潼關(guān)高程變化成因分析

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1、潼關(guān)高程變化成因分析

2、第1...　摘要：三門(mén)峽水庫(kù)蓄水運(yùn)用２年后，潼關(guān)高程急劇抬升。水庫(kù)修建前，潼關(guān)河床基本處于沖淤平衡或微淤狀態(tài)。經(jīng)分析，潼關(guān)河床高程升高的主要原因是三門(mén)峽水庫(kù)運(yùn)用方式，在水庫(kù)“蓄清排渾”控制運(yùn)用期，非汛期、汛期運(yùn)行水位及上游來(lái)水條件是潼關(guān)高程上升的影響因素。關(guān)鍵詞：潼關(guān)高程；斷面沖淤；升降；水庫(kù)運(yùn)用；來(lái)水來(lái)沙１潼關(guān)高程變化概況三門(mén)峽水庫(kù)興建于１９５９年。由于潼關(guān)基本水尺斷面（六）位于黃渭河交匯口下游窄口處，人們以潼關(guān)（六）１０００ｍ３燉ｓ流量相應(yīng)水位表征潼關(guān)河床高程。三門(mén)峽水庫(kù)蓄水運(yùn)用２年后，潼關(guān)高程急劇抬升，從１９６０年的３２４．４０

3、ｍ抬升到１９６２年３２８．１０ｍ，潼關(guān)斷面以上黃河北干流以及渭、洛河下游流域環(huán)境惡化。三門(mén)峽水利樞紐二期改建后，１９７３年１１月至１９８５年汛后，水庫(kù)按蓄清排渾運(yùn)用并不斷改進(jìn)運(yùn)用方案。潼關(guān)高程一般維持在３２６．６０ｍ左右，保持基本穩(wěn)定。１９８６年以來(lái)，龍羊峽水庫(kù)蓄水并和劉家峽水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用，黃河上中游用水量大幅度增加而降雨量急劇減少，進(jìn)入三門(mén)峽庫(kù)區(qū)的水沙量顯著減少，水量在年內(nèi)分配發(fā)生了質(zhì)的變化，汛期水量由占全年的６０％變?yōu)檎既甑模矗埃ァＨ霂?kù)沙量在年內(nèi)分配也開(kāi)始發(fā)生變化。潼關(guān)斷面距三門(mén)峽水利樞１１３．２ｋｍ。潼關(guān)以上黃河小北干流段（龍門(mén)至潼關(guān)河段，下同）

4、最寬可達(dá)１８ｋｍ，平均寬度約１４ｋｍ，而潼關(guān)斷面河谷縮窄至１ｋｍ，形成天然卡口。三門(mén)峽水庫(kù)興建前，遇較大洪水時(shí)，有卡水壅高水位的現(xiàn)象。潼關(guān)高程在歷史上是微升的，１９２９年至１９６０年間，全斷面河床平均每年大約升高４．８ｃｍ。三門(mén)峽水庫(kù)蓄水運(yùn)用期，潼關(guān)高程大幅度淤積抬高，１９６９年６月達(dá)到最高值３２８．７ｍ，比建庫(kù)前抬高５．３ｍ左右。隨著三門(mén)峽樞紐工程的兩次改建和運(yùn)用方式的變更，１９７０年后潼關(guān)高程逐漸下降，１９７３年汛后降至３２６．６４ｍ。１９７４年水庫(kù)“蓄清排渾”運(yùn)用以來(lái)，潼關(guān)以下庫(kù)段非汛期蓄水淤積，汛期降低水位沖刷排沙，潼關(guān)高程呈現(xiàn)出周期性變化規(guī)律。１

