近期黄河下游河道演变研究

１９８６年以来黄河上游出现历史上少有的枯水少沙系列，在这一条件下，下游澡道主槽发生严重淤积，河槽萎缩、排洪能力下降；现有的河道整治工程不能有效地控制河势，畸形河弯发展，河势不断上提等新问题，危及堤防安全。本文详细分析了近期水沙及河道演变规律，并探讨了造成水沙条件发生巨大改变的主要原因和水利水电开发对下游河道冲淤演变的影响。     

试论黄河下游现行河道的寿命

黄河下游、现行河道寿命的估计是治黄战略布局中的一个关键问题。明清黄河故道的历史和现场资料是估计现行河道寿命的最好依据。河道延伸长度和河床抬高的情况是决定河流改道可能性的重要参数,从现行河道和黄河故道的比较并考虑今后可能修建的工程后,可以得出:现行河道维持行河百年左右是完全可能的,近期考虑黄河人工改道是不必要的。     

黄河冲积扇形成模式和下游河道演变

华北平原主要为黄河南北迁徙、泛滥沉积所建造的,其泥沙来自黄土高原。造陆的同时,也给下游河道带来了不利的影响,即易淤、易决、易徙。本文旨在研究它们之间的形成过程及其演变规律,有助于黄河下游河道治理途径的对比研究。     

近期黄河下游河道冲淤演变

1黄河下游河道历年冲淤变化人民治黄50年来，黄河治理开发取得了巨大成就，同时黄河水沙条件发生了新的变化，黄河下游河道冲淤变化经历了几个明显过程。（1）1950年至1960年，三门峡水库建库前，来水来沙为天然情况，河道冲淤演变与天然来水来沙条件有关，演变规律为“多来、多排、多淤”、“少来、少排、少淤”，总的趋势是河床淤积，大水淤滩刷槽，小水淤槽，淤积沿程变化、横向分布不均，年际冲淤变化较大。（2）1960年9月至1964年10月，三门峡水库蓄水拦沙，下泄清水，下游河道冲刷较快，年平均冲刷泥沙5．78亿t，冲刷范围遍及整个下游…     

丹江口水库下游河道演变对黄河下游防洪的启示

小浪底水库投入运用后，黄河下游在较长时间内受下泄清水影响，河道冲淤演变及排泄能力将会发生较大的变化。在现场查勘的基础上，通过对丹江口水库和小浪底水库拦沙初期下游河道演变、排泄能力变化特点的对比，分析了黄河下游防洪面临的新形势；小浪底水库拦沙初期，下游河道发生冲刷，但艾山以下窄河段冲淤变化不大，近年来形成的淤积萎缩的状况难以很快改观。游荡性河段调整剧烈，工程出险机遇增大；河道水位流量关系中水流量以下部分同流量水位明显降低，中水流量 以上部分水位降低幅度可能会明显偏小，防洪形势仍不容乐观。     

黄河下游河道冲淤演变的分析

从大量实测水文泥沙的观测资料出发,分析了黄河下游不同粒径泥沙的冲淤特性,讨论拦减粗沙及三门峡和小浪底水库修建后对下游河道冲淤的影响,给出近年来黄河下游河道冲淤的基本特性及其影响因素,提出了黄河下游减淤的一些措施,获得了一些有益的成果。     

“黄河下游河道演变基本规律”研究综述

阐明了三门峡水库不同运用方式和出库水沙过程条件下各业径组泥沙在黄河下游河道纵向调整规律，提出主含沙洪水期宽浅河道的河床演变模型，并阐述了含含沙水流输送过程中水位急剧变化，汉量沿程增大异常现象产生的机理，分析了１８５５年黄河改走现河道１００我年来下淳河道纵剖面发育过程，指出上前下游河道尚未达到均衡纵剖面，人类活动造砀 水沙减少及其过程变化引起了河道萎缩，系统分析了干流水库调节水沙对其下游河道的影响，     

