2000年中国河流泥沙公报(长江、黄河)

2000-12-31

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(中华人民共和国水利部)

  第一章 长 江 一、概述 长江是中国的第一大河,干流流经青海、西藏、四川、云南、重庆、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、上海等11省、市、自治区。流域面积180万平方公里,占全国陆地总面积的约19%。下游大通站1950年至2000年的平均年径流量9051亿立方米,占全国的34%。干流全长6300余公里,自河源至宜昌(4504公里)通称上游,宜昌至湖口(955公里)为中游,湖口至大通(338公里)为下游,大通以下为河口段(600公里)。
长江泥沙运动的主要特点有: 1、水流含沙量不高,但因水量丰沛,输沙量大。例如:宜昌水文站1950~2000年平均含沙量约1.14千克/立方米,相应的年均输沙量达5.01亿吨。输沙量的90%集中于汛期。
2、沙量主要来源于上游。由长江干流屏山、宜昌、汉口、大通等水文站年均输沙量沿程变化显示,宜昌站输沙量最大。由于沿程部分泥沙淤积于湖泊与河流之中,其下游沙市、监利、螺山、汉口、大通等水文站的输沙量均比宜昌小。
3、长江中下游河段为冲积性河流。从总体上说,河势相对稳定,冲淤大致平衡。但部分河段的冲淤变化较大,特别是宜昌~城陵矶~武汉河段。该河段泄洪能力较低,大洪水水位高于两岸地面较多,是防洪的关键河段。
4、长江中游与洞庭湖、鄱阳湖等湖泊相沟通。江湖之间的分流分沙及河床演变呈现比较复杂的相互影响和关联。 5、
长江流域已修建大量水库,但几乎全在支流上。长江干流至今仅建成一座低坝——闸坝式的葛洲坝工程。此外为稳定河势与维护航道,沿河修建了一些河道整治工程,如裁弯与边岸控制工程。这些工程对长江径流过程的影响不大,长江的水沙过程基本上仍保持其自然特性。
长江的泥沙测验始于1923年。现在全流域共有329个水文站开展泥沙测验工作。悬移质泥沙采集一般采用横式采样器,缆道站则采用积时式采样器。颗粒分析采用粒径计与移液管相结合的方法。在上游及其支流曾进行大量推移质采样器试验与研制工作。长程河道断面的实测一般每5年安排1次,自宜昌至江阴(常州附近)设置测量断面1392个。
二、径流量与沙量 (一) 径流量与沙量的历年变化 干流选取屏山、宜昌、汉口和大通四个水文站为代表站,各站实测多年平均径流量分别为:1426、4382、7112、9051亿立方米,多年平均输沙量分别为:2.550、5.010、4.040、4.330亿吨,多年平均含沙量分别为:1.76、1.14、0.573、0.486千克/立方米。
这些资料表明,各站径流量与沙量的变化大体上是对应的,但沙量变幅大于水量,特别是上游屏山和宜昌水文站。从80年代至2000年,汉口与大通两站的沙量略呈减少的趋势。
支流中以嘉陵江、乌江与汉江的输沙量较大。其控制水文站北碚、武隆、皇庄实测多年平均径流量分别为:665.4、497.3、481.0亿立方米,多年平均输沙量为:1.201、0.2803、0.5590亿吨,多年平均含沙量分别为:1.80、0.564、1.03千克/立方米。
(二) 2000年的水沙特征值 2000年长江干流屏山、宜昌、汉口和大通四个水文站实测年径流量分别是:1772、4712、7420、9266亿立方米,年输沙量分别是:2.72、3.90、3.36、3.39亿吨,年平均含沙量是:1.54、0.828、0.451、0.366千克/立方米。各站径流量均较多年平均值略大,但沙量仅屏山站略大,宜昌、汉口、大通站沙量均小于多年平均值。
2000年长江支流嘉陵江、乌江与汉江的控制水文站北碚、武隆、皇庄实测年径流量分别为:593.1、579.1、454.0亿立方米,年实测输沙量为:0.363、0.225、0.153亿吨,年平均含沙量分别为:0.566、0.388、0.340千克/立方米。
