河床演变学 水库淤积及其防治

[如何减缓黄河下游河床淤积（崔庆瑞张杰王垂井）]河床淤积的影响黄河水少沙多，水沙不平衡，泥沙不断淤积使河床逐渐抬高，排洪能力降低，“二级悬河”的形势日趋严峻，加大了洪水对堤防的威胁。

因此，必须采取生物、工程等多种措施加强对黄河流域的综合治理，以减缓下游河床淤积，保证黄河堤防的抗洪能力。

一、搞好水土保持，减少泥沙入黄由于黄河上中游的多沙粗沙区土质疏松、植被稀薄、沟壑纵横，土壤外表受到暴雨打击时，土壤孔隙堵塞，雨水下渗速度减小，大量径流顺坡而下。

因此，加强黄土高原地区淤地坝建设，植树造林，制止人为的滥垦滥伐、毁林开荒和过度放牧，集中资金、技术、人力，以小流域为单元，采取工程、生物和耕作等综合措施，防治结合，强化治理，减少入黄泥沙，是缓解黄河下游河床淤积的根本措施。

二、加强黄河中游水库调控在黄河上中游兴建一批水利水电工程，形成以龙羊峡、刘家峡、大柳树、碛口、古贤、三门峡和小浪底7座骨干水利枢纽工程为主体的黄河水沙调控工程体系，各大水库联合进行泥沙调节，形成高效造床输沙洪水，排沙入海，将会更有效地减缓黄河河道泥沙淤积。

三、利用小浪底水库进行调水调沙到目前为止，黄河调水调沙已成功实施了6年。

从试验效果来看，调水调沙能够塑造协调的水沙关系，改变下游河道严重淤积的不利局面，对实现“河床不抬高”的目标，进而谋求黄河的长治久安，形成有利于黄河下游河道减淤的水沙条件起到了积极作用。

因此，适时进行调水调沙，定期集中大流量对黄河下游河道进行冲刷，扩大河槽断面，提高过流能力，是减缓黄河下游河道淤积的有效措施。

四、进行河道疏浚利用现代化手段和大型机械设备，采取百船工程等多种疏浚主槽的积极措施，从黄河河口段开始进行挖沙，减少河道泥沙淤积的绝对量，对降低河床、稳定主槽、增加河道过流能力和水流挟沙能力，形成溯源冲刷具有极大的推动作用。

五、淤筑相对地下河一是在可能发生顺堤行洪、堤沟河的临河堤段进行淤临，实现主河槽的相对降低；二是利用河道泥沙淤高背河地面，加固黄河大堤，变地上悬河为相对地下河；三是废除生产堤，扩大行洪断面，给洪水和泥沙以出路，增加滩地漫滩落淤的几率，减少横河、斜河和顺堤行洪发生的可能性，确保黄河安澜。

水库淤积形成及其影响和应对措施水库淤积形成及其影响和应对措施Reservoir formation and its influence and Countermeasures在天然河流上建筑水库后，将会给该区域一系列的影响。

库区水位的举高，使过水断面扩展，水力坡降变缓，水流速度减小。

这些将致使水流挟沙才能的降低，然后改动原河道的泥沙运动规则，致使很多泥沙在库区逐步沉积淤积。

也就是说，建筑水库成为河流泥沙淤积的主要原因。

In the natural river after building reservoir, will give the area a series of. Reservoir water level up, make the cross section, hydraulic gradient is slow, flow velocity decreases. These will lead to reduced flow, sediment movement rules and then change the original river, causing a lot of sediment deposition in the reservoir sedimentation gradually. That is to say, building reservoir become the main cause of river sediment.在我国华北的黄河和海河水系，水流含沙量很大，库区的淤积也就相对较高。

例如黄河三门峡水库，多年均匀含沙量达37.8 kg\/m?，在1960-1970年，水库总淤积泥沙达55.5亿t，使库区的库容丢失高达43%。

In North China 's the Yellow River and Haihe River, sediment concentration, reservoir sedimentation is relatively high. For example, the Yellow River Sanmenxia reservoir, years of uniform sediment concentration up to 37.8 kg\/m?, in 1960-1970, total reservoir silting mud Sardar 5550000000 T, the reservoir capacity loss of up to 43%.水库泥沙淤积的对水库运用和上下流河流发生的不良影响是多方面的。

