小浪底水庫(kù)建庫(kù)前后黃河下游泥沙粒徑變化與分析

2000年12月19日,濟(jì)南市天橋區(qū)大王廟險(xiǎn)工1至12號(hào)壩突發(fā)大量根石走失,挑水壩前水深溜急,根石走失后坡度1:1左右,護(hù)岸寬度大于20m的淤積沙灘被水流沖失,已危及堤防臨河堤腳,險(xiǎn)情發(fā)展較快。由于發(fā)現(xiàn)及時(shí)并立即拋石4320m~3以后,險(xiǎn)情得以解除。此類險(xiǎn)情在濟(jì)南河段是繼1981年9月25日歷城區(qū)王家梨行險(xiǎn)工7至9號(hào)壩

本文針對(duì)黃河小浪底水庫(kù)調(diào)水沖沙以來(lái)下游黃河河床下切；水位大幅度降低使下游引黃灌區(qū)引水困難；給灌區(qū)生產(chǎn)、生活和環(huán)境帶來(lái)的影響進(jìn)行剖析；提出修建黃河攔蓄工程等建議；使灌區(qū)能夠更好地為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展服務(wù).

分析了自2002年起小浪底水庫(kù)每年實(shí)施調(diào)水調(diào)沙在黃河下游河道沖刷中的作用,指出小浪底水庫(kù)調(diào)水調(diào)沙有利于下游河道沖刷,但通過(guò)資料分析,沖刷的幅度有逐年變小的趨勢(shì),為此,恰當(dāng)?shù)卦u(píng)價(jià)當(dāng)前調(diào)水調(diào)沙的作用十分必要。

全面分析了小浪底水庫(kù)蓄水?dāng)r沙期2000-2006年庫(kù)區(qū)及下游河道泥沙沖淤調(diào)整;在分析泥沙輸移規(guī)律的基礎(chǔ)上量化了連續(xù)沖刷狀態(tài)下河道輸沙能力變化與累計(jì)沖刷量間的關(guān)系,揭示了沖刷條件下河道輸沙能力降低是因?yàn)榇采秤行Ы粨Q層內(nèi)小于0.05mm的細(xì)沙及中沙補(bǔ)給不足造成的;結(jié)合三門峽水庫(kù)攔沙期的觀測(cè)資料,對(duì)比研究了異重流洪水期間小浪底水庫(kù)的排沙效果及其下游河道對(duì)高含沙異重流水沙過(guò)程的響應(yīng),指出了小浪底水庫(kù)對(duì)洪水具有較大的"攔粗排細(xì)"潛力,且高含沙異重流洪水不會(huì)造成河道嚴(yán)重淤積。因此,在洪水調(diào)度中,要充分利用水庫(kù)塑造異重流洪水,多排少攔,以達(dá)到下游河道長(zhǎng)期減淤的目的。

根據(jù)"十二五"期間河南濟(jì)源段黃河小浪底庫(kù)區(qū)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),主要分析評(píng)價(jià)了葉綠素a(chla)、總磷(tp)、總氮(tn)、透明度(sd)和高錳酸鹽指數(shù)(cod_(mn))共5項(xiàng),采用spearman秩相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行相關(guān)性分析,進(jìn)一步判斷小浪底庫(kù)區(qū)營(yíng)養(yǎng)化狀況及變化趨勢(shì),結(jié)果表明:小浪底庫(kù)區(qū)為中營(yíng)養(yǎng)。

結(jié)合1997～2001年黃河小浪底水庫(kù)庫(kù)區(qū)水文泥沙測(cè)驗(yàn)資料,采用水文分析的方法,分析施工運(yùn)用期、蓄水運(yùn)用初期等不同時(shí)期庫(kù)區(qū)各因子站的水流泥沙運(yùn)動(dòng)特征、庫(kù)區(qū)泥沙淤積量及其淤積形態(tài)和水庫(kù)初期運(yùn)用的回水影響等,并著重分析2000年洪水期含沙量變化過(guò)程以及庫(kù)區(qū)泥沙淤積上延現(xiàn)象,初步得出庫(kù)區(qū)不同時(shí)期的水流泥沙運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律.由于受當(dāng)時(shí)設(shè)站規(guī)模的限制,庫(kù)區(qū)水文泥沙資料尚存在不足.今后需加強(qiáng)小浪底水庫(kù)泥沙淤積狀況的監(jiān)測(cè),收集更廣泛的庫(kù)區(qū)水流泥沙資料,為制定小浪底水庫(kù)運(yùn)行調(diào)度方式奠定基礎(chǔ).