三、重点河段的冲淤变化 (一)、荆江河段 荆江河段上起枝城,下至城陵矶,全长347公里,穿行于江汉平原与洞庭湖平原之间。荆江左岸有沮漳河汇入,右岸有松滋口、太平口、藕池口、调弦口(调弦口于1959年封堵)分泄江水入洞庭湖,洞庭湖又于城陵矶汇入长江。依据河型的不同,荆江以藕池口为界,可分为上荆江(长172公里)与下荆江(长175公里)。上荆江河弯平顺、稳定,弯道处多有江心洲,主要江心洲有12个,两岸边滩较少,形态窄长。下荆江河道蜿蜒曲折,单股少汊,主要江心洲有4个,两岸边滩较多,形态宽短,大的弯曲段原有12个,裁弯后为10个。
1、荆江河道泥沙冲淤量 据河道地形图计算,荆江河段平滩河槽1966年至1998年共冲刷39169万立方米,其中四分之三的冲刷量发生在上荆江。与此相应,洞庭湖分流分沙量不断下降。
2、横断面变化 上荆江横断面多呈“W”型,变化较小,有冲有淤,基本上为周期性变化。下荆江横断面多为不对称的偏“V”型,横向变形的基本型式是凹岸崩坍、凸岸淤积,横断面形状基本未变,向横向位移。当河弯剧变时(切滩、撇弯),横断面可发生滩槽互易。上、下荆江过渡段的横断面一般近似“U”形。
3、纵断面变化 与河道横向宽窄、弯道曲率的变化,以及分汊、分流等因素相对应,河道深泓线呈起伏变化。比较1975年、1996年、1998年的深泓高程,沿程有升有降,河床冲淤相间。
(二) 城陵矶至武汉河段 该河段全长248公里,两岸湖泊和河网交织,汉口有中游最大支流汉江汇入,河段内有中下游曲折率最大的簰洲弯道,狭颈宽度与弯道长度之比为1:12。本河段河型属宽窄相间的藕节状分汊型,大的江心洲有13个。河道窄段一般有节点控制,节点是本河段的一种典型河谷地貌,是由滨临江边的山丘和基岩出露的阶地所构成。两岸共有21个节点,左岸10个,右岸11个,节点间纵向直线间距5至40公里不等。
1、河段泥沙冲淤量 历年来该河段冲淤相间,总的趋势是淤积。据河道地形图计算,1966年至1998年其平滩河槽共淤积25450万立方米,其中1996年以前淤积35410万立方米,1996年至1998年冲刷9960万立方米。
2、横断面变化 多分汊河段断面冲淤变化较大,单一分汊河段断面冲淤变化次之,弯曲性河段和顺直单一性河段的断面冲淤变化较小,低山丘陵河段断面冲淤变化最小。历年冲淤幅度最大者可达5~10米。
3、纵断面变化 其深泓线纵断面呈起伏变化。比较1966、1996、1998年的深泓线高程,总体上有升有降。
四、重要水库、湖泊的淤积 (一)长江上游地区水库淤积调查 至80年代末,长江上游地区共建水库11931座,总库容约205亿立方米。其中大型水库13座,总库容97.5亿立方米。
据截止1992年的调查资料,上游地区水库年淤积量约为1.4亿立方米,年淤积率约0.68%。其中,大型水库年淤积率为0.65%,中型0.39%,小型0.90%。
(二)丹江口水库 丹江口水利枢纽位于汉江中游、丹江入汇口下游0.8公里。总库容174.5亿立方米,死库容76.5亿立方米,水库面积745平方公里。工程于1959年10月截流,1968年开始蓄水发电。
1、入库水沙量 坝址1954-1991年平均年径流量393.8亿立方米。入库沙量80%来自汉江,汉江入库站1960~1989年平均年输沙量4700万吨。由于上游建库,特别是1989年安康电站建成运用,汉江入丹江水库沙量大减,1990年至1999年平均年输沙量仅为920万吨。
2、水库淤积量 库区曾进行66次断面与地形测量。最近一次在1994年。由此得出自1960年至1994年水库共淤积泥沙14.1亿立方米,淤积主要发生在1968年至1986年。淤积物大部分分布在死库容,约为11.6亿立方米,占淤积总量的82%。
