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 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1200 m3/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280km2，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。