對(duì)國(guó)內(nèi)外挖泥裝備發(fā)展概況進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹,提出了對(duì)小浪底水庫(kù)泥沙處理較為適宜的泥沙擾動(dòng)技術(shù)和氣力提升技術(shù),并對(duì)其原理、效率、應(yīng)用等進(jìn)行了說(shuō)明。同時(shí)對(duì)應(yīng)用這些技術(shù)構(gòu)成的水力擾動(dòng)氣升式挖泥船在小浪底水庫(kù)的應(yīng)用進(jìn)行了初步研究。

為了發(fā)揮小浪底水庫(kù)的攔沙減淤作用,充分利用支流無(wú)效庫(kù)容,設(shè)想結(jié)合現(xiàn)有的支流淤積形態(tài)及支流無(wú)效庫(kù)容的分布情況,應(yīng)用脈沖射流沖吸裝備結(jié)合工程措施,以現(xiàn)有的支流作為處理庫(kù)區(qū)泥沙的淤區(qū),將庫(kù)區(qū)淤積泥沙輸移至兩岸的支流內(nèi)?？筛鶕?jù)需要,依據(jù)泥沙的沉降特性和運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì),有選擇地淤積一定粒徑的泥沙,排出對(duì)下游河道不產(chǎn)生淤積的沖瀉質(zhì)細(xì)顆粒泥沙,強(qiáng)化支流淤區(qū)的使用效率。

偏于小浪底水庫(kù)一隅的孟津黃河濕地，現(xiàn)在成了候鳥(niǎo)過(guò)冬的天堂。這里水禽云集、天鵝曼舞、鶴聲陣陣。遼闊的黃河灘涂上，構(gòu)成一幅萬(wàn)羽競(jìng)翔、鳥(niǎo)唱水吟的天然圖畫。隨著黃河小浪底水庫(kù)的蓄水，庫(kù)區(qū)小氣候發(fā)生了變化，周邊濕地生態(tài)狀況大為改觀，呈現(xiàn)一派生機(jī)勃勃的景觀，生態(tài)效益凸顯。

洛陽(yáng)空軍5715廠有七八十位’業(yè)余垂釣愛(ài)好者，分成上班族和退休族二撥人馬。黃河小浪底水庫(kù)建成后，每年的5～9月是水庫(kù)野釣的黃金時(shí)期，只要黃金時(shí)間一到，這些垂釣愛(ài)好者便棄水面600米寬的洛河而奔向小浪底水庫(kù)。

針對(duì)小浪底水庫(kù)蓄水后泥沙淤積影響支流淤積的問(wèn)題,以小浪底水庫(kù)庫(kù)區(qū)支流東洋河、西陽(yáng)河為例,介紹了干流及支流泥沙觀測(cè)斷面的布置及測(cè)驗(yàn)方法,并分析了東洋河、西陽(yáng)河泥沙淤積觀測(cè)結(jié)果。結(jié)果表明,干流三角洲淤積體已在支流河口形成了攔門沙坎,致使支流河底縱向坡度變小甚至變?yōu)榈蛊?這對(duì)小浪底水庫(kù)運(yùn)行及黃河干流及其支流排沙將產(chǎn)生不利影響,有必要深入研究并提出防治措施。

小浪底水庫(kù)運(yùn)行以來(lái)，黃河口來(lái)水來(lái)沙減少，與1976—1996年平均年水量261億m3／a、年沙量6．5億t／a、平均含沙量25kg／m3相比，2002年調(diào)水調(diào)沙以來(lái)，黃河口來(lái)水量減少27％、含沙量減少68％，致使河口感潮段從1976—1996年的淤積，變化為調(diào)水調(diào)沙以來(lái)的沖刷，沖刷速率為34m3／a·m。河口延伸速率從1976—1996年的1．4km／a降到小浪底水庫(kù)運(yùn)行以后的0．3km／a，但遠(yuǎn)離行河口門的海岸蝕退。建議減少進(jìn)入黃河口的沙量，或者來(lái)沙量較大時(shí)，把泥沙分散到三角洲整個(gè)蝕退海岸和洲面以抬高洲面高程，可以達(dá)到降低行河河口延伸速率、降低防潮堤前海岸沖刷速率、改良鹽堿地、改善三角洲海域生態(tài)等目的。

通過(guò)實(shí)測(cè)輸沙資料和淤積物取樣分析發(fā)現(xiàn)，黃河下游的河道淤積物中粒徑≥００５ｍｍ的泥沙含量多年平均值（１９５０～１９９５年）大約為４０％，粒徑≥００２５ｍｍ的泥沙含量多年平均值（１９５０～１９９５年）約為７０％。從各年代不同粒徑泥沙的百分含量來(lái)看，粒徑≥００５ｍｍ的泥沙百分含量有逐漸減小的趨勢(shì)，５０年代為４２１％，到８０年代減少為３７２％，１９９０～１９９５年也只有３５４％，而粒徑≥００２５ｍｍ的泥沙百分含量變化不大，基本維持在６７％左右。同時(shí)，分析結(jié)果還表明淤積物中粒徑≥００２５ｍｍ的泥沙占多數(shù)。