3、淤积横断面 汉江库区的淤积以洲滩淤积为主,断面形状呈“U”型。 (三) 洞庭湖 洞庭湖为我国第二大淡水湖,流域面积26.2万平方公里。洞庭湖区水系复杂,河网密布,它既有湘江、资水、沅江、澧水等支流入汇,又通过松滋、太平、藕池三口(1959年调弦口封堵以前为四口)接纳长江分泄的水沙。这些来水来沙及区间来水通过洞庭湖调蓄后,由城陵矶注入长江。
由于种种原因,近年来洞庭湖区的防洪形势比较紧张。 1、 洞庭湖湖泊面积与容积的变化 据资料记载,1852年洞庭湖天然湖面近6000平方公里。由于泥沙淤积和人类活动影响,至1949年湖面缩小为4350平方公里,容积293亿立方米(按城陵矶水位33.5米计,下同)。此后30年间,由于大规模开发和垦殖等原因,湖面与容积迅速缩小。自80年代之后,情况得到控制。至1995年,实测湖面为2623平方公里,容积167亿立方米。目前洞庭湖实际包括西洞庭湖、南洞庭湖和东洞庭湖三大湖泊及穿插于其间的密集河网。
2、入湖泥沙淤积量 据水文资料统计,洞庭湖多年平均(1956至1995年)入湖年沙量为1.67亿吨,其中1.32亿吨来自长江的入流,0.3亿吨来自湘、资、沅、澧四水。由城陵矶注入到长江的湖水年均输出沙量为0.43亿吨。由此所得洞庭湖年均泥沙淤积量约1.24亿吨。
(四) 鄱阳湖 鄱阳湖是我国最大的淡水湖,它承纳赣江、抚河、饶河、信江和修水等五河的来水,经湖泊调蓄后,由湖口注入长江,是一个吞吐型、季节性的湖泊—低水为河道型,中高水呈湖泊型。
1、面积与容积的变化 1953年至1976年湖泊面积缩减25%,容积缩减19%(面积和容积是按湖区平均水位吴淞高程22米计算),主要是围湖垦殖所致。1976年之后变化较小。
2、泥沙淤积量 泥沙主要来自五河,小部分来自长江倒灌。1976年至1987年入湖沙量1.90亿吨,出湖1.12亿吨,淤积在湖内约0.78亿吨。年均淤积709万吨,淤积比较轻微。
五、重大泥沙事件 (一) 下荆江的裁弯与撇弯 近50年来,下荆江共进行过两次人工裁弯、发生一次自然裁弯与一次撇弯。
1、中洲子人工裁弯 中洲子河弯位于藕池口下游约81公里。裁弯前河段长37公里,弯颈最小宽度3.5公里。1966年-1967年5月实施人工裁弯。
2、上车湾人工裁弯 上车湾下距洞庭湖出口约50公里。裁弯前河段长35.8公里,弯颈最窄处宽为1.85公里。1968年12月-1971年1月实施人工裁弯。
3、沙滩子自然裁弯 沙滩子河弯位于藕池口下游37公里。1970年汛后弯颈最窄处仅1.5公里宽。狭颈于1972年7月19日被水冲开,发生自然裁弯。
裁弯缩短了河长,加大了水面坡降。据观测,其对长江干流河道的影响向上下游延伸,持续约20年。 4、 石首撇弯
1975年以后主流贴靠左岸,向家洲洲头崩塌后退,1987年后崩塌加速。1993年11月狭颈宽度仅25米,1994年6月11日向家洲崩穿过流,发生撇弯。
(二)新滩滑坡 1985年6月12日湖北省秭归县长江北岸新滩发生大规模滑坡。滑坡长约2000米,宽约800米。总滑坡体积3000万立方米,其中滑入长江240万立方米。使该段河床最低点高程由22.5米上升至37.5米。
(三)长江崩岸 据80年代资料统计,长江中下游从枝城至江阴鹅鼻咀主要崩岸总长为722公里,其中左岸崩岸长度约为428公里,占河长29%。右岸崩岸长度约为294公里,占河长19%左右。近年来,随着护岸工程的加固,加强了对易发生崩岸河段河道演变的控制。
(四)葛洲坝工程 葛洲坝工程目前是在长江干流上建成的唯一水坝工程。1970年12月开工建设,1981年6月开始蓄水运用,1988年全部竣工。该工程为闸坝式径流发电与航运工程。总库容15.8亿立方米,水库长210公里。1985年在总体上基本达到悬移质泥沙淤积动态平衡。各库段达到平衡的时间有所不同,近坝段和淤积较大的开阔库段最后于1991年才基本平衡。葛洲坝船闸引航道采用“静水行船、动水冲沙”,并辅以少量的机械清淤,保证了通航顺畅。水电站前流态良好,机组叶片泥沙磨损轻微。
