潼关高程变化及其对渭河下游淤积的影响

三门峡水库1960年投入运用之后，经过两次改建和三次运用方式的调整，不仅发挥了较大的防洪、防凌效益，也为多沙河流上修建水库长期保持兴利库容创造了丰富的经验。但水库运用也给库区造成了一系列问题。作者对水库运用以来潼关高程变化和渭河下游冲淤演变进行了分析，认为建库初期蓄水、滞洪运用是渭河下游产生严重淤积的根本原因，1991年以来渭河下游的淤积主要受水沙条件影响，潼关高程的居高不下使问题更加严重。     

潼关高程下降对渭河下游防洪的影响

潼关高程抬升引起渭河下游大量泥沙淤积,给防洪带来一系列问题。本文针对这一问题,通过对渭河下游河道40多年的大断面地形资料进行分析和计算,探讨了潼关高程与渭河下游泥沙冲淤的关系,并分析了典型断面的水位变化。结果表明,潼关高程与渭河下游泥沙冲淤密切相关,潼关高程下降后,渭河会产生溯源冲刷。在大水少沙情况下,近槽滩地也会受到冲刷,但是洪水漫滩后滩地会发生淤积,由于主槽面积增加,过洪能力增强,中小洪水防洪压力减小;但如果发生高含沙漫滩洪水,滩地淤积,漫滩洪水水位反而有所抬高,大洪水威胁依然存在。     

渭河高含沙洪水对潼关高程变化的影响

根据1974—2010年实测资料,在分析渭河高含沙洪水特点的基础上,研究了渭河高含沙洪水对潼关高程的影响。结果表明:1974—2010年渭河华县站高含沙洪水主要来自泾河,场次高含沙洪水泥沙的中值粒径一般为0.01~0.03 mm,极细沙含量占全沙的比例都在20%以上;潼关站发生高含沙洪水时,若来水以渭河为主,则小流量时潼关断面淤积,且主要淤积在主槽,潼关高程以抬升为主,大流量时潼关断面展宽冲深,潼关高程以下降为主;潼关高程还受到华县站流量、含沙量、水量等因素的影响。最后,提出了渭河高含沙洪水影响潼关高程变化的综合影响条件。     

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。     

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。     

近期渭河下游河道淤积成因分析

着重分析了1991年以来渭河下游淤积的影响因素,认为：渭河水量大幅减少,洪水场次减少,洪峰流量降低,高含沙小洪水场次增多,水沙搭配失衡,输沙水量严重不足,以及黄、洛、渭河不利洪水遭遇和不利的河床前期条件,是渭河下游河道淤积的主要原因.     

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。     

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。     

黄河潼关河段冲淤变化及其对潼关高程的影响

分析了１９８６年以来三门峡水库运用水位的变化、龙门至潼关河段与潼关至大坝河段冲淤变化及其对潼关高程的影响。结果表明，龙门至潼关河段的冲淤受来水沙的影响，为尚程淤积；撞关至大坝河段冲淤主要与入的水沙条件，水库的运用有关。潼关高程受上下游河冲淤的影响，且其变化趋势与上下游河段累冲淤量线升降趋势一致。     

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。     

渭河中下游生态基流量计算分析

在对生态需水量概念及方法深入分析的基础上,应用Tennant和最枯月实测径流量多年平均值两种不同的方法,分别计算了渭河中下游林家村、魏家堡、咸阳、临潼、华县五个断面的生态基流量,并最终确定各断面维持生态环境的最低流量,这一探索对改善渭河水环境及促进河流生态系统健康具有重要意义.     

黄河潼关站洪水组合对渭河北洛河的影响

黄渭洛河汇流区三条河流的水沙量和汇合口段的比降差异，导致各种洪水组合对潼关以上黄渭洛河影响差异较大。以华阴200m^3／s的水位差作为各种洪水组合影响下渭河河口拦门沙的淤积厚，统计三门峡建库以来潼关站67次洪水组合，其中黄洛型洪水9次，华阴断面淤积厚8．19m，占总淤积厚的58％，峰均淤积0．91m，北洛河影响占37％；黄单型洪水18次，华阴断面峰均淤积厚0．33m。1967年8月洪水组合10次，黄洛型和黄洛渭型洪水4次，华阴淤积厚达5．17m，占10次洪水总淤积厚的91％，北洛河影响占73％；黄单型洪水2次，淤积厚为0．51m，占9％。1994、1995年2次黄洛河洪水组合，华阴断面淤厚1．45m，占总淤积厚的51％，北洛河影响占33％。形象地说，北洛河是渭河的一条盲肠，若将北洛河改道直接入黄河，则有利于渭河下游河道的改善。     

人类活动影响盘龙江下游浅层地下水水质的变化

根据盘龙江下游浅层地下水水质监测数据,通过对离子浓度、矿化度和水化学类型的分析,发现昆明市区北部人类活动对地下水的影响程度不断加强;市区则因为市政设施的建设,地下水变化趋于稳定;滇池草海北端因为治理强度加大,使地下水水质不断好转,而南部的湖滨平原,因为农业活动的影响,使地下水水质不断恶化。这些均表明人类活动在很大程度上影响了浅层地下水的水质。     

渭河中下游河道2009年过洪能力分析

在对2009年3月中游监测断面测量成果和下游汛前断面测量成果分析的基础上,通过典型断面水位流量关系的修订和滩面高程、堤防状况的进一步复核,采用曼宁公式水力因子,分析计算中下游各河段相应的河道过洪能力,并按水位~流量关系法进行了验证,结合历年防汛抢险工作的实际情况,综合分析确定了2009年渭河中下游各河段河道过洪能力为:宝鸡河段4 200 m3/s,杨凌、咸阳、西安河段5 300 m3/s。该成果为2009年渭河中下游防汛预案编制的依据,并对防汛抗洪抢险工作有重要参考价值。     

基于集对分析法的渭河中下游径流变化特征研究

对渭河流域中下游径流的时空变化进行分析,为流域地表径流的深入研究和合理开发利用提供基础数据。利用渭河流域中下游典型水文站的实测数据,采用线性倾向法分析年径流量变化趋势,采用集对法分析径流量的空间变化特性。结果表明:20世纪70年代以来,渭河流域径流量呈现减少趋势,各站年径流量的变化趋势相似;渭河中下游各水文站年径流量空间变化上存在一定的同步性。基于集对原理的水文分析方法简单方便、结果合理,在水文水资源领域的径流空间变化特性分析研究中具有推广和应用价值。     

渭河下游近期冲淤变化及其原因分析

2002年三门峡水库原型试验运用以来(近期),渭河下游冲淤出现"总体由淤转冲"的明显变化,综合整治前后均呈"上下冲、中间淤,总体冲"的冲淤分布。分析表明:综合整治前潼关高程下降是渭河下游冲刷最主要的影响因素,综合整治期间渭河下游冲刷量增大主要是大规模工程建设在河道内取土等人类活动造成的。建议近期河道治理中应适时在不利畸形河湾修建控导工程、加固或续建洪水顶冲工程,加强对不利河势的控导,确保岸坡稳定与防洪工程安全。