潼關(guān)高程的穩(wěn)定降低與渭河下游河道綜合治理

1、潼關(guān)高程的穩(wěn)定降低與渭河下游河道綜合治理         06-02-21 15:22:00     作者：胡春宏，陳建國，郭慶    編輯：studa9ngns摘要：本文采用實(shí)測(cè)資料分析和泥沙數(shù)學(xué)模型計(jì)算等方法對(duì)潼關(guān)高程的穩(wěn)定降低和渭河下游河道的綜合治理等重要問題進(jìn)行了研究，得到了如下認(rèn)識(shí)：(1)潼關(guān)是三門峽庫區(qū)的天然卡口和渭河下游河道的侵蝕基準(zhǔn)面，從減少渭河下游淤積、減輕渭河下游洪澇災(zāi)害及改善渭河流域生態(tài)環(huán)境等方面考慮，降低潼關(guān)高程

2、是十分必要的；(2)通過調(diào)整三門峽水庫運(yùn)用水位，潼關(guān)高程是可以降低的，但不同的來水來沙條件下降低的程度是不同的，近期目標(biāo)可確定為下降1m，采用多種措施的組合后的中長期目標(biāo)可確定為下降2m；(3)潼關(guān)高程降低到相 對(duì) 穩(wěn)定的狀態(tài)一般需要48年，這與來水來沙條件和三門峽水庫運(yùn)用方式有關(guān)；(4)建議三門峽水庫運(yùn)用水位近期采用汛期敞泄、非汛期控制在312318m范圍內(nèi)的方案，綜合考慮后認(rèn) 為非汛期水位目前控制在315m較好；(5)渭河下游河道的治理應(yīng)采取包括降低潼關(guān)高程、河道整治與疏浚、加高加固堤防和跨流域調(diào)水等綜合措施。 關(guān)鍵詞：潼關(guān)高程 三門峽水庫 渭河下游 穩(wěn)定降低 綜合措施  1潼關(guān)

3、高程的變化及其影響1.1潼關(guān)高程歷史上的變化三門峽水庫修建前，黃河潼關(guān)河段屬于天然河道，由于缺乏實(shí)測(cè)資料，目前對(duì)歷史上潼關(guān)高程的變化存在著3種不同的觀點(diǎn)：第一種觀點(diǎn)認(rèn)為潼關(guān)高程在歷史上就是持續(xù)抬升的，且每年抬升速率是比較大的；第二種觀點(diǎn)認(rèn)為潼關(guān)高程歷史上是緩慢上升的，每年的抬升速率是很小的；第三種觀點(diǎn)認(rèn)為潼關(guān)高程歷史上是處于相對(duì)穩(wěn)定的。上述3種觀點(diǎn)所引用的資料主要有1：(1)1966年潼關(guān)鐵橋附近的鉆探資料；(2)19291960年實(shí)測(cè)1000m3/s流量的潼關(guān)水位；(3)采用小北干流淤積厚度來推斷潼關(guān)高程。由鉆探資料分析得到的從三國時(shí)期至1960年，潼關(guān)高程年平均淤高0.0060.008m，

4、由小北干流淤積推斷潼關(guān)高程年平均淤高0.0140.027m，可見用這2種方法得到的潼關(guān)高程年升高值相差很大，用小北干流淤積推斷的潼關(guān)高程誤差較大。而采用19291960年實(shí)測(cè)資料分析得到的潼關(guān)高程年平均淤高0.0350.09m，也有專家分析了19291960年的實(shí)測(cè)資料，認(rèn)為如扣除其中的19421947年缺測(cè)年份，潼關(guān)高程則處于相對(duì)平衡狀態(tài)2，由此可見，即使是采用同樣的資料，也會(huì)得到差別很大的結(jié)果。這與各家使用資料時(shí)的處理方法有很大的關(guān)系，這也是三門峽水庫泥沙淤積問題研究中的一個(gè)特點(diǎn)。筆者認(rèn)為：從歷史上看，渭河下游是一條不設(shè)堤防的地下河，主河槽過流能力約在5000m3/s左右，河道還曾具有通航

5、能力；此外，從西安地區(qū)河灘上1m以下出土的大量秦代文物、華縣附近灘地實(shí)測(cè)淤高3m、以及將19291960年的實(shí)測(cè)資料扣除19421947年缺測(cè)的年份等情況來綜合分析，可以認(rèn)為歷史上潼關(guān)高程平均情況是緩慢上升的，可能在一些時(shí)段由于水沙條件的不同會(huì)大幅度上升或下降，但長時(shí)段總的趨勢(shì)是緩慢上升，不太可能在歷史上累積抬升了幾十米。圖1潼關(guān)高程差變化過程1.2三門峽水庫修建后不同時(shí)期潼關(guān)高程的變化三門峽水庫修建后，潼關(guān)高程經(jīng)歷了急劇上升-下降-基本穩(wěn)定-逐步抬升4個(gè)階段14，圖1(a)和(b)為年內(nèi)潼關(guān)高程差的變化過程，由圖可見：(1)1960年9月1969年汛末水庫高水位運(yùn)行，潼關(guān)高程迅速抬高了5.2