(五)“长治”工程 自1988年开始,国家启动了长江上游水土流失重点防治工程,简称“长治”工程。截至2000年,累计治理面积6.3万平方公里。
长治工程使当地植被覆盖率明显提高,生态环境有效改善,水土流失减轻,拦沙蓄水能力有所提高。 第二章 黄 河 一、概述
黄河发源于青海省巴颜喀拉山北麓,流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南、山东九省(区),在山东省垦利县注入渤海。干流全长5464公里。流域面积79.5万平方公里(包括黄河内流区4.23万平方公里)。从河道长度和流域面积看,黄河为中国的第二大河。自河源至河口镇(3472公里)为上游,河口镇至桃花峪(1206公里)为中游,桃花峪以下(786公里)为下游。
黄河以多泥沙而闻名于世,其主要特点为: 1、 水少沙多、水沙异源 黄河水量仅占全国河川径流量的2%,而陕县(三门峡)站1919-1960年天然状况下年平均输沙量却达16亿吨,年均含沙量34千克/立方米,远远高于其它江河。
黄河的水量主要来自上游,而沙量则集中来自于中游。兰州以上控制流域面积占花园口以上流域面积的30%,水量占58%,沙量极少,黄河清水基流主要源自兰州以上。黄河沙量的90%来自中游。其中河口镇至龙门区间,流域面积只有11万平方公里,区间径流量占花园口水文站径流量的13%,区间年输沙量占全河总输沙量的56%。
2、输沙量的时程分布极不均匀 从输沙量的年内分配看,黄河流域的产沙时期主要集中在汛期,汛期输沙量一般占全年输沙量的80%以上。年内最大月平均输沙量一般出现在7、8月份,干流站可占年输沙量的50%左右,支流站占年输沙量的70%以上。从输沙量的年际变化分析,干流站最大最小年输沙量变幅在5倍以上,而支流站的变幅则更大。
3、龙门以下是黄河泥沙的主要淤积河段 黄河龙门至河口为河床淤积的主要区段(包括三门峡、小浪底两个峡谷型水库),黄河中游产生的大量泥沙淤积于此。泥沙淤积不仅对三门峡水库的运用造成了巨大的影响,迫使三门峡水库两次改建、三次改变运用方式,也使黄河下游河道逐年抬高。目前河床滩面高出堤防背河地面4~6米,个别地段达10米以上,成为著名的“地上悬河”,给黄河下游防洪带来了巨大困难。河口尾闾段河道摆动频繁,三角洲不断淤积发展,向海洋推进。
4、人类活动对黄河水沙运动产生了巨大的影响,改变了水沙的时空分布 自50年代以来,黄河干流已建和在建水库12座,总库容已大于黄河天然径流量,其中尤以龙羊峡、刘家峡、三门峡、小浪底等水库对水沙的调节作用显著。加之七十年代以来在黄河中游开展的水土保持工程和沿黄引水引沙工程的作用,黄河目前已成为受人类活动剧烈影响的河流之一。
为了研究泥沙的产生与运动规律,黄河流域自1919年起就开展了泥沙测验工作。目前,黄河流域共有287个水文站进行悬移质泥沙测验,一般采用横式采样器取样。推移质测验仅于20世纪50、60年代在个别站开展。颗粒分析自1950年开始进行。黄河下游的断面测量始于1934年,1951年以来陆续开展了黄河下游冲淤断面的测量、三门峡水库冲淤测验等工作,设立了大量的观测断面,积累了几十年的观测资料。
二、径流量与沙量 (一)径流量与沙量的历年变化 黄河干流选取唐乃亥、头道拐、龙门、潼关、花园口、利津六个水文站为代表站,其实测多年平均径流量为:204.1、227.4、277.9、364.7、400.5、331.2亿立方米,多年平均输沙量分别为:0.1290、1.161、8.216、11.85、10.54、8.392亿吨,多年平均含沙量分别为:0.590、4.63、28.7、32.4、26.4、25.2千克/立方米。
以上资料表明,黄河干流各站水沙量的年际变化基本同步,水大沙大,水小沙小。70年代中期以后,各站水沙量均有略趋减少的趋势。这一方面是降雨减少所致,人类活动的影响也是重要原因。
