三门峡水库对陕西库区的影响及其治理对策(唐先海,雷福州,杨武学,冯普林)

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三门峡水库陕西库区的影响及其治理对策*

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唐先海,雷福州,杨武学,冯普林水利论文 W1Pq%V0O#C]
(陕西省三门峡库区管理局)
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摘要:三门峡水库于1960年建成并投入运用。四十年来,水库经历了蓄水拦沙、滞洪排沙和 “蓄清排浑”三个不同方式的运用阶段,库区发生了深刻的变化。本文着重分析三门峡水库的运用及潼关高程的变化,库区的冲淤变化及其对陕西库区带来的影响,并针对库区存在的问题,提出了库区治理的对策。

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关键词:三门峡水库; 库区; 影响; 治理对策

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作者简介:唐先海(1941-),男,陕西省三门峡库区管理局高工。水利论文R%RF#d(V:^

1.三门峡水库的运用和潼关高程的变化

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1.1 水库运用概况水利论文p(p*V7ZQ {S hqs4Y"r

  四十年来,三门峡水库共经历了蓄水拦沙、滞洪排沙、“蓄清排浑”三个运用阶段。在蓄水拦沙运用期(1960.9.15~1962.3.19)水库主要经历了两次高蓄水,其最高蓄水位分别为332.58m和332.53m,在滞洪排沙运用期(1962.3.20~1973.10),进行了两次枢纽改建,在此期间,每年冬季进行防凌蓄水,一般历时1~3个月,汛期敞泄运用。自1973年11月起水库改为“蓄清排浑”运用,非汛期除防凌蓄水外还增加了春灌蓄水和防凌提前蓄水,据实测资料统计,非汛期平均运用水位为316.29m,平均蓄水历时为213天。水利论文 Y-Ug0M`

1.2 潼关高程的变化

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  潼关是黄、渭、洛河汇流后的一个天然卡口,历来对黄、渭、洛河起着局部侵蚀基准面的作用。三门峡建库前,潼关高程为323.4m。随着三门峡水库的运用,潼关高程逐步抬升,到1969年汛后,潼关高程为328.4m,即较建库前抬升5m。第二期改建期间,水库汛期敞泄运用,潼关高程有明显下降,到1973年汛后下降1.8m。“蓄清排浑”运用26年来潼关高程的变化列于表1。可以看出,第一,在“蓄清排浑”运用期间,潼关高程有升有降,但以抬升为主要趋势。特别是进入90年代以来,潼关高程一直居高不下,目前仍较建库前抬升4.85m。第二,在“蓄清排浑”期间,非汛期潼关高程抬升,汛期经过多场洪水冲刷后下降,抬升值往往大于下降值,从而形成潼关高程持续抬升且居高不下的状况。

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  分析潼关以下库段的冲淤变化可以看出:在非汛期,潼关以下河段的淤积部位随着水库蓄水位的变化而变化。例如1977年最高运用水位达325.99m,淤积重心在黄淤38断面附近;1999年最高运用水位为320.78m,淤积重心在黄淤31断面附近。图1点绘了潼关~河段的冲淤变化与潼关高程升降的关系。从图中可以看出,潼关高程的变化与潼关~河段冲淤变化有比较明显的关系,潼关~河段冲刷,潼关高程一般下降;潼关~河段淤积,潼关高程抬升。从上面分析可以得出这样的认识:由于水库非汛期运用水位高且历时长,泥沙淤积部位偏上,在潼关附近河段形成淤积体,致使潼关高程抬升,因此说,三门峡水库的运用是潼关高程抬升的根本原因。最近一段时间以来,很少形成有利的水沙条件冲刷潼关河床,因此,水沙条件亦是影响潼关高程变化的重要因素。

表1“蓄清排浑”运用期潼关高程变化表
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Table 1 Tongguan elevation variation during the period of storing clear water and discharging muddy water

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运用

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年度

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潼关1000m3/s水位m

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潼关高程升降m

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运用

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年度

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潼关1000m3/s水位m

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潼关高程升降m


汛 前汛 后非汛期全 年汛 前汛 后非汛期全 年
1973326.641987327.30327.160.12-0.02
1974327.19700.550.06198837080.21-0.08
197523040.53-0.66198962360.540.28
1976326.51230.470.19199075600.390.24
1977327.37791.140.561991328.02328.120.420.52
197830327.090.510.30199237327.360.25-0.76
197976620.670.531993327.70780.340.42
198082380.20-0.241994328.01940.230.16
198162326.940.24-0.44199510328.340.160.40
198244327.150.500.21199650070.16-0.27
198339326.570.24-0.58199720100.130.03
198418750.611.18199823200.130.10
1985326.96640.21-0.11199940250.200.05
1986327.08327.180.440.54

2 库区的冲淤变化及其分析水利论文C({0Rk0Q8g o

2.1 库区冲淤概况

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  根据实测资料,点绘三门峡水库历年累计淤积量如图2所示。

