清水下泄下游河道冲淤特性与演变特性

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1、清水下泄下游河道冲淤特性与演变特性摘要：小浪底水库的主要任务是防洪和减淤，同时也应尽量满足其它方面的兴利要求。三门峡水库1960年9月~1964年10月初期蓄水拦沙阶段，库区潼关以下淤积36.5亿t泥沙，下游河道冲刷23亿t，其中高村以上冲刷16.9亿t，占73%。关键词：清水下泄下游河道冲淤清水下泄下游河道冲淤特性与输沙特性小浪底水库的主要任务是防洪和减淤，同时也应尽量满足其它方面的兴利要求。三门峡水库1960年9月~1964年10月初期蓄水拦沙阶段，库区潼关以下淤积36.5亿t泥沙，下游河道冲刷23亿t，其中高村以上冲刷16.9亿t，占73%。图5-1是根据三门峡水库下泄清水

2、期洪峰时段资料，点绘的下游不同河段日平均冲刷量和花园口站流量间的关系，由于用洪峰时段日平均冲淤量点绘该图，使得图中的横坐标建立在同一个时间基础上，更能客观地反映不同河段的冲淤特性。在资料分析中，考虑了位山枢纽运用和破坝的影响。实测资料表明，影响冲刷距离的主要因素是流量，从图5-1可以看出，在花园口流量Q花<1500m3/s时，高村以上和艾山以上冲刷量点群重合，说明冲刷只发展到高村站；在流量Q花>1500m3/s时，点群逐渐分离，说明冲刷可以发展到高村至艾山间。从图中给出的艾山~利津河段的日均冲淤量与流量间的关系表明，流量小于500m3/s时基本不淤，在流量小于1500

3、m3/s时随着流量的增大，该河段的的淤积量增大，1500m3/s时淤积最强烈，但淤积量绝对值很小。而后随着流量的增大淤积强度减弱，在流量大于2500m3/s后河道发生冲刷,在4000m3/s时，冲刷最强烈，冲刷1t泥沙用水量仍达345m3，而艾山以上河段冲刷1t泥沙用水量仅86m3，即80%冲刷量发生在艾山以上河段。由此可见，对艾山~利津河段冲刷1亿t泥沙的要需水量相当可观。根据以上分析，在制定水库运用原则时，可将兴利流量上限放大到1200m3/s，既照顾了发电和下游用水要求，又不至造成艾山以下河段的严重游积。清水冲刷、滩地坍塌，河槽在摆动中下切三门峡水库1960年9月~1964

4、年10月蓄水拦沙运用，在年均来水量559亿m3、来沙量5.82亿t、年均含沙量10kg/m3情况下，全下游共冲刷23亿t，年均冲刷5.78亿t。其年均冲刷量分布列入表5-1。1980年10月至1985年10月，下游年均来水482亿m3，年均来沙量9.7亿t，年平均含沙量20kg/m3，属于天然情况下来水丰、来沙少的典型系列，全下游累计冲刷4.85亿t，全河年均冲刷量0.97亿T，高村以上河段年均冲刷1.19亿t,高村~艾山年均淤积0.45亿t,艾山~利津年均冲刷0.11亿t,详见表5-1。三门峡水库1960年9月至1964年10月下泄清水时，根据以往资料分析，在高村以上河段塌滩2

5、80km2，平均塌滩宽度1000m，各河段的分布情况见表5-3。其中，花园口至夹河滩河段塌滩最严重，平均塌滩宽度1181m，其中柳园口至古城河段平均塌滩宽度长达2300m。断面资料套绘表明，河床在冲刷过程中，不断的摆动，塌掉二滩、高滩，新淤出是低滩，详见花园口断面变化套绘图5-2。根据河势的变化与断面套绘分析主流摆动范围最大达10km，发生在伊洛河口，平均摆动范围3.5~4.2km;1981年至1985年河槽的摆动范围有所减小，最大摆幅6km，河段平均摆范围2~3.5km，主要是控导工程的不断兴建控制了河槽的摆动范围。各河段的摆动范围详见表5-3。三门峡水库1960年9月～196

6、4年10月清水冲刷期几十个大断面资料，统计出各河段塌滩情况见图5-3，高村以上河段塌滩面积279km2，平均塌宽1000m，最大河段塌宽2300m，河槽在摆动中下切，若只在一岸兴修整治工程，由于游荡性河段比降陡，河床组成抗冲能力弱，床沙最易起动。水沙条件变化后，河床形态调整将十分迅速。今后小浪底水库运用后下泄清水，塌滩将不可避免。河床纵剖面和平滩流量变化表5-4给出1960年9月~1964年10月和1980年~1985年10月汛末Q=3000m3/s水位变化情况。1960年9月~1964年10月，在高村以上河段冲刷量分别为16.9亿t时，流量3000m3/s时，水位下降变化范围在

7、2.7~1.65m，呈沿程减少趋势。平滩流量的变化，由1960年10月的3000m3/s水位：花园口站92.25m，到1964年10月，水位92.32m时实则过流量9430m3/s，相同水位过流能力增加了6430m3/s；夹河滩站1960年10月3000m3/s时，水位73.56m，到1964年10月，水位73.11m时实则过流量9360m3/s，水位基本相同过流能力增加了7000m3/s；高村站1960年10月3000m3/s时，水位60.77m到1964年10月，水位61.4