支流中,选取年均输沙量在4000万吨以上的一级支流黄甫川、窟野河、无定河、延河、北洛河、渭河,其水文控制站黄甫、温家川、白家川、甘谷驿、状头、华县实测多年平均径流量分别为:1.548、6.251、12.01、2.148、9.248、72.12亿立方米,多年平均输沙量分别为:0.4873、1.004、1.247、0.4656、0.8860、3.575亿吨,多年平均含沙量分别为:288、139、92.0、195、119、54.5千克/立方米。资料反映,黄甫川、延河、窟野河、北洛河的平均含沙量都超过100千克/立方米。多年平均中值粒径最粗的是窟野河的温家川站与黄甫川的黄甫站。渭河是以上支流中流域面积、径流量与输沙量最大的河流,其主要支流泾河实测多年平均径流量(张家山站)占渭河华县站的24%,而实测多年平均年输沙量却达69%,也具有水沙异源的特点。
(二)2000年水沙特征值 2000年黄河干流唐乃亥、头道拐、龙门、潼关、花园口、利津六个水文站,其实测年径流量为:154.5、140.2、157.2、186.0、165.3、48.6亿立方米,年输沙量分别为:0.0526、0.284、2.190、3.410、0.835、0.222亿吨,年平均含沙量分别为:0.340、2.03、13.90、18.30、5.05、4.57千克/立方米。
2000年黄河为枯水少沙年,黄河干流六站实测年径流量与多年均值的比值自上游向下游逐渐减小,唐乃亥、潼关、花园口和利津四站分别为76%、50%、41%和15%;实测年输沙量与多年平均值的比值则更小,分别为41%、29%、8%和3%。花园口以下各站实际上是小浪底水库蓄水与沿黄引水引沙双重影响的结果。
2000年支流水文控制站黄甫、温家川、白家川、甘谷驿、状头、华县实测年径流量分别为:0.3062、1.717、6.749、1.155、5.880、35.54亿立方米,年输沙量分别为:0.0908、0.0580、0.2850、0.1090、0.3400、1.490亿吨,年平均含沙量分别为:296、33.5、42.2、94.2、87.2、41.9千克/立方米。2000年各支流除黄甫川年平均含沙量略大于多年平均值外,其余各支流年径流量、年输沙量及年平均含沙量均远小于多年平均值。
三、黄河下游河道的冲淤变化 黄河由孟津白鹤镇至入海口,为强烈堆积的冲积性平原河流。北岸自孟县以下,南岸自郑州邙山以下,两岸共修建了长为1371公里的临黄大堤,以束缚水流。目前河床滩面一般高出堤防背河地面4~6米。 黄河下游河道总的形态是横向上宽下窄,纵向上陡下缓,冲淤演变具有上段变化较大,下段变化较小的特点。按照河床演变的特点,可将黄河下游分为三种不同类型的河道。孟津至高村为游荡型河道,两堤间距离在5~20公里之间;陶城铺以下为弯曲型河道,两堤间距离在0.5~5公里之间;高村至陶城铺之间介于游荡与弯曲之间,称为过渡型河道。
(一)冲淤量与分布 黄河下游河道的冲淤演变主要决定于来水来沙条件。水多沙少的年份,河道发生冲刷或微淤,反之则多发生淤积。来源于流域粗沙区的洪水,常造成河道严重淤积。高含沙洪水既可能造成特别严重的淤积,也可能会出现强烈的冲刷。 统计表明,从1951.10~2000.10共49年间,黄河下游从铁谢至利津河段泥沙淤积达54.41亿立方米,年均泥沙淤积量达1.11亿立方米。冲淤量的计算是根据断面法测得的数据,用截锥公式计算断面间体积,用体积差法计算得到的。
(二)河床纵断面的变化 黄河下游河道的淤积从年际变化看虽是有冲有淤,但总体呈淤积抬高趋势。由于上宽下窄、上陡下缓的河道特征,下游河道的淤积抬高速度远大于上游。
(三)典型横断面的冲淤变化 黄河下游河道断面形态随着河道的冲淤变化不断调整。发生漫滩洪水时往往使滩地淤高,主槽刷深,主槽位置变动,河道形态发生剧烈变化。平枯水期则以主槽和嫩滩淤积为主。游荡型河段会在嫩滩上淤成滩唇使河道变窄、萎缩,形成枯水小槽,长期作用形成“二级悬河”。在过渡及弯曲型河段,由于断面较窄深,主要以深槽淤积和贴边淤积为主,平滩水位下的河宽虽变化不大,但面积却大大减小;枯水期的某些时段嫩滩会发生坍塌,使河床进一步宽浅。
