李双平

(陕西省三门峡库区水文水资源中心，陕西 渭南 714000)

1 库区来水来沙概况及趋势分析

1.1 各河水年均沙量及年际其变化分析

三门峡库区涉及的主要河流为黄河、泾河、渭河、汾河和北洛河。分析统计以龙门水文站、华县水文站、汾河的河津水文站和状头水文站作为进库站。以多年均值水沙量为基准进行水沙丰枯划分，125%以上为丰水丰沙年份，75%～125%为平水平沙年份，小于75%为枯水少沙年份。黄河小北干流为平水少沙年；渭河下游、泾河属于平水少沙年，汾河、北洛河均属枯水少沙年。2019年三门峡库区有关水文站年水沙量统计结果见表1。

表1 2019年三门峡库区有关水文站年水沙量统计表

1.2 2019年库区各干支流洪水变化趋势分析

1.2.1 渭河下游水位流量年际变化趋势分析

通过对三门峡水库全年控制运用以来咸阳、临潼和华县水文站历年洪水水位流量关系点分布特性比较，确定洪水位较以前整体有所抬升与下降趋势，来判断河道整体水流条件是否得到改善。图1～图3为2019年度三站比较图，从1974年水库控制运用以来，水位流量关系点基本呈两条带状分布，同流量水位稍有下降，河道下泄能力增强。

图1 咸阳站历年最高水位最大流量关系线

图2 临潼站历年最高水位最大流量关系线

图3 华县站历年最高水位最大流量关系线

1.2.2 渭河下游年度常水位变化趋势分析

根据咸阳、华县水文站多年平均流量值，并考虑黄委会防总历年采用值，确定渭河下游咸阳站以下河段常流量为200 m3/s，常水位抬升说明河道水力特性下降，反之则说明河道特性变化趋势良好。通过对渭河下游咸阳站和华县站的实测资料统计分析，将2015年汛后至2019年汛后的常水位变化列于表2。

表2 2019年度及近期渭河下游各水文站常水位变化表 水位：大沽基面 m

1.2.3 渭河下游主槽过洪能力

依据2019年度汛后的实测淤积断面资料和控制水文站水位流量关系以及河道的冲淤情况，分析确定年度渭河下游洪水行洪以及洪水出槽漫滩情况。根据淤积断面的洪痕高程和各断面上下游水文站相应流量，确定具有河道区段代表性断面滩唇高程，推求其所对应的流量即为该段河道主槽的过洪能力，成果见表3。

表3 2019年及近期(2017年～2019年)渭河下游主槽过洪能力统计表

2 水库运用与潼关高程变化

2.1 水库运用情况

水库运行方案总体要求：汛期敞泄，非汛期平均水位不超过315 m，最高运用水位不超过318 m。

2.2 潼关高程的变化分析

根据潼关水文站1000 m3/s时水位高程变化情况，分析水库运用对河道产生的影响。从表4统计情况可以看出，2002年汛后潼关高程为328.78 m，是三门峡水库全年控制运用以来汛后最高值。随着降低潼关高程各项措施的实施，潼关高程呈下降趋势，到2012年汛后潼关高程降至327.39 m。2013年以后，由于三门峡水库全年均持续高水位运用，造成潼关高程又开始抬升，到2019年汛后潼关高程上升为328.09 m，较2012年汛后抬升0.70 m。见表4、图4。

表4 2002年以来潼关高程变化情况表(大沽基面)

图4 2002年～2019年汛后潼关高程变化图

2.3 水库运用与潼关高程变化发展

黄河在潼关段河流流向由南转东，渭河支流也由此处汇入黄河。建库后潼关高程变化可分为5个阶段：

1)1960年9月～1962年3月水库初期“蓄水拦沙”期间，由于泄流能力不足和高水位运用，库区泥沙淤积严重，潼关高程显著上升，由323.40 m上升至328.00 m。

2)1962年4月～1973年10月水库“滞洪排沙”期间，潼关高程曾一度数年(1967年～1970年)徘徊在328.50 m左右。经过第2次改建即低水位泄流规模加大后，潼关高程下降(恢复)近2.0 m，1973年汛后达326.64 m，水库初期运用的不利影响基本得到消除。

3)1973年11月～1986年6月，三门峡水库按“蓄清排浑”方式进行控制运用，虽然非汛期最高运用水位按不超过326 m控制，且库水位在322 m以上的历时较长，由于该时段汛期入库洪水量接近设计水平，水库运用对潼关高程的影响较弱，所以，此阶段成功地实现了库区冲淤平衡和潼关高程相对稳定(326.64 m～327.20 m))，其中20世纪80年代初期渭河下游河道平滩流量仍可达4000 m3/s。