黄河下游河床演变及河道整治的初步研究

黄河流域的自然地理条件,使得进入下游的泥沙量特别高,河床不断堆积抬高,而且坡陡流急,河床变形迅速.洪峰的猛涨猛落,洪汛期和枯水期流量的相差悬殊,以及洪峰与沙峰的不相应性,也使下游河床时时刻刻都在进行调整和改变.这一些流域条件,决定了黄河下游的游盪性河型.只有到了高村以下,由于两岸的地质条件和南北大堤限制了河道的横向发展,河流才逐步向弯曲的外形过渡.黄河下游虽然是一条堆积性的河流,但是在局部地区,在个别时段中,也可能出现相当普遍的冲刷.例如1958年下游的洪水超过了有水文记载以来的记录,在特大洪峰中,三门峡与秦厂之间的区间来水占四分之三左右,这一部分来水含沙量比较低,对干流有稀释作用.经过一个汛期,只花园口三十五公里的河段内,就从主槽中冲去了泥沙2,700万方,从京广铁桥到夹河滩长约100公里的河段内,1958年汛后的谿线比1953年平均还要降低1.2米,冲刷的范围估计已发展到高村以下.在河床普遍刷深的过程中,局部地区冲深达五、六米甚至十几米的,更是屡见不鲜.水文资料的分析结果指出:在上游来沙量偏大,河床普遍淤高的情况下,河势的变化要强烈得多,而在河床普遍刷深的同时,河流外形却变得更为规则,主槽的摆动范围也有所压缩.模型试验的结果,初步指出河床在横向的变化与下泄流量的大小有很大的关系.如果下泄的清水比下游河槽的平滩流量小得多,河床基本上以下切为主,两岸出现台地.在下切的同时,水流有向弯曲的外形发展的趋势,随着弯顶的下移,河槽逐渐展宽.如果下泄的水满槽漫流,一方面由于流量大,水流冲刷力强,河床下切得更快,而另一方面,水流漫滩以后,对滩岸的破坏力加大,容易冲出串沟,导致主槽较大的摆动,河床开始恢复游盪的特性.这时的游盪强度虽然比以前要弱得多,但是因为下泄的水含沙量不足,滩岸淘刷以后,不能在旁的地方落淤还滩,河身因此迅速展宽.更往下游去,来自上游的清水已经自河床中取得足够的泥沙的补给,含沙量恢复饱和,这时河床不再发生冲刷,横向的变化也和过去没有太大的不同.在壅水段中,泥沙大量停积,河床继续保持游盪的特性,而且河身格外宽浅,水流外形显得更为散乱.由于泥沙在水库进口段的淤积,并使回水迅速向上游发展.河床在纵向上的冲淤幅度可以通过河床变形计算加以预估.按照黄委会所提出的六枢纽方案,将来在各级枢纽之间,都存在着自由段、过渡段和壅水段.自由段的冲刷是由上而下逐步发展的,在同一个地区,冲刷的速率因时递减.泥沙不再运动、全线达到平衡所需要的时间历时很久.河床达到平衡以后,自由段的最大冲刷深度在桃花峪下游为10米左右,在其他各个梯级的下游则达到20—30米.这样大的普遍冲刷,再加上坝址附近的局部冲刷,会在枢纽工程的修建中引起一定的困难.黄河下游将来的泥沙主要来自河床的冲刷,非造床质所占的百分比较小,在达到平衡以前,全部沙量约在70亿公方左右,这些泥沙一部分淤在壅水段,一部分引入灌溉渠道.壅水段回水的向上游发展,在河南境内的几个梯级比山东更为显著.下游河道的整治可分近期及远期两个时期,从三门峡水库开始拦洪到桃花峪水库建成以前属于近期,为期约4—5年,桃花峪水库及下游各级枢纽建成以后属于远期.近期的河道整治以防洪为主.三门峡水库建成以后,三秦区间还可以发生相当大的洪水.从目前情况看,三秦间发生千年一遇洪水时还可以采取措施通过河道排泄入海不开放滞洪区分洪滞洪.将来下游主槽发生摆动的可能性是存在的,特别是在伊洛沁河口以下由于区间洪水尚未得到控制,水流有漫摊的机会,这就更有可能引起河槽的摆动和滩地的冲失.滩地的坍塌和河槽的展宽会使远期的整治工程失去前进的阵地,而且由此引起的河势变化可能会在束窄段的上下游造成新险.因此,近期的整治工程应以束窄游盪区、固定河势、保护滩地为主要内容.今冬明春应继续修筑生产堤,保护滩区农业生产,并束水固槽.黄河上现有节点应加改善,自两岸加固,使其成为真正固定河势的控制段,现有老滩需加维护.滩面的岐流串沟应加堵塞,并在滩地大量造林.关于植树在河道整治中的应用,应尽量利用永定河上的成功经验.整治的重点应放在花园口至高村河段.远期的河道整治应以促使河道向有利方向发展,最后达到全线通航为主.自由段的整治和前期工程并无太大的出入.在枢纽修建的同时,应把壅水区的外形做成枣核形,使泥沙能在库区内均匀落淤,回水不至过份向上游发展.泄洪闸的闸坎应尽量放低,闸门不宜过小,以便在洪汛期中提闸降低水位,清洗库区泥沙.在河南境内的河道坡降达到山东段现有坡降(万分之1.2)以后,就可以进一步束窄河身,考虑全线通航.在治导线的规划和航运断面的设计上,应以山东下游现有的典型弯道作为蓝本,弯道的浅滩段并自两面束窄,使其具有和深潭同样的航深.初步设计的结果,指出将来黄河下游在河道初束窄时,可以通行100—500吨的船只.随着河道的继续下切和坡降的继续变平,航运条件会进一步有所改善.     

