古尔图河河床演变规律及其整治初探

古尔图河河床演变规律及其整治初探
摘要:河流中的泥沙运动是产生河床演变的主要原因，河床冲淤变化也是泥沙运动的结果；因此，研究河床演变规律、了解河流泥沙的来源和特性，是整治泥沙危害的首要任务。

关键词:河床演变;泥沙;整治
1.引言
新疆河流均为冲积扇河流，全疆绝大部分灌区、村庄、主要城镇均处于各河道冲积扇上；新疆乌苏市古尔图镇及农七师123、124、125、127团就位于古尔图河下游的冲积扇上；古尔图河发源于发源于天山北麓的博罗科努山，属于典型的山区季节性多泥砂河流，每年汛期暴雨、泥石流导致上游河床严重淤积，险情不断，水利工程损毁严重，造成引水排沙两难的境地；下游自然环境因河床演变和人为因素破坏，导致部分国家级保护植物如野生胡杨、白梭梭等自然植被枯死，农业需水量得不到满足，给古河流域的人民带来了沉重的负担，严重制约了农业经济的发展；因此，了解和掌握河床演变规律、整治泥沙淤积具有重要意义，同时也是保护自然环境、实现可持续发展的重要途径之一。

2.古尔图河河床演变基本规律古尔图河流经古尔图牧场，在甘家湖牧场与奎屯河、四棵树河汇合，由南至北注入艾比湖。

古尔图河全长115公里。

主要由五条支流汇合而成，后经哈拉少拉山流出，
河床最宽处250米左右，由南至北而下，年径流量3.45亿立方米，泉水年涌水量2.61亿立方米，汛期最大瞬时洪峰流量110m3/s。

2.1古尔图河河流的形态和水沙运动的特征
a河流的形态特征：古尔图河河流位于山高坡陡、地质构造复杂的山区，其河床断面呈“V”形与“U”形相间，断面窄深，河流的宽深比较小，中水河床与洪水河床没有明显的分界线。

河流受地质构造和岩性变化的影响，形成峡谷和宽河谷相间的河道平面形态；峡谷河段岸坡陡峭，岩基外露，两岸山峰矗立，水流湍急；宽河谷河面开阔，岸坡平缓，阶地发育，存在河漫滩等卵石、泥沙堆积物。

b古尔图河河流的水沙特征
①古尔图河水情特征：古尔图河属于山区季节性多泥沙河流，河道枯水期（流量10m3/s以下）有5个月，即1、2、3、4、5月上旬、12月中下旬；平水期（流量10m3/s—30 m3/s）有4.5个月，即5月中下旬，6月上旬、9、10、11、12月上旬；洪水期(流量30 m3/s 个以上)有2.5个月；水量随气温、降雨变化较稳定，且在时间、空间分布规律较明显。

②古尔图河泥沙特征：河流泥沙主要来自汛期暴雨的水土侵蚀，全年来沙量几乎集中在汛期的几此洪峰过程中，且水流泥沙以推移质为主，推移质主要由卵石、砾石、和中粗沙组成，泥沙粒径分布范围广泛，河床内堆积的卵石一般在较大洪水时才能移动，河床上游卵石、砾石、和中粗沙堆积物较多，下游以中粗沙、面沙为主。

2．2影响古尔图河河床演变的主要因素
a河段进口水沙条件的影响：主要是河源来水量及其在时间空间上的分布情况，河源来水携带推、悬移质含量汛期较饱和，平枯期携带推、悬移质含量不饱和。

b河段出口水流条件的影响：即下游水位流量关系，主要是下游侵蚀基准点即冲淤基点的影响，一般在7月下旬、8月上旬冲刷、淤积变化剧烈，其余时间变化较缓慢。

c河段周界条件的影响：主要是河道的断面形态、比降、河床物质组成和人工修建建筑物等地势、地貌因素的影响。

在渠首上游整治段处，由于常年累月冲淤变化，河滩较开阔，卵石等堆积物较多，河道纵比降较小，具有宽、浅、散、乱的平面形态和运动特征，汛期遇到特殊情况很容易导致主河槽抬高，形成漫流，上游淤积。