黃河小浪底樞紐主體工程于1999年10月25日下閘蓄水。蓄水后,隨著庫(kù)水位的升高將引起庫(kù)區(qū)水文地質(zhì)條件的一系列變化,對(duì)周圍的環(huán)境造成了不同程度的影響。本文就水庫(kù)誘發(fā)地震、岸坡變形破壞、水庫(kù)滲漏、水庫(kù)浸沒(méi)等環(huán)境工程地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

黃河下游引黃泥沙處理與利用——經(jīng)過(guò)40余年的引黃灌溉，歷史上沿黃兩岸留下的沙荒鹽堿低洼地，通過(guò)引黃放淤改土大都變成了良田。兩岸的洼地，也已沉沙基本利用完畢，現(xiàn)在沉沙征地已十分困難，但是每年從黃河引進(jìn)泥沙仍超過(guò)1億t。這已成為黃河下游引黃灌溉事業(yè)發(fā)...

根據(jù)黃河小浪底地區(qū)的地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境,本文采用擴(kuò)容一溝通(dl)模式,對(duì)小浪底水庫(kù)誘發(fā)地震進(jìn)行了分析和計(jì)算。結(jié)果表明,位于水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)的塔底斷層北段、東段和石井河斷層西段是危險(xiǎn)性最大的三個(gè)潛在誘發(fā)地震源,而對(duì)大壩危害最大的震源是連地?cái)鄬?但它們的最大震級(jí)都不會(huì)超過(guò)5.0級(jí)。此外,對(duì)于預(yù)防誘發(fā)地震發(fā)生,本文也提出了建議。

黃河下游引黃灌溉中的泥沙處理利用——黃河下游引黃灌溉中的泥沙主要采取放淤改土、改造低洼鹽堿沙荒地，對(duì)黃河下游兩岸發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、改善生態(tài)環(huán)境，起到了重要作用。本文主要從分析計(jì)算含沙量沿垂線分布特點(diǎn)，探討渠首防沙的作用，分析灌區(qū)泥沙淤積分布特性...

本文根據(jù)小浪底水庫(kù)地區(qū)的地震地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，淺析了水庫(kù)誘發(fā)地震的可能性，并對(duì)其最大震級(jí)進(jìn)行了多種方法的估算預(yù)測(cè)。

黃河小浪底樞紐主體工程于1999年10月25日下閘蓄水.蓄水后,隨著庫(kù)水位的升高將引起庫(kù)區(qū)水文地質(zhì)條件的一系列變化,對(duì)周圍的環(huán)境造成了不同程度的影響.本文就水庫(kù)誘發(fā)地震、岸坡變形破壞、水庫(kù)滲漏、水庫(kù)浸沒(méi)等環(huán)境工程地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行了評(píng)價(jià).

本文采用清華大學(xué)與黃河水利科學(xué)研究院共同研制的黃河小浪底水庫(kù)下游河道沖淤數(shù)學(xué)模型和三門峽水庫(kù)蓄水運(yùn)用及滯洪運(yùn)用初期實(shí)測(cè)資料,開(kāi)展了系統(tǒng)的驗(yàn)證計(jì)算,并以此為基礎(chǔ),對(duì)小浪底水庫(kù)運(yùn)用初期下游河道的沖淤變形趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)計(jì)算,其計(jì)算結(jié)果對(duì)小浪底水庫(kù)初期運(yùn)用方式的制訂具有指導(dǎo)意義。

黃河下游河道逐年淤積抬高,河道斷面萎縮,過(guò)流能力降低,漫灘流量大幅度減小,致使黃河洪水出現(xiàn)小流量、高水位、大險(xiǎn)情的特點(diǎn).通過(guò)對(duì)黃河下游的泥沙淤積規(guī)律的認(rèn)識(shí),以黃河下游洪水不同時(shí)期水位的變化、洪水傳播時(shí)間的變化以及漫灘流量和削峰作用的變化來(lái)論述下游河道淤積對(duì)洪水特性的影響.

2002～2004年,黃河水利委員會(huì)相繼開(kāi)展了3次基于不同調(diào)度方式和不同空間尺度的調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)。本文中通過(guò)對(duì)試驗(yàn)期間小浪底水庫(kù)及黃河下游河道懸移質(zhì)、床沙質(zhì)泥沙顆粒級(jí)配在時(shí)間和空間上的變化分析,說(shuō)明小浪底水庫(kù)淤粗排細(xì)有利于調(diào)整庫(kù)區(qū)泥沙淤積形態(tài)和出庫(kù)細(xì)顆粒泥沙向大海輸移;下游河道中懸移質(zhì)泥沙平均中數(shù)粒徑沿程變粗,試驗(yàn)達(dá)到了全面沖刷河槽的目的。