APP下载

黄河巴彦高勒断面河床淤积及过洪能力分析

2015-10-21侯宝柱王凯王光张瑞峰黄振江

安徽农业科学 2015年34期

侯宝柱 王凯 王光 张瑞峰 黄振江

摘要 分析了黄河巴彦高勒水文断面河床淤积的历年变化及过洪能力。结果表明,自1981年大水以后,河床逐年淤高,过洪能力不断减小,到2003年,断面面积仅为1981年大水后的35.5%(1 052.5 m高程下),断面平均河底高程上淤了约4.0 m,部分主槽上淤了8.0~10.0 m,过洪能力仅为1981年的23.5%。另外分析表明,自1981年大水后至今,河床淤积大致分为3个阶段进行,即:急剧上淤期、缓慢上淤期和基本稳定期,近十多年来,河床基本处于稳定状态。

关键词 巴彦高勒断面;河床淤积;过洪能力

中图分类号 S277 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2015)34-358-02

自1987年龙、刘水库联合应用以来,调节了黄河的自然来水,尤其自1991年以来,黄河径流持续偏少,在1991~2003年的13年中,通过巴彦高勒断面的径流量,没有一年超出200亿m3,最小年份仅有100亿m3。由于来水量的持续偏少,致使河床逐年淤积。

由于河床的淤积,以前的洪水预报方案、冰期预报方案、防洪防凌预案和洪水测报方案等,已不适应淤积后的河道条件。为给巴彦高勒水文站的上述工作提供依据,笔者现就该断面的淤积状况及过洪能力等问题进行分析,以供参考。

1 断面的历年变化

巴彦高勒站大断面形状及面积历年变化如图1所示[1-4]。总的变化趋势是河床不断淤高,面积不断减小。以1 052.5 m高程计算历年大断面面积,并以1981年大水后的面积为基准,不同时期的面积减小情况如表1所列[1-4]。从表1可知,到1992年面积减小了52.2%,到2003年面积仅为1981年的35.5%。断面平均河底高程上淤了约4.0 m,部分主槽上淤了8.0~10.0 m。

2 历年水位流量关系线及过洪能力变化

2.1 畅流期

巴彦高勒站畅流期水位流量关系线的历年变化如图2所示。各年关系线的线形及趋势相似,1981年的同水位流量最大,以后不断变小。这主要是河床不断淤积所造成。

以1981年的水位流量关系线为基准,对其他年份的水位流量关系线按趋势延长至1 052.0 m,然后统计历年各级水位下对应的流量,并与1981年同水位流量进行比较,结果如表2。

从表2中看出,不同时期同水位的流量,均比1981年小。以水位1 052.0 m为例,1993年同水位的流量是1981年的61.6%,2003年的过洪能力仅为1981年的23.5%。未来如果发生5 000 m3/s以上的流量,以2003年的断面及水位流量关系线推算,水位将达到1 054.0 m以上,比1981年大洪水时的最高水位将高出约2.0 m。

2.2 封冻期

封冻后的水位流量关系,要比畅流期复杂的多,它不但受断面形状及面积的影响,还与断面及上下游盖面冰下冰花堵塞情况有关。下面依据1982、1988、1998、2003年稳定封冻期的水位流量关系线,分析封冻期水位流量关系线的变化情况。

巴彦高勒站历年稳定封冻期的水位流量关系线的变化如图3所示。从历年的变化看,曲线的线形及趋势相似,所不同是,同水位流量逐年减小,各年的减小情况见表3。以水位1 053.5 m为例,2003年的过水能力仅为1982年的40.0%。

2.3 畅流期与封冻期同流量的水位比较

不同时期畅流期与封冻期同流量的相应水位见表4所列。通过表4可看出,同流量的相应水位,2003年比1981年封冻期高2.1 m,畅流期高2.5 m。

2.4 不同时期的平滩流量

根据洪水资料分析,巴彦高勒站1981年的平滩流量为5 100 m3/s,2003年的平滩流量为1 200 m3/s。

3 断面平均河底高程的历年变化趋势

根据相关资料[1-4],分别计算了不同时期的断面平均河底高程,并以平均河底高程为纵坐标,以年份为横坐标进行了点绘分析,结果见图4。

从图4中看出,1987年以前河床淤积很快,以后淤积放缓;从1997年开始河床冲淤接近平衡,变幅仅0.1~0.2 m,进入相对稳定期;2013年河床下降明显,是因2012年来水较大产生了冲刷。

4 结论与讨论

巴彦高勒断面河床由粉砂组成,洪水过程极易冲刷,洪水过后也极易淤积。目前的河床淤積很高,未来若发生大的洪水,河床仍会有大的冲刷,但冲刷深度及过洪能力不会比1981年大。

自1981年大水后至今,河床淤积大致分为3个阶段进行,即:急剧上淤期、缓慢上淤期和基本稳定期。近十多年来,河床基本处于稳定状态,未来如没有大的洪水发生,这一状态不会有大的改变。

研究分析了黄河内蒙古段一个点(断面) 的河床淤积情况,从中也间接地揭示了这一河段的淤积状况。根据对河道的现场勘察,流量在1 500 m2/s左右,部分河段已出现漫滩,这与巴彦高勒断面附近的情况相似,说明这一河段也同样发生了严重的淤积。

巴彦高勒水文站在制作洪水预报方案和洪水测报方案时,既要考虑河床目前的淤积状况,也要考虑洪水过程中的冲刷情况,只有全面考虑了影响因素,所做方案才能接近实际情况。 参考文献

[1] 中华人民共和国水文年鉴:黄河流域水文资料[Z].1981.

[2] 中华人民共和国水文年鉴:黄河流域水文资料[Z].1985.

[3] 中华人民共和国水文年鉴:黄河流域水文资料[Z].1987.

[4] 中华人民共和国水文年鉴:黄河流域水文资料[Z].1992.