四、重要水库的淤积 (一)水库泥沙淤积调查 1990~1992年曾进行一次全流域的水库泥沙淤积调查。调查表明,至1989年黄河流域共有小(I)型以上水库601座,总库容522.5亿立方米。其中干流水库8座,总库容412.8亿立方米;支流水库总库容109.7亿立方米。已淤损库容109.0亿立方米,占总库容的21%;干流水库淤积79.9亿立方米,占其总库容的19%;支流水库淤积29.1亿立方米,占其总库容的26%。
(二)三门峡水库的泥沙淤积 三门峡水库是黄河干流上修建的第一座以防洪为主的综合利用工程,控制流域面积68.8万平方公里,占全流域面积的91.5%,控制了黄河下游来水、来沙量的89%和98%。
水库于1957年4月动工兴建,1960年9月开始蓄水运用。水库运用后,由于严重的泥沙淤积问题,于1965年以后两次对工程进行改建。在水库的运用方式上,也先后经历了1960~1964年的蓄水拦沙、1965~1973年的滞洪排沙和1974年以来的蓄清排浑三种运用方式。
1、水库淤积 从1960年5月至2000年10月40年间,三门峡水库共淤积泥沙70.16亿立方米,其中干流库段淤积53.92亿立方米。 从水库运用开始到1964年的四年间,大量泥沙淤积造成水库库容迅速减少,库底高程迅速抬高;1965~1973年水库改建并改变运用方式后,提高了水库排沙能力和效果,主槽下切;1974年以来,水库的运用更为合理,虽有淤积但维持较为稳定局面。
2、水库库容变化 三门峡水库335米高程库容1960年5月为97.50亿立方米,1964年10月为57.0亿立方米,期间库容减少40.5亿立方米。1973年水库改建完成后,335米高程库容为60.55亿立方米。1973年底改为蓄清排浑运用之后,水库基本达到年内冲淤平衡;到1986年10月,335米高程库容保持在59.67亿立方米。1986年龙羊峡水库下闸蓄水,使汛期来水量减少,非汛期来水量加大,加之90年代以来天然水量减少,导致潼关以下淤积又有所增加。截至2000年10月,335米高程库容为55.87亿立方米。
3、潼关高程的变化 潼关水文站位处黄河、渭河、北洛河交汇后的卡口河段,距三门峡大坝113公里。该处的河床高程或水位对渭河、北洛河下游起着局部侵蚀基面的作用,其变化直接影响渭河下游的河床演变和汇流区的滞洪调沙能力,是三门峡水库调度运用工作中很重要的指标。潼关高程通常是指潼关水文站(六)断面流量1000立方米/秒相应的水位。
1960~1969年潼关高程大体为上升阶段,1960年汛后为323.40米,到1969年汛后达到328.65米,抬高了5.25米。1970~1975年为冲刷阶段,和1969年汛后相比,1975年汛后潼关高程下降了2.61米。1976~1986年基本上保持稳定。1986年以后潼关高程又逐渐升高,2000年汛后潼关高程为328.33米。
五、重大泥沙事件及特殊泥沙现象 (一)黄河中游水土保持措施减沙作用显著 黄土高原总面积64万平方公里,其中水土流失面积43.4万平方公里。严重水土流失区(水土流失面积21.2万平方公里)的入黄沙量占黄河总沙量的约90%。黄河下游的淤积主要是来自该区的粗泥沙(中值粒径大于等于0.05毫米)引起的。经近年来的界定,黄河中游的多沙粗沙区(多年平均输沙模数大于等于5000吨/年·平方公里和多年平均粗沙输沙模数大于等于1300吨/年·平方公里)为7.86万平方公里,是黄河水土保持治理的重点。