6、5m，1969年汛末1973年汛末水庫低水位運(yùn)行，潼關(guān)高程下降了2.01m,1973年汛末1985年汛末水庫采取蓄清排渾運(yùn)用，潼關(guān)高程基本處于相對(duì)穩(wěn)定，1985年汛末至今，持續(xù)來水偏枯，潼關(guān)高程緩慢持續(xù)抬升，至2002年汛末，潼關(guān)高程上升到328.78m，說明水庫運(yùn)行水位和來水來沙對(duì)潼關(guān)高程有著重要的影響；(2)每年汛后與汛前潼關(guān)高程差有許多年份是負(fù)值，表明潼關(guān)高程的變化在年內(nèi)基本上是汛期沖刷下降，一些汛期甚至可以沖刷下降1.8m，非汛期則淤積抬升。下年汛后與前一年汛后潼關(guān)高程差則有升有降，表明控制三門峽水庫非汛期水位至關(guān)重要，它對(duì)潼關(guān)高程升降有重要影響；(3)2002年汛后，三門峽水庫運(yùn)用方

7、式非汛期最高水位控制在318.00m，從2002年10月24 日2003年6月30日，壩前平均水位315.59m，2003年汛期水庫基本是敞泄和低水位運(yùn)行，加之2003年秋汛渭河6次洪峰，潼關(guān)高程在2003年10月19日較汛前下降了0.88m，汛后又有所回升。1.3潼關(guān)高程下降的作用潼關(guān)位于黃河與渭河交匯口以下約5000m處，是黃渭匯合后水流進(jìn)入三門峽庫區(qū)的天然卡口。潼關(guān)高程的變化直接影響渭河下游河道的沖淤，是渭河下游河道的侵蝕基準(zhǔn)面。三門峽水庫運(yùn)用以來，1960年6月2000年10月庫區(qū)共淤積泥沙67.3億m3，其中潼關(guān)以上淤積37.9億m3，潼關(guān)以下淤積29.4億m3，到2002年汛后，潼

8、關(guān)高程上升到了328.78m，比建庫前抬升了5.38m。由于作為侵蝕基準(zhǔn)面的潼關(guān)高程的抬高，導(dǎo)致渭河下游河道嚴(yán)重淤積。19602000年渭河下游河道總淤積量達(dá)13.3億m3，圖2為不同時(shí)段渭河下游不同河段的單位長度沖淤量，表明隨著潼關(guān)高程的上升，渭河下游的淤積強(qiáng)度在不斷向上發(fā)展，影響較為顯著的范圍已超過渭淤26斷面(臨潼)，使河道淤積萎縮、過洪能力減小5，渭河下游河道已成為“地上懸河”，臨背差達(dá)24m，防洪形勢(shì)十分嚴(yán)圖2渭河下游各河段單位長度沖淤量峻。華縣站河道斷面過洪能力由建庫前的45005000m3/s減少到1999年的約1500m3/s，2003年渭河洪水出現(xiàn)的洪峰流量不大，但水位高、持

9、續(xù)時(shí)間長、演進(jìn)速度慢，形成了大災(zāi)害的局面就是渭河下游河道嚴(yán)重淤積的必然結(jié)果。泥沙淤積還使流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境不斷惡化，沿河居民生活水平得不到提高，給渭河下游地區(qū)關(guān)中平原的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來嚴(yán)重的不利影響。 實(shí)測(cè)資料分析表明，渭河下游河道的累計(jì)淤積量及華縣站水位都與潼關(guān)高程有較好的相關(guān)關(guān)系，如圖3和圖4所示，由圖可見：潼關(guān)高程抬高，渭河下游的累計(jì)淤積量就增大、華縣的水位就升高。因此，從減少渭河下游淤積、降低洪水位，減輕洪澇災(zāi)害，以及改善流域生態(tài)環(huán)境出發(fā)，降低潼關(guān)高程是十分必要的。圖3渭河下游累計(jì)淤積量與潼關(guān)高程的關(guān)系圖4華縣水位與潼關(guān)水位的關(guān)系1.42003年渭河下游的洪水情況2003年8月24日開始的歷

10、時(shí)2個(gè)半月的渭河下游洪水，雖然洪峰不大，僅為幾年一遇的洪水，但洪量大、洪水持續(xù)時(shí)間長，造成渭河干流大堤決口1處(尤孟堤)，3條南山支流決口10處，其中方山河5處、羅紋河4處、石堤河1處。水災(zāi)損失是渭河流域有史以來最大的，洪水共造成渭河下游兩岸咸陽、西安、渭南3市6個(gè)縣46個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)被淹，受災(zāi)人口達(dá)49萬，遷移人口29.22萬，農(nóng)作物受災(zāi)面積53.68萬公頃，倒塌房屋5.76萬間，22條公路中斷，損毀公路512km，輸電線路1388km，通訊線路951km,20個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院被淹，182所學(xué)校的4.9萬名學(xué)生無法入學(xué)上課，直接經(jīng)濟(jì)損失約29億元。 2003年610月份，咸陽站來水量為39.39億m3，來沙量0.91億t;臨潼站來水量為70.93億m3，來沙量為2.94億t；華縣站來水量為75.25億m3，來沙量為2.98億t。 2003年汛前潼關(guān)高程為328.78m，7月25日潼關(guān)高程曾達(dá)329.10m，8月下旬洪水前潼關(guān)高程為328.79m，渭河6號(hào)洪峰后，10月19日潼關(guān)高程為327.94m，較洪水前降低了0.85m。 2003年洪水后，渭河下游河道較汛前發(fā)生了較大的變化，灘面普遍發(fā)生淤積，淤積厚度一般在0.4m左右，最大淤積厚度為楊家斷面處(渭淤16(二)的1.5m；主槽發(fā)生沖刷，河槽一般較汛前展寬50100m，局部河段展寬了