4)1986年7月～2002年10月，黄河和渭河汛期洪水量大幅度减少，其中潼关站2500 m3/s以上的洪水量减少90%以上，洪水冲刷河床的能力大幅度降低，黄河干支流河道普遍出现淤积与萎缩现象，潼关高程呈现间歇性上升(2002年汛后达328.78 m)。

5)自2003年汛期开始，由于汛期洪水量增大，加之潼关站流量大于1500 m3/s时的水库敞泄运用，挖掘了水库排沙潜力，因此，基本保持了潼关高程下降与稳定，至2012年汛后潼关高程已降至327.39 m。自2013年以后，由于三门峡水库全年均持续高水位运用，造成潼关高程又开始抬升，到2019年汛后潼关高程上升为328.09 m，较2012年汛后抬升0.70 m。

3 库区冲淤情况分析

3.1 库区冲淤情况

2019年度三门峡库区的冲淤量见表5。由表5可知，三门峡库区2019年度非汛期泥沙淤积0.0209亿m3，汛期冲刷0.7269亿m3，全年共冲刷泥沙0.7061亿m3。其中潼关以下冲刷0.1171亿m3，黄河小北干流冲刷0.3917亿m3，渭河下游冲刷0.1946亿m3，北洛河下游冲刷0.0027亿m3。因此，2019年度三门峡库区总体淤积状况为冲刷。2019年渭河下游各区段冲淤情况见图5。

表5 2019年度三门峡库区各河段冲淤量分布表 单位：亿m3

图5 2019年渭河断面淤积分布图

3.2 渭、洛河下游冲淤变化及分布

3.2.1 渭河下游

2019年度渭河下游河势整体变化不大，主槽受洪水影响左右摆动，个别断面因淤积影响，河道断面发生变化。总体看河势整体变化不大，局部河段有冲刷变化，在黄河洪水和渭河洪水的共同影响下，渭河入黄段河道顺直，河势向有利方向发展。经计算渭河下游2019年度各时段各区间河道冲淤情况列于表6。

表6 2019年度渭河下游冲淤量及分布表

3.2.2 北洛河下游

2019年北洛河下游总体呈现冲刷状况，河道泥沙减少0.0027亿m3，其中非汛期淤积0.0014亿m3，汛期冲刷0.0041亿m3。从淤积分布来看，洛淤3断面以下淤积0.0012亿m3，洛淤3断面以上冲刷0.0039亿m3。北洛河下游冲淤及其分布情况见表7。

表7 2019年度北洛河下游冲淤量及分布表

3.2.3 渭河下游2020年淤积发展趋势预测

运用水文数据的数理统计结合趋势预测方法，对渭河1961年～2019年时间淤积系列进行数据分析，并对2020年度库区淤积趋势进行预估。目前库区淤积资料已经积累59 a，具有一定的连续性，是一个随机的时间系列样本，其变化规律与流域的产汇流规律同步，同时包含潜在的河床发展演化规律，因此对其进行数理统计规律分析是可行的必要的，采用五种分析方式对其进行尝试性分析计算与比较：a.平稳时间序列模式；b.方差分析周期模式；c.周期分析与平稳时间序列合成模式；d.平稳时间序列与周期分析合成模式；e.谐波回归分析法五种方法预计结果。

通过对结果的比较平稳时间序列模式及谐波回归分析法符合渭河淤积发展规律，可认为2020年渭河淤积趋势为冲多於少概率事件，其在正常水库运用模式下，将产生0.1106亿t～1.168亿t的冲刷量，根据这也符合2020年渭河中长期洪水预报有大洪水发生的结论(见表8、表9)，本次2020年度渭河淤积趋势预测见表10。

表8 2020年临潼站最大流量预测

表9 2020年临潼站年径流量预测

表10 数理统计分析方法对渭河下游淤积2020年预估

3.2.4 渭河下游的河势变化

2019年9月渭河发生较大洪水，部分河段河道拓宽，河槽刷深，过水面积略有增大，河床整体摆动不大，河势基本稳定。汛期渭河下游上段河势总体稳定，变化不大，部分河段主槽有所刷深；下段部分河段弯顶上提下挫，河势变化较大。

4 结论与建议

1)2019年度黄河小北干流为丰水少沙年；渭河下游、泾河属于平水少沙年，汾河、北洛河均属枯水少沙年。

2)近几年三门峡水库运用水位非汛期超318 m天数较多，建议加强科学调度发挥水库减灾防洪效益。

3)2019年非汛期抬升0.15 m，汛期抬升0.06 m，总体抬升了0.21 m。

4)2019年度断面法计算三门峡库区共冲刷泥沙0.7059亿m3，其中黄河小北干流冲刷0.3917亿m3，潼关～三门峡大坝冲刷0.1171亿m3。渭河下游冲刷泥沙0.1944亿m3，北洛河下游冲刷泥沙0.0027亿m3。