黄土高原水土保持与流域治理始于50年代,中间几经曲折,1970年以后开始逐步发展。1983年国家将无定河、三川河、黄甫川及定西县列为国家级重点治理区,将小流域治理与治沟骨干工程建设紧密结合起来。截止1998年底,黄土高原地区共在坡耕地改建水平梯田4.60万平方公里,建设其它类型基本农田1.33万平方公里,营造水土保持林8.80万平方公里,人工种草2.40万平方公里,这些措施治理面积达17.13万平方公里。修建各类小型水利水土保持工程300多万处(座)、淤地坝10万多座、治沟骨干工程1077座。根据实测资料统计计算,70年代以来,水利水土保持措施多年平均每年减少入黄泥沙3亿吨左右,减轻了下游河床的淤积。另外,水土流失治理也有效地改变了一些地区的农业生产条件,加快了当地群众脱贫致富的步伐,增加了部分地区的植被,改善了区域的生态环境。黄土高原贫困人口数量由2300万人减少到1350万人,陕北榆林地区的沙化现象也得到了一定程度的控制。
(二)黄河干流水利枢纽工程的兴建 至今,黄河干流上已建在建水利枢纽工程共12座,总库容563亿立方米。由于水库的调节,黄河的水沙过程较之天然情况发生了巨大变化。如根据实测资料,龙羊峡水库1986年蓄水以后,与刘家峡水库联合运用,使中游的汛期水量占年水量的比值由刘家峡水库运用前(1967年)的60%降低到40~42%,汛期沙量则由80~90%降到60~82%。大中流量出现机率减少,洪量减小,枯水流量(小于1000立方米/秒)历时增加。这对提高水资源的利用率有利,但另一方面伴随小流量的水沙量增加,导致下游河道主槽淤积严重。
(三)引黄放淤与放淤固堤 陕西富平县、靖边县、内蒙古大黑河等在1950~1970年都有过大规模的引洪漫地活动,将富含肥料的洪水引入农田,改善土壤,增加肥力,多打粮食,同时也减少了输入黄河的泥沙。70年代陕西洛惠渠、宝鸡峡灌区渠系将高含沙浑水(370~965千克/立方米)长距离输送达几十公里甚至200公里,使渠道不淤或年度冲淤平衡,增加了抗旱用水,也利用了部分泥沙。1950~1970年,黄河下游的许多地方也开展了放淤改土。河南原阳、封丘、兰考、山东东明等县通过放淤改土大大改变了耕作土壤,使昔日的大片坑、潭、盐碱地变为高产田。引黄放淤不仅可用黄河泥沙改善农田,也可将泥沙淤在河堤背河侧抬高洼地地面,这已成为黄河下游加固堤防的主要方式之一。
(四)建国以来黄河河口流路三次变迁 自1855年黄河下游改道注入渤海以来,黄河近代河口流路共有9次大的改道。其中50年代以后有3次(1953、1964、1976),均为人工改道。
1953年以前,水流由甜水沟(分流60%)和神仙沟(分流40%)入海。1953年7月开挖引河119米,使甜水沟并入神仙沟独流入海。
1963年12月,因神仙沟岔河散乱多汊,凌汛冰塞河口,水位剧涨。1964年元旦破堤分流,改经钓口河入海。 随着泥沙的淤积,1972年以后流路又开始分汊与淤塞,泄水不畅。1976年5月实施人工截流,改道清水沟入海,此流路一直延续至今。
(五)下游河道河槽淤积严重 1986年以来,黄河下游出现历史上连续的枯水系列,加上上游水库的调节作用,洪峰与洪量明显偏小,河道输沙能力及漫滩洪水均减小,因而主槽淤积严重。1950~1985年下游河道主槽淤积量占总淤积量的23.1%,1985~1997年,主槽淤积量激增为70.6%。其结果是,滩槽高差缩小,主槽缩窄变浅,河道出现萎缩,行洪能力大大降低,出现“小洪水、高水位、大漫滩”的现象。如1998年7月,花园口站的洪峰流量4700立方米/秒,相应水位达94.38米;比1958年洪峰流量22300立方米/秒时的水位还高0.56米。河道行洪能力较以前下降约70~80%。中常洪水常出现横河、斜河等现象,工程屡屡出险。如1996年8月的洪水(花园口洪峰流量7860立方米/秒),黄河下游发生险情5280次,比历史上记载次数最多的1964年(花园口洪峰流量9430立方米/秒)还多980次。
(六)土壤侵蚀严重与高含沙量水流现象 黄土高原土壤侵蚀严重、输沙量巨大。其中窟野河的神木~温家川区间(1347平方公里)实测多年平均输沙模数为4万吨/年·平方公里(1956~1979年);最大输沙模数10万吨/年·平方公里(1959年),为有实测资料记载以来的最大值。1958年7月10日20时12分,温家川水文站实测含沙量达1700千克/立方米,为我国乃至世界有实测资料记载的最大值。在其他多沙支流及黄河中游干流上,1000千克/立方米左右的实测值已有多次记载。