《河床演变学 [浅谈古尔图河河床演变规律及其整治]》摘要：①古尔图河水情特征：古尔图河属于山区季节性多泥沙河流，河道枯水期(流量10m3/s以下)有5个月，即1、2、3、4、5月上旬、12月中下旬;平水期(流量10m3/s30 m3/s)有4.5个月，即5月中下旬，6月上旬、9、10、11、12月上旬;洪水期(流量30 m3/s 个以上)有2.5个月;水量随气温、降雨变化较稳定，且在时间、空间分布规律较明显，c河床演变特性：①河流比降较大，水流具有较强的携沙能力，输沙常处于不饱和状态，所以古尔图河河流的河床演变是以纵向冲刷下切、横向侵蚀拓宽为主的发展趋势，河流中的泥沙运动是产生河床演变的主要原因，河床冲淤变化也是泥沙运动的结果;因此，研究河床演变规律、了解河流泥沙的来源及其特性，是整治泥沙危害变害为利的首要任务，同时也是保护自然环境、实现可持续发展的重要途径之一新疆河流均为冲积扇河流，全疆绝大部分灌区、村庄、主要城镇均处于各河道冲积扇上;新疆乌苏市古尔图镇及农七师123、124、125、127团就位于古尔图河下游的冲积扇上;古尔图河发源于发源于天山北麓的博罗科努山，属于典型的山区季节性多泥砂河流，每年汛期暴雨、泥石流导致上游河床严重淤积，险情不断，水利工程损毁严重，造成引水排沙两难的境地;下游自然环境因河床演变和人为因素破坏，导致部分国家级保护植物如野生胡杨、白梭梭等自然植被枯死，农业需水量得不到满足，给古河流域的人民带来了沉重的负担，严重制约了农业经济的发展;因此，了解和掌握河床演变规律、整治泥沙淤积具有重要意义，同时也是保护自然环境、实现可持续发展的重要途径之一。

古尔图河流经古尔图牧场，在甘家湖牧场与奎屯河、四棵树河汇合，由南至北注入艾比湖。

古尔图河全长115公里。

主要由五条支流汇合而成，后经哈拉少拉山流出，河床最宽处250米左右，由南至北而下，年径流量3.45亿立方米，泉水年涌水量2.61亿立方米，汛期最大瞬时洪峰流量110m3/s。

4河床演变及泥沙冲淤分析4.1河段特性渭河是黄河最大的一级支流，发源于甘肃省渭源县鸟鼠山，自西向东横跨甘肃、宁夏、陕西三省（区），于潼关注入黄河。

主河道全长818km，流域总面积13.5万km2。

林家村至咸阳陇海铁路桥全长171km，被划分为中游段。

咸阳城区河段从上游吕村至陇海铁路桥全长9.5km，平面形态比较顺直，河宽约450～760m。

河道纵坡较缓，比降为0.65‰～0.95‰。

岸坎北高南低，其中南岸坎高2～3m，系粘土、壤土岸质；北岸坎高3～4m，上部为壤土，下部由粘土组成，抗冲力强，历史上该河段河势变化不大。

后经多年治理，现主河槽单一，平面摆动进一步减小，河势也较为顺直。

1965年进行渭河流域规划时，对此段河道平面形态指标进行过分析，1999年进行渭河中游干流防洪工程可行性研究时，进行了复核，两次比较成果见表4—1。

由表4—1可以看出，经过多年治理，该河段现状1999年比1965年河道的曲率半径增大，中心角减小，过渡段和弯道纵距相应加长，河道形态趋于平顺，对行洪更加有利。

该河段河床多为细沙、粗沙组成，洪水中泥沙含量较大，颗粒甚细。

从长时段来看，河床冲淤基本平衡，而2003年汛期连续发生5次较大洪水，河槽较前出现明显的冲刷。

历史上该河段相对稳定，俗称“咸阳”十里峡。

该河段内已建有西宝高速公路桥、西兰一号、二号公路桥和陇海铁路桥组。

咸阳水文站位于一号公路桥上游约120m处。

按照2001年水利部审查通过的《陕西省渭河中游干流防洪工程可行性研究报告》，渭河咸阳城区段堤防间距不小于600m，北岸堤防洪水标准为100年一遇，南岸堤防洪水标准为50年一遇。