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图1 潼关高程与潼段冲淤关系图水利论文0p(QbR u4wN C
Fig.1 Relationship between Tongguan elevation and amount of erosion and deposition at Tongguan Guduo reach

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图2 三门峡水库历年累计淤积量图水利论文EZ+^.fm6_;|5P
Fig.2 Accumulated amounts of erosion and deposition of Sanmenxia Reservoir over the years水利论文 v(x8`|n ^

  三门峡水库运用以来至1999年,全库区淤积泥沙57.0亿t(未包括渭河华县以上淤积量,按淤积断面测量成果统计,华县以上累计淤积体积达4.2876亿m3),其中潼关以上淤积42.7亿t,占 74.9%;潼关以下淤积14.3亿t,占25.1%。因此,三门峡库区泥沙淤积的重心在潼关以上库段。水利论文4Q]'Q*Bh2L'gD x#^

2.2 渭河下游的冲淤变化水利论文)CNS-N&Xe

  根据三门峡建库以来的实测资料统计,渭河下游的冲淤情况列于表2。可以明显看出:第一,泥沙淤积不断发展。自建库以来至1999年10月,共淤积泥沙13.0258亿m3;第二,泥沙淤积重心不断上移。在三门峡枢纽第二期改建前,渭河下游泥沙淤积的重心在华县(渭淤10断面)以下河段,在第二期改建时期,淤积重心在华县至临潼(渭淤26断面)河段,在“蓄清排浑”运用期,临潼以上河段已由冲刷变为淤积;第三,泥沙淤积的范围不断向上游延伸,目前咸阳铁路桥(渭淤35断面)以下形成全河段淤积。

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表2 渭河下游泥沙淤积体积及分布表
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Table 2 Distribution of deposition volume in the lower reach of Weihe River水利论文(l2j@^XZ(g}

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枢纽
L @E0B~*V&j|&{'xL0改建前水利论文OQW5~ v
1960.6~水利论文 {b+y#oI}
1966.5
第一期
0?B!M&vZ9\lb0改建期
+h1W-oY+aaR|(a01966.5~
`q Pr/k(F-j01969.10
第二期水利论文f{#SdZcv]'I
改建期
E3C sNW+C01969.10~水利论文&@"W(|g.cTOofD
1973.10

“蓄清排浑”运用期(1973.10~1999.10)水利论文$y:x%CU9J

建库以来1960.6~水利论文 P7~;RB1\%q,w,^
1999.10
水利论文6N$s1{s'ph

冲淤

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体积

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%

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其  中水利论文O u2H `&Uu

1973.10~1981.101981.10~1991.101991.10~
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1999.10
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体积
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渭淤

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0.19088.90.21433.1-0.0088-0.70.15605.70.059186.80.056718.00.04021.70.55234.2

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水利论文?(m&JOVa,a*f

1~101.445267.64.968372.30.163712.61.608759.20.044965.90.262483.21.301455.78.185962.9
10~260.568326.61.647724.01.138187.50.671824.7-0.2173-319.100.035311.20.853836.64.025930.9
26~28-0.0624-2.90.01910.30.04123.21.12844.70.1103162.0-0.0337-10.70.05182.20.12631.0
28~37-0.0029-0.20.01720.3-0.0331-2.60.15425.70.0711104.4-0.0053-水利论文+zC#}3{ `
1.7
0.08843.80.13541.0
合 计2.13901006.86661001.30111002.71911000.06181000.31541002.335610013.0258100

2.3 潼关高程对库区淤积的影响水利论文 Cp1]1^4C!Q

  三门峡水库“蓄清排浑”运用以来潼关高程与渭河下游累计淤积体积变化绘制成图3。从图中可以明显看出,渭河下游淤积量的变化与潼关高程的升降趋势基本是一致的。当潼关高程抬升时,渭河下游泥沙就淤积;当潼关高程下降时,渭河下游泥沙就冲刷。以上充分说明了潼关高程的抬升是加剧渭河下游泥沙淤积发展的直接原因。因此,潼关高程的稳定下降,对潼关以上库区的防洪减淤有着重要的意义。

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3 泥沙淤积对陕西库区的影响

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  (1)同流量水位不断抬升。目前渭河下游华县站同流量水位较建库前抬升5m左右,临潼站抬升2.5m左右,北洛河朝邑站1999年500m3/s洪水位高达338.02m,均为历年同流量水位最高值。水利论文 HUS^N9L

  (2)临背差加大,渭河下游已成为“悬河”。根据去年勘测资料分析,华县以下河段的临背差为3~4.4m,华县至临潼河段为2~3m,在咸阳和西安河段最大达1.5m左右,使渭河下游成为“悬河”。水利论文x c!a;wB2IJL