伴随高含沙水流运动,河道中有时会发生“浆河”、“揭河底”等现象。当含沙量超过某一限值后,在洪峰突然降落、流速迅速减小而含沙量仍然很高的情况下,有时整个河段已不能保持流动状态而就地停滞不前,形成“浆河”。有时浆河会在河段出现停滞一阵、流动一阵的阵流现象;若无适于继续流动的条件,则浆河淤泥会急剧脱水而成滩地。1964年6月在无定河的芦河,1963年6月在无定河的小理河都观测到浆河过程。“揭河底”是一种河床剧烈冲刷现象。大块河底泥沙被水流掀起,甚至出露水面,河床大幅度刷深。如自1951年至1977年,龙门至潼关河段曾出现8次“揭河底”现象,使河道形态发生明显变化。
(七)支流泥沙形成沙坝淤堵黄河 1989年7月21日内蒙古河套地区发生特大暴雨,连续6小时降水量达60~150毫米。黄河南岸昭君坟河段十大孔兑(孔兑-蒙古语“山洪沟”)同时爆发山洪。河水挟带大量泥沙,成吨重的泥团滚滚而来,在入汇黄河处形成沙坝,淤堵黄河。其中西柳沟口的沙坝高2~4米,长600~1000米,宽7公里,使黄河干流昭君坟水位壅高2.18米,回水影响约70公里。历时25天,主槽的沙坝才被冲开。西柳沟1961、1966、1976、1984和1998年也形成过堵塞黄河的沙坝。窟野河汇入黄河的口门河段,也常形成沙坝。1967年北洛河高含沙洪水的淤积曾填堵渭河口门数公里,渭水倒流,壅高水位,后组织人力开挖才得以疏通。
编写说明 1、 本公报主要根据河流水文泥沙实测资料编写而成。 2、河流泥沙运动一般分为悬移质(悬浮于水中向前运动)与推移质(沿河底向前推移)两种。目前推移质测验精度较低,而且其数量一般较悬移质少得多。故公报中的沙量一般是指悬移质部分,不包括推移质。
3、公报中描述河流泥沙的主要物理量及其定义如下: 径流量 —— 一定时段内通过河流某一断面的水量(立方米)
输沙量 —— 一定时段内通过河流某一断面的泥沙的重量(吨) 输沙模数 —— 单位时间单位流域面积产生的输沙量(吨/年·平方公里)
含沙量 —— 单位体积水沙混合物中的泥沙重量(千克/立方米) 中值粒径 —— 泥沙颗粒组成中的一个代表性粒径,小于等于该粒径的泥沙占总重量的50%。
4、河流泥沙测验按技术规范进行。一般采用断面取样法配合流量测验求算断面悬移质的输沙量,并根据水、沙过程推算日、月、年等的输沙量。同时进行泥沙颗粒级配分析,求得泥沙粒径特征值。河床与水库的冲淤变化一般采用断面法测量与推算。
5、我国大地测量中曾使用过不同基准高程,如黄海高程、吴淞高程等等。公报中除专门说明者外,一般采用黄海高程。
6、公报中的多年平均值,除另有说明者外,一般是指1950~2000年的实测值的平均数。如实测起始年份晚于1950年,则取实测起始年份至2000年的均值。
7、本期公报的基本资料主要由长江水利委员会水文局、黄河水利委员会水文局及有关省水文水资源(勘测)局(总站)提供。公报编写组由水利部水文局、国际泥沙研究培训中心、长江水利委员会水文局、黄河水利委员会水文局等单位的人员组成。
8、由于是首次以公报形式发布泥沙信息,缺乏经验,加之泥沙问题的复杂性及当前泥沙测验技术水平的限制,公报中会有许多不足之处,敬请读者批评指正。
编委会 《泥沙公报》编委会成员:
主 编:鄂竟平
副主编:高安泽 刘雅鸣
编 委:张建云 谭 颖 徐安雄 牛玉国
《泥沙公报》编写组成员:
组 长:张建云
副组长:林祚顶 汪 岗 周刚炎 王 玲 牛 占
成 员:毛学文 田水利 潘启民 徐汉光 范 昭 陈月红 蒋 蓉
《泥沙公报》编辑部设在水利部国际泥沙研究培训中心

  (水利部水文局供稿)

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