目前，北岸堤防建设已基本完成，南岸堤防正在建设之中。

4.2来水来沙分析4.2.1 泥沙概况渭河是一条多泥沙河流。

从总体看，渭河中游段输沙基本处于动平衡状态，但年际之间的变化较为悬殊。

咸阳水文站为本次设计依据站，其多年平均悬移质输沙量为1.52亿吨，最大输沙量为3.88亿吨，发生在1973年，最小为0.06亿吨，发生在1997年，最大值是最小值的65倍。

探讨河道淤积的原因及治理措施摘要：自改革开放以来，我国城市化建设进程不断加快，且随着现代社会生产以及社会生活方式的转变，河道淤积问题日益突出，排灌能力下降，河道水体受到严重污染，疏浚河道成为目前广大群众最关心的现实问题。

为进一步实现“河畅、水清”的目标，恢复河道原有的排涝排灌功能以及绿色生态长廊，本文从影响河道淤积的各种因素入手，全面阐述解决河道淤积的基本对策。

关键词：河道；淤积；治理措施1.引言目前，我国水利水电工程的建设整体呈规模化以及数量化的发展趋势，中小型水利工程逐渐增多，与其他大型水利水电工程不同，部分中小型水利水电工程受自身管理及维护能力的限制，缺乏对河道疏浚整治的能力，使得河道淤积与自然生态环境之间的矛盾越来越突出。

长期以来，社会生产规模的不断扩大，使得城市在生产生活以及各工程灌溉等方面的用水量逐渐递增，受干旱灾害的影响导致河道上游储水期的储水量逐渐减少，且由于水体长时间的静态储存，大量水生垃圾杂物不断繁衍，从而是河道不断的淤积，河床高度不断被太高，在某种程度上降低了河道原有防洪、抗涝以及储水能力。

为有效改善河道“脏、乱、差”状况，工程维护方面首先应制定详细的整治方案，落实并加强河道长效管理，加大河道整治力度，确保河道水环境面貌的根本改变。

2.河道产生淤积现象的主要原因淤积，是目前我国现有河道运行过程中最为常见的治理问题，淤积情况较为严重时，削减河道原有泄洪以及通航能力，且对河道整体生态环境造成严重破坏。

从河道运行机制来看，河道淤积的原因是多方面的，主要涉及河流动力与认为破坏两个方面。

2.1流砂使河底抬高根据对河道中淤积成分的抽样检验发现，河道底部所沉积泥沙的性质在土壤学中属于沙性土壤，这种性质的泥沙具有较强的流动性。

尽管河道疏浚整治结束后，河道内水体体积减少，河道水位急剧下降，但是由于地下水的不断渗出，且沙土含水量较大，导致处于静态的泥沙开始流动，而当河道水位上升后，流砂的依然处于长期流动状态，进而导致河道水位被抬高。

水库淤积水库淤积是水库设计和管理中的一个难题。

在河道上兴建水库会改变河流的水流条件和泥沙运动状态，使泥沙在水库库区内淤积，从而降低水库的使用效益，甚至导致水库失效报废。

因此，人类在修建水库时不能不认真考虑泥沙淤积和水库寿命问题。

根据1986年的资料，世界上水库的总造价计为六千亿美元，单个水库的平均寿命约为二十二年。

到该年为止，全世界各种类型水库的总库容约为四万九千亿立方米，相当于河流年径流总量的百分之十三，其中库容超过五十亿立方米的水库的总库容约为四万零五百亿立方米。

这些水库的总库容因泥沙淤积每年约减少百分之一，即五百亿立方米，换言之，泥沙淤积所造成的损失平均每年相当于六十亿美元。

就我国情况而言，北方河流含沙量一般较高，淤积严重，如青铜峡水库运行17年，水库淤积了总库容的87% ，而旧城水库运行了11年，水库已经全部淤满；南方河流含沙较少，淤积情况轻微，如新安江水库运行16年，水库淤积仅占总库容的0.1 % 。

