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。     

渭河下游淤积上延分析

从河道累积淤积量对洪水位的影响及河道断面间的冲淤变化情况两方面论证了渭河下游的淤积上延范围；并进一步根据溯源淤积和沿程淤积的淤积机理，通过对渭河下游淤积特性进行分析得出，在三门峡水库控制运用以前，渭河下游泥沙淤积上延乃是潼关高程抬升所致；在三门峡水库控制运用以后，渭河下游泥沙淤积上延乃是溯源淤积和沿程淤积所为。     

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。     

近期渭河下游河道冲淤影响因素分析

为了对水沙条件、潼关高程影响渭河下游淤积的程度有更明确的认识，对相关实测资料进行了分析，认为：①近期渭河下游河道冲淤主要受来水来沙、潼关高程及河床边界等因素的影响，水沙条件是影响渭河下游冲淤的主导因素且水量的影响程度更大；②渭河洪水对潼关高程影响较大，渭河高含沙洪水期间，当洪峰流量较大时，潼关河床往往发生强烈冲刷，造成潼关高程大幅度下降；③潼关高程持续抬升时渭河下游淤积增加，但造成的淤积不可能完全由潼关高程降低所产生的冲刷来使之平衡，也就是说潼关高程的升降给该河段造成的冲淤变化是不可逆的。     

潼关高程变化及其对渭河下游的影响分析

采用实测资料分析三门峡建库以来潼关高程变化与渭河下游泥沙淤积的关系表明:2002年汛后原型试验以来潼关高程有所下降,2015年汛后为327.63 m,仍然偏高;潼关高程升降变化与渭河下游泥沙冲淤关系密切,由潼关高程抬升引起滩槽纵剖面调整造成的淤积约占渭河下游1971-2003年淤积的78.3%,是渭河下游严重淤积的最主要影响因素和根源;2003-2015年潼关高程与渭河下游累计淤积体相关性减弱明显,但渭河下游泥沙淤积量随着潼关高程的抬升或降低而增大或减少的规律仍然明显存在;渭河下游大量淤积逐步抬升演变成为地上"悬河",从根本上改变了渭河下游的防洪排涝形势,灾害损失巨大,严重影响着区域经济社会的稳定发展。建议采取综合措施将潼关高程控制在325.60~325.69 m以下,以减少渭河下游泥沙淤积,改善河道行洪条件,降低沿岸区域洪水灾害风险,为区域发展提供安全环境。     

渭河水沙条件变化对河床冲淤的影响分析

通过渭河下游河道历史及现代的演变规律，分析水沙条件，水库运用变地渭河下游、潼关高程的影响，1986年以来，渭河下游淤积加剧主要是由于不同利的水水沙组合所造成，因此应用加大渭河主要产沙区及河道的治理力度，以缓解渭河下游淤积发展局面。     

潼关高程冲淤变化的影响因素及其作用机理

水库上游来水、来沙条件和水库运用方式是影响潼关高程抬升的独立影响因素;潼关上游来沙条件是造成潼关高程上升的唯一源泉,是介于水库运用方式和水量之间对潼关高程冲淤变化起调节平衡作用的淤积体供应源,而水库运用方式和来水条件之间的相互作用则决定了泥沙淤积的数量和部位。库区冲淤变化、潼古段冲淤变化及潼古河段疏浚清淤等是影响潼关高程抬升的间接因素。通过分析直接影响因素和间接影响因素对潼关高程的影响机理和作用,进一步阐释了潼关高程上升与渭河下游淤积发展的关系,为有关决策部门解决潼关高程缓慢上升和渭河下游淤积发展问题提供科学依据。     

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。     

渭河下游近期泥沙淤积带来的防洪问题

渭河下游１９９２ 年以来泥沙淤积２ ．９２ 亿ｍ３ ，为三门峡水库控制运用前１８ 年的２６ 倍。其主要原因为：前期潼关高程抬升，河口泄流输沙通道不畅；渭河咸阳以上来水减少，泾河水沙量相对增加，水沙条件不利，高含沙小洪水频繁出现。淤积带来渭河下游滩面抬升０ ．５ ～１ ．０ ｍ ，洪水位大幅度抬高；河槽最深点上升，槽面宽度缩窄，过洪面积减小，平滩流量由１９８６ 年的４０００ ｍ３／ｓ骤减到最小８００ ｍ３／ｓ；Ｓ型河弯增多，位置不断变化，“河湖”现象普遍，两岸排水负担加重；南山支流河道淤塞、倒灌加剧，接连发生洪水漫溢、决堤灾害。扼制和减缓渭河下游泥沙淤积，首先设法降低黄河潼关高程，恢复渭河出口输沙平衡，同时加快修建泾河东庄水库，控制调蓄泾河不利水沙，加大渭河下游防洪建设力度，加强汛情、险情监测，科学防范洪水灾害     

水沙对渭河下游防洪的影响及治理对策分析

三门峡建库后,潼关高程急剧抬升,导致渭河下游淤积严重,逐渐形成"地上河",防洪形势极为严峻。本文重点分析了渭河下游水沙变化对河道防洪的影响,同时从降低潼关高程、清淤固堤疏通河道、洪水资源利用的角度提出了渭河下游防洪治理措施。