5、９７３年汛后到１９８５年期間，潼關(guān)高程雖然在年際間有上升或下降的波動(dòng)，但基本上沖淤平衡（表１）。１９８６年１０月龍羊峽水庫(kù)和劉家峽水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用以來(lái)，汛期與非汛期年內(nèi)來(lái)水比例發(fā)生變化，除１９８９年天然來(lái)水量較豐外，截止到１９９５年已連續(xù)９年汛期枯水枯沙，在此期間潼關(guān)高程累積上升１．５４ｍ，到１９９５年１１月潼關(guān)高程達(dá)３２８．３５ｍ。潼關(guān)高程年際變化見(jiàn)圖１。２影響潼關(guān)高程變化因素及沖淤規(guī)律影響潼關(guān)高程的變的因素比較復(fù)雜，三門(mén)峽水庫(kù)興建前，其受來(lái)水來(lái)沙條件影響（包括黃河、渭河等）和潼關(guān)上、下河段沖淤變化影響，三門(mén)峽水庫(kù)運(yùn)用后，除上述因素外，還受水庫(kù)運(yùn)用水位的

6、影響。２．１來(lái)水來(lái)沙條件變化影響多泥沙河流的河床演變特性，很大程度上取決于流域特點(diǎn)，這些特點(diǎn)具體表現(xiàn)在流域內(nèi)水量、沙量及其過(guò)程和河床的邊界條件。來(lái)水來(lái)沙及其過(guò)程的變化是影響潼關(guān)河床升降的主要因素之一，潼關(guān)斷面具有“大水沖刷，小水淤積”的基本特點(diǎn)。在三門(mén)峽水庫(kù)運(yùn)用后，當(dāng)潼關(guān)斷面直接受三門(mén)峽水庫(kù)回水影響時(shí)，洪水對(duì)潼關(guān)河床的沖刷作用減弱，而且經(jīng)常發(fā)生淤積。當(dāng)潼關(guān)脫離回水影響時(shí)，仍具有“大水沖刷，小水淤積”的特點(diǎn)。由表１及表２可知，三門(mén)峽水庫(kù)“蓄清排渾”運(yùn)用以來(lái)，潼關(guān)高程變化可大致分為兩個(gè)階段，即１９７３年至１９８５年和１９８５年至１９９５年。在第一階段（１９７３

7、～１９８５年），潼關(guān)高程沖淤平衡，年平均來(lái)水量和來(lái)沙量與多年平均值相當(dāng)，而汛期則比多年平均值偏多。第二階段（１９８５～１９９５），年水量、年沙量明顯偏小，汛期水量比多年汛期平均值減小９０．８億ｍ３。汛期的洪峰水量只有５１．５億ｍ３，與第一階段汛期洪峰水量１５５．４億ｍ３相比，減少１０３．９億ｍ３，在此期間潼關(guān)高程上升１．５４ｍ。上述表明，在有利的水沙條件下，潼關(guān)高程可沖刷下降或?qū)崿F(xiàn)沖淤平衡；不利的來(lái)水來(lái)沙條件時(shí)，潼關(guān)高程淤積上升，若遇連續(xù)枯水年則連續(xù)累積抬高。據(jù)對(duì)汛期洪峰的過(guò)程大小與潼關(guān)高程沖淤的分析表明，當(dāng)洪峰流量大于９０００ｍ３/ｓ，特別是在１００００

8、ｍ３/ｓ以上時(shí)，潼關(guān)斷面河床幾乎都是沖刷下降的。洪峰流量大于５０００ｍ３/ｓ時(shí)，潼關(guān)河床是沖刷下降的概率為８０％左右。而當(dāng)洪峰流量為３０００～５０００ｍ３/ｓ時(shí)，潼關(guān)高程下降的機(jī)率為５０％（表３）。實(shí)測(cè)資料表明，渭河洪水，特別是渭河洪峰平均流量大于５００ｍ３/ｓ的高含沙洪水，對(duì)渭河下游河道和潼關(guān)河床有沖刷作用（包括揭河底沖刷），據(jù)分析渭河下游高含沙洪水之所以能沖主槽和使潼關(guān)河床沖刷下降，主要原因是：