水库淤积不仅会影响水库的综合效益，而且还会造成其他严重后果。

一、水库是如何淤积的?水库淤积与许多因素有关，其中最主要的原因是，水库蓄水后，库区和回水段的水深及过水断面积都增大了，水面坡度减小，导致库水的流速减缓，输沙能力降低，其挟带的泥沙就部份或全部地在水库库底沉积下来。

虽然，人们可以采取适当措施减缓淤积的速度，但是，水库淤积通常是很难根治的。

河流中的泥沙运移和淤积是地球表面泥沙运动的一个组成部份。

地球表面的泥沙运动可分为侵蚀、搬运和沉积三个过程，其动力有水、风、冰和重力等，泥沙运动和地球的内应力作用一起塑造着地球的外貌。

当谈到泥沙运动时，侵蚀是指岩石或土壤被剥离(或溶蚀)、并被移走的过程，侵蚀所产生的土壤或岩石颗粒即称为泥沙；如果按照搬运方式来划分，泥沙有两种，悬浮在水流中运动的是悬移质泥沙，而沿河底滚动、滑动或跃移的为推移质泥沙；当泥沙由运动状态变为静止状态时称为泥沙的沉积，泥沙在水库中沉积就形成了水库淤积。

河床演变:在不恒定的进出口条件及复杂可动边界的水沙二相流运动的一种体现形式.整治:用工程的手段达到兴利除害.防洪,农田水利,水力发电,给水和排水,航运及水产养殖等山区河流河床形态：断面形态：U 或V字形(下切)，谷坡为阶梯状.阶地是河流下切的产物.平面形态：河道曲折多变,沿程宽窄相间,比降大,急滩深潭上下交替,二岸与河心常有巨石突出,岸线和床面极不规则.河流走向由地质构造运动决定.水流及泥沙运动:1河流流态:水面比降大，.流态紊乱险恶,常有回流,旋涡,水跌,水跃,急弯,剪刀水,横流.洪水暴涨暴落2洪枯流量相差大3悬移质含沙量视地区而异4河道的推移质多为卵石及粗沙5河床多由原生基岩、乱石和卵石组成河床演变:1山区河流比降大流速大含沙量不饱和,利于河床向冲刷方向发展2部分河段暂时性淤积和冲刷1卵石运动引起的演变(汛期淤积增大,枯季冲刷,年内基本平衡)2悬移质运动引起(1一般为冲泻质2宽谷段由主流摆动出现的回流淤积3宽谷段由下游峡谷壅水引起的淤积)3溪口滩形式出现的(1大的山区河流,当二岸溪沟发生洪水或泥石流时,常在溪口堆积成溪口滩2冲积物量大粒粗,不易被主流带走,表现为冲冲淤淤)4地震山崩滑坡引起(大规模地地震山崩滑坡引起河道堵塞,引起上下游出现壅水和跌水,剧烈改变水流和河床形态)平原河流概述:河床形态：平面上具有,顺直,分汊,弯曲,散乱四种.横断面分抛物线形,不对称三角形,马鞍形,多汊形.平原河流的纵剖面无明显折点，深槽浅滩交替，河床纵剖面有起伏的波状曲线，平均纵比降比较平缓。

水流及泥沙运动:平原河流集水面积大，汇流时间长,洪水没有陡涨陡落的现象,持续时间较长河床的演变:规律是汛期淤积壮大,枯季冲刷萎缩顺直型：中水河槽顺直，边滩呈犬牙交错状分布，并在洪水区向下游平移。

弯曲型：中水河槽具有弯曲外形，深槽紧靠凹岸，边滩依附凹岸，凹岸蚀退，凸岸淤长，河身在无约束条件下向下游蜿蜒蛇形，在有有约束条件下平面形态基本保持不变，前者通称自由弯道，后者通称约束弯道。