流量变化对黄河下游河道演变影响

作者通过对1958、1964、1973、1985及1997各年黄河下游花园口、高村、艾山、利津水文站逐日平均水文资料的流量级分析,得到花园口、高村、艾山、利津水文站日均造床流量1958年为3400～4400m3/s;1964年5300～5600m3/s;1973年为2700～3300m3/s;1985年有两个峰值,分别为1900～2000m3/s和3800～4500m3/s;1997年仍有两个峰值,花园口和高村水文站为680～740m3/s和1900～2800m3/s,艾山和利津水文站为200～250m3/s和510～820m3/s。将上述结论与对实测资料的分析相结合,得到造床流量明显下降及较大日均流量(＞2000m3/s)出现频率大大减少甚至不再 出现是黄河下游小流量输沙、河道淤积、“小水大灾”的根本原因。     

对当前黄河下游河道演变发展的认识

小浪底水库建成拦沙后,黄河下游河道持续冲刷,出现前所未有的大好形势,但是这种状况能否稳定保持,存在不同认识,需深入探讨。实践表明,黄河下游始终处于不断的演变发展过程中,并受来水来沙、河床边界和河口基准面三大要素的制约,三者缺一不可。所有的冲淤均有前因后果和独特的时间、条件、地点的烙印,不可重现和复制。形成此大好形势的三大有利条件,即尾闾改汊导致河口基准面降低、小浪底水库拦沙下泄清水冲刷和黄河流域处于枯水枯沙期,当前均基本达到由好变坏的转折点,黄河下游河道已开始进入全面迅速回淤升高阶段,必将恢复到甚至超过1996年水平。居安思危,加强基础理论研究,及时科学预测黄河下游河道演变趋势,实为当务之急。     

黄河下游河道整治

黄河下游河道整治工程由堤防险工和控导护滩工程两部分组成,现共有319处,坝、垛8400多道.人民治黄以来,对险工进行了改造:兴建了大量控导护滩工程,有178处,坝、垛3100多道,整治取得了较大成绩.文中主要介绍黄河下游河道整治采取的工程措施,包括规划指导思想、目标、原则,特别对工程布局和工程结构作了系统总结、介绍,并对工程发挥的作用和效益作了简要分析.     