此三项因素决定了该河段河床演变的趋势和过程。

其中来水来沙条件是决定性的影响因素，人类活动也对河床演变产生重要影响。

2.3古尔图河河床演变的原因、种类及其特性
a河床演变的原因:河床演变是水流与河床相互作用的结果。

从河流动力学的角度来看，水流作用改造着河床，河床又制约、影响着水流；水流中泥沙的沉积使河床淤高或束窄，冲刷使河床降低或拓宽。

因此河床的演变过程，实质上就是在水流作用下，河床边界的泥沙被冲刷、搬运和沉积的过程。

b河床演变的种类:由于河源来水来沙的变化、地形地势的差异，导致河床演变的形式极其复杂。

按其时空分布特征有如下几类：
①按河床演变的空间特征分类，可分为纵向变形和横向变形。

②
按河床演变的时间特征分类，可分为单向变形和复归性变形。

单向变形即河床在某段时段内只是冲刷或淤积。

③按河床演变影响的范围分类，可分为长河段变形和短河段变形。

c河床演变特性：①河流比降较大，水流具有较强的携沙能力，输沙常处于不饱和状态，所以古尔图河河流的河床演变是以纵向冲刷下切、横向侵蚀拓宽为主的发展趋势。

②在特殊边界条件和水文条件的局部河段，发生显著的河床变形。

③河流受外部强烈突变因素的影响，使河床发生显著的变形。

3.古尔图河河道的整治作用
a强化河床边界条件，提高河岸的抗冲刷能力。

b达到防洪标准要求,确保下游人民群众生命和财产不受损失
c确保下游灌区用水及其人畜饮用水，延长已建水利工程使用寿命。

4.古尔图河河道的整治原则
古尔图河是以灌溉为主兼顾防洪的山区河流，在满足下游灌区工农业用水及人畜饮用水的情况下,应严格执行防洪标准要求。

因此河道的整治原则应做以下几个方面的考虑：
a全面规划、综合治理：即要有全局观念，上下游兼顾，采取各种整治措施进行治理，使整体效益最大化。

如修建堤坝、裁弯取直、堵支强干等。

b因势利导、重点整治：即根据河势的变化趋势，运用工程手段由点到线、有步骤、有阶段地引导河势向有利的方向发展，限制和消
除其不利的一面；按轻重缓急有重点地对控制性河段、关键性工程首先实施整治。

c因地制宜，开发新材：即根据工程所在地现场情况，采取相应的整治措施，选择相宜的建筑物结构和布置形式，尽量采用新型、高效材料或就地取材，以达到节约工程投资、延长工程寿命和便于工程管理的目的。

5古尔图河河道的整治工程种类
a按建筑材料分：临时性整治建筑物，如用梢捆等材料修建的建筑物,此方法常用于冲刷变化不激烈的河段上。

永久性整治建筑物，如用土料、石料、混凝土、金属等材料修建的抗冲和抗朽能力好，使用年限长的建筑物，此方法常用于冲淤变化激烈的控制性河段河段上；
b按淹没与否分:分为淹没整治建筑物和非淹没建筑物。

c按照作用和水流的关系分：护坡、护底建筑物即用抗冲材料直接在河岸、堤岸的坡面、坡脚和整治建筑物基础上做连续的覆盖保护层，以抗御水流冲刷。

d按照建筑物外形分：可分为坝和护岸等类型。

古尔图河河道从1968至2008年四十年间，在上游1+200—17+7500河上段共修建了36座丁坝、15座暗蜗牛及17公里防洪顺堤，多年来在整治河道上有着丰富的经验并取得了良好的经济效益。

6结语
河流中的泥沙运动是产生河床演变的主要原因，河床冲淤变化也是泥沙运动的结果；因此，研究河床演变规律、了解河流泥沙的来源及其特性，是整治泥沙危害变害为利的首要任务，同时也是保护自然环境、实现可持续发展的重要途径之一。

参考文献：
李国庆主编的中央广播电视大学出版社出版《治河及工程泥沙》第四、五、六章部分内容。