关系发现，潼关高程的抬升是渭河下游淤积发展及河道萎缩的主要原因之一，渭河来水来沙条件变化也是一个不容忽视的重要影响因素。     

降低潼关高程可行性分析

在对三门峡建库以前的历史资料分析和总结前人结论的基础上指出,造成渭河下游防洪形势严峻的主要原因是潼关高程的不断抬高。近两千年的历史资料证明,潼关断面附近河床年淤积厚度只有0.008 m。对三门峡建库以来资料分析证明,水库的高水位运用是造成潼关高程抬升的主要原因,水库的不同运用方式与潼关高程的变化有直接关系。综合分析认为,降低潼关高程是有可能的,在不明显降低三门峡水库综合运用效率的前提下,通过合理调度可以将潼关高程从现在的328 m至少降低2 m以上,这样可以使渭河下游堤防的防洪标准得到一定程度的恢复。本文还根据调查分析提出了降低潼关高程的几项具体建议。