黄河龙门下游禹门口出口段河道演变分析

本文通过黄河龙门下游禹门口出口段河道纵、横向演变和河段内深泓、洲滩、汊道、岸线等的平面变化,分析该段河道演变情况。结果表明:该河段历史演变过程呈冲淤平衡状态;近期演变呈淤积状态;在自然条件下,河床演变的总趋势以冲淤平衡为主。     

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。     

80年代黄河下游河道冲淤演变情况

80年代黄河下游河道累计淤积泥沙4.12亿t,是下游河道淤积最少的10年(三门峡水库拦沙期除外),其中高村一艾山河段淤积3.59亿t,占87％。下游河道淤积集中在1986、1988两年,其中1988年淤积量达5.14亿t,比10年累计淤积还多1亿t,其余大部分年份河道处微淤或冲刷状态。黄河流域人类活动对下游河道冲淤有一定影响,但起主导作用的还是暴雨大小及地区分布。10年间进入黄河下游的水、沙总体上属于枯水少沙系列,来沙偏少更多。年均来沙仅量8.62亿t,是来沙量最少的lO年。黄河下游来沙量大幅度减少,主要是多沙和粗沙产区的河龙区间大雨、暴雨显著偏少所致。多沙地区一旦出现暴雨,来沙量就会明显增加,如1988年,皇甫…、窟野河等多沙粗沙支流发生较大洪水,年沙量达15.5亿t,下游河道发生严重淤积。深入研究80年代来水来沙条件及下游河道冲淤特点,对于更好地认识和治理黄河具有重要意义。     

黄河下游河道萎缩模式研究

依据河工模型试验和原型定位观测资料分析，研究了黄河下游河道萎缩的基本模式及河道萎缩与水沙过程的跟随性。结果表明，河道萎缩模式主要有“滩槽并淤”和“集中淤槽”两大类，同时，还存在着“淤积不萎缩”的造床现象；对于某一变异水沙过程，河道萎缩具有“前置”性，而且，河道萎缩并不需要在很长的时期内才可完成，一个汛期内就可能发生明显萎缩；主河槽过流面积、主河槽河床平均高程是判别河道萎缩的必要因子，而断面宽深比不是必要因子。     

黄河下游河道工程观测研究

在分析黄河河道工程观测现状基础上,提出近阶段黄河河道工程观测开展的项目、观测技术及仪器配置,探索黄河工程观测规范化的良性运行机制。     

黄河下游河道治理战略研究

从有历史记载以来,黄河治理就备受关注,就治河而言,从未停止过宽河与窄河的争论。宽河方略以现有黄河大堤为堤线,以逐步废除生产堤全滩区运用方案作为代表方案;窄河方略堤线考虑河道整治工程治导线、有关滩槽划分界限成果、河道内现状工程分布等因素,陶城铺以上宽河段平均堤距4 km左右、陶城铺以下河段基本维持现状堤线布置。通过对宽河方略、窄河方略下不同方案的设置条件、运用方式等进行研究,从对下游防洪、河道冲淤的影响、治理效果及经济指标、治理风险等多方面对两种方略进行比较,认为宽河方略可以更好地发挥宽滩区的滞洪沉沙作用,利于洪水的管理和调度,可为下游河道治理和滩区群众生产发展共赢创造条件,应作为黄河下游河道治理的推荐方案。     

80年代黄河下游河道冲淤演变的特点

黄河下游已初步形成“上拦下排、两岸分滞”的防洪工程体系,保障了黄淮海平原的安全。黄河下游河道整治工程取得了显著的成效,积累了一些经验,但必须看到,黄河来水来沙条件的变化,使河道出现的一些新情况。正确认识黄河下游河道冲淤演变是搞好河道整治的前提条件。     

黄河下游游荡河道萎缩过程中的河床演变趋势

由于人类活动与自然因素影响下的水沙变化。黄河下游自20世纪70年代初期特别是80年代中期以来发生了明显的河床萎缩,河宽束窄,宽深比减小,主流线摆动幅度减小,深泓线弯曲系数增大,这表明,黄河下游的游荡程度有所降低。