黃河巴彥高勒斷面河床淤積及過洪能力分析

侯寶柱 王凱 王光 張瑞峰 黃振江

摘要 分析了黃河巴彥高勒水文斷面河床淤積的歷年變化及過洪能力。結(jié)果表明，自1981年大水以后，河床逐年淤高，過洪能力不斷減小，到2003年，斷面面積僅為1981年大水后的35.5%（1 052.5 m高程下），斷面平均河底高程上淤了約4.0 m，部分主槽上淤了8.0～10.0 m，過洪能力僅為1981年的23.5%。另外分析表明，自1981年大水后至今，河床淤積大致分為3個(gè)階段進(jìn)行，即：急劇上淤期、緩慢上淤期和基本穩(wěn)定期，近十多年來，河床基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。

關(guān)鍵詞 巴彥高勒斷面；河床淤積；過洪能力

中圖分類號 S277 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）34-358-02

自1987年龍、劉水庫聯(lián)合應(yīng)用以來，調(diào)節(jié)了黃河的自然來水，尤其自1991年以來，黃河徑流持續(xù)偏少，在1991～2003年的13年中，通過巴彥高勒斷面的徑流量，沒有一年超出200億m3，最小年份僅有100億m3。由于來水量的持續(xù)偏少，致使河床逐年淤積。

由于河床的淤積，以前的洪水預(yù)報(bào)方案、冰期預(yù)報(bào)方案、防洪防凌預(yù)案和洪水測報(bào)方案等，已不適應(yīng)淤積后的河道條件。為給巴彥高勒水文站的上述工作提供依據(jù)，筆者現(xiàn)就該斷面的淤積狀況及過洪能力等問題進(jìn)行分析，以供參考。

1 斷面的歷年變化

巴彥高勒站大斷面形狀及面積歷年變化如圖1所示[1-4]。總的變化趨勢是河床不斷淤高，面積不斷減小。以1 052.5 m高程計(jì)算歷年大斷面面積，并以1981年大水后的面積為基準(zhǔn)，不同時(shí)期的面積減小情況如表1所列[1-4]。從表1可知，到1992年面積減小了52.2%，到2003年面積僅為1981年的35.5%。斷面平均河底高程上淤了約4.0 m，部分主槽上淤了8.0～10.0 m。

2 歷年水位流量關(guān)系線及過洪能力變化

2.1 暢流期

巴彥高勒站暢流期水位流量關(guān)系線的歷年變化如圖2所示。各年關(guān)系線的線形及趨勢相似，1981年的同水位流量最大，以后不斷變小。這主要是河床不斷淤積所造成。

以1981年的水位流量關(guān)系線為基準(zhǔn)，對其他年份的水位流量關(guān)系線按趨勢延長至1 052.0 m，然后統(tǒng)計(jì)歷年各級水位下對應(yīng)的流量，并與1981年同水位流量進(jìn)行比較，結(jié)果如表2。

從表2中看出，不同時(shí)期同水位的流量，均比1981年小。以水位1 052.0 m為例，1993年同水位的流量是1981年的61.6%，2003年的過洪能力僅為1981年的23.5%。未來如果發(fā)生5 000 m3/s以上的流量，以2003年的斷面及水位流量關(guān)系線推算，水位將達(dá)到1 054.0 m以上，比1981年大洪水時(shí)的最高水位將高出約2.0 m。

2.2 封凍期

封凍后的水位流量關(guān)系，要比暢流期復(fù)雜的多，它不但受斷面形狀及面積的影響，還與斷面及上下游蓋面冰下冰花堵塞情況有關(guān)。下面依據(jù)1982、1988、1998、2003年穩(wěn)定封凍期的水位流量關(guān)系線，分析封凍期水位流量關(guān)系線的變化情況。

巴彥高勒站歷年穩(wěn)定封凍期的水位流量關(guān)系線的變化如圖3所示。從歷年的變化看，曲線的線形及趨勢相似，所不同是，同水位流量逐年減小，各年的減小情況見表3。以水位1 053.5 m為例，2003年的過水能力僅為1982年的40.0%。

2.3 暢流期與封凍期同流量的水位比較

不同時(shí)期暢流期與封凍期同流量的相應(yīng)水位見表4所列。通過表4可看出，同流量的相應(yīng)水位，2003年比1981年封凍期高2.1 m，暢流期高2.5 m。

2.4 不同時(shí)期的平灘流量

根據(jù)洪水資料分析，巴彥高勒站1981年的平灘流量為5 100 m3/s，2003年的平灘流量為1 200 m3/s。

3 斷面平均河底高程的歷年變化趨勢

根據(jù)相關(guān)資料[1-4]，分別計(jì)算了不同時(shí)期的斷面平均河底高程，并以平均河底高程為縱坐標(biāo)，以年份為橫坐標(biāo)進(jìn)行了點(diǎn)繪分析，結(jié)果見圖4。

從圖4中看出，1987年以前河床淤積很快，以后淤積放緩；從1997年開始河床沖淤接近平衡，變幅僅0.1～0.2 m，進(jìn)入相對穩(wěn)定期；2013年河床下降明顯，是因2012年來水較大產(chǎn)生了沖刷。

4 結(jié)論與討論

巴彥高勒斷面河床由粉砂組成，洪水過程極易沖刷，洪水過后也極易淤積。目前的河床淤積很高，未來若發(fā)生大的洪水，河床仍會有大的沖刷，但沖刷深度及過洪能力不會比1981年大。

自1981年大水后至今，河床淤積大致分為3個(gè)階段進(jìn)行，即：急劇上淤期、緩慢上淤期和基本穩(wěn)定期。近十多年來，河床基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，未來如沒有大的洪水發(fā)生，這一狀態(tài)不會有大的改變。

研究分析了黃河內(nèi)蒙古段一個(gè)點(diǎn)（斷面） 的河床淤積情況，從中也間接地揭示了這一河段的淤積狀況。根據(jù)對河道的現(xiàn)場勘察，流量在1 500 m2/s左右，部分河段已出現(xiàn)漫灘，這與巴彥高勒斷面附近的情況相似，說明這一河段也同樣發(fā)生了嚴(yán)重的淤積。

巴彥高勒水文站在制作洪水預(yù)報(bào)方案和洪水測報(bào)方案時(shí)，既要考慮河床目前的淤積狀況，也要考慮洪水過程中的沖刷情況，只有全面考慮了影響因素，所做方案才能接近實(shí)際情況。 參考文獻(xiàn)

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[2] 中華人民共和國水文年鑒：黃河流域水文資料[Z].1985.

[3] 中華人民共和國水文年鑒：黃河流域水文資料[Z].1987.

[4] 中華人民共和國水文年鑒：黃河流域水文資料[Z].1992.