图3“蓄清排浑”运用期潼关高程与渭河下游累计淤积体变化图
^ BF|B0Fig.3 Variation of Tongguan elevation and accumulated水利论文|XnPV9_??w6B
deposition amounts inlower Weihe River during the period of storing clear water and discharging muddy water
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  (3)渭河下游河势进一步恶化。一是主流摆动加剧,已建的河道控导工程不能控制河势变化;二是河道弯顶不断上提下挫,横河、斜河、“S”型河弯不断增多,危及大堤、公路和村庄的安全。水利论文,o0T^4o y

  (4)黄、渭河汇流区情势恶化,渭河尾闾段淤死的可能性依然存在。一是黄河主流西倒,形成黄河夺渭的严重局面;二是汇流区河床坦化、沙洲四起、水流散乱、淤积严重,渭河出流不畅。在目前潼关高程居高不下的情况下,类似1967年的水沙条件一旦出现,渭河尾闾段淤死的可能性依然存在。

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  (5)南山支流问题更加突出。随着渭河河床的抬高,其高含沙洪水经常倒灌南山支流,形成出口段严重淤积,致使南山支流过洪能力降低,最小只达到设计过洪能力的59.3%,加之堤防标准低、堤坡陡、隐患多,极易成灾,治理和防洪问题更加突出。

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  (6)库区移民返迁区防洪形势严峻。“92.8”洪水后,对移民生产围堤进行了加固维修,但由于投资所限,防御标准低,尚无管理设施,加之渭河河势的急剧恶化,时刻威胁围堤安全,如发生较大洪水,移民返迁区防洪安全尚未保证。水利论文N"@/jo(l,fd5@%m

  40年来,党和国家十分关注三门峡库区的问题,并投资进行库区治理,对防洪减灾发挥了重要作用。但工程治理规模小、标准低,仍未形成完整可靠的防洪、排涝体系,防洪形势十分严峻,生态环境更加恶化,灾害频繁发生,据不完全统计,40年来有16个年份堤防出现决口,几乎两年决口一次,累计决口65处,平均一年决口1.5处。渍、涝、盐碱灾害不断发展,一度发展到4.0万hm2,这些灾害给库区人民带来了沉重的灾难和损失,严重的影响了渭河下游乃至陕西经济的持续发展和社会的安定。水利论文M _A!Y%F(N)@ t

4 渭洛河下游的治理对策

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  4.1 基本思路

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  陕西省三门峡库区的问题,最根本的是泥沙问题。针对这一问题的解决,治理的基本思路是:坚持除害与兴利结合、治理与开发并举的方针,采取上拦、下排、区域治理的综合措施,迅速改变库区的生态环境,使三门峡库区变成一个山川秀美的库区。水利论文(Tj$t0E5@]M

  上拦:一是加强流域的综合治理力度,减少流域的水土流失;二是在库区上游主要干流上修建水库,进行调水调沙,以减少小水大沙的洪水进入库区。下排:一是改善三门峡水库运用方式,使潼关高程稳定下降,有利于库区水沙的下泄;二是进一步改建三门峡枢纽,增大泄流排沙能力。区域治理:一是挖河淤背,拓宽主槽,加大主槽过洪能力;二是加快河道整治步伐,稳定河势;三是加固培厚堤防,恢复堤防的防洪抗洪能力;四是放淤、淤灌,洗碱治渍,减少临背差;五是加强对南山支流全面治理,在部分支流上游兴建水库,下游河道进行拓宽整治,提高行洪抗洪能力;六是改造排水站,增大排涝能力。水利论文h2z f*O1q

4.2 加快近期治理工作

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  一是渭洛河治理续建工程应加紧建设。二是库区返迁移民防洪保安工程应尽早建设。三是东庄水库应列入国家基建计划,加快实施。

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5 结论与建议

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  (1)三门峡水库的兴建,对黄河下游的防洪、防凌、灌溉以及枢纽的发电等方面都发挥了显著的社会效益和经济效益,这些效益的取得都是库区人民,特别是陕西库区人民作出重大牺牲换来的。三门峡库区是黄河干流的组成部分,理应纳入黄河干流的治理之中,统一规划,统筹投资,加快治理。

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  (2)三门峡水库运用存在的主要问题是蓄水位高、蓄水历时长。分析认为,三门峡水库的运用是潼关高程抬升的根本原因。目前潼关高程一直居高不下,降低潼关高程已迫在眉睫。建议一方面要进一步改善三门峡水库的运用方式,另一方面应采取综合工程措施使潼关高程稳定下降。

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  (3)潼关高程的不断抬升,是黄、渭、洛河泥沙淤积不断发展的直接原因。泥沙淤积的加剧给库区的防汛、工程治理与管理,以及库区工农业生产的持续发展带来不利的影响,库区生态环境日趋恶化,洪涝灾害频繁发生。因此,加快库区治理的步伐已刻不容缓。

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*参加本题目工作的还有章西莉,冯李驹,毕银霞,马雪妍,石长伟

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