学文网[摘要] 分析了黄河内蒙段在“81.9”大洪水过程中的河槽冲刷和过洪能力，结果表明：在大洪水过程中，河槽冲刷量（冲刷面积和冲刷深度）与洪水大小成正比，涨水阶段冲刷剧烈，整个河段自上而下主槽冲刷3.4～5.1m，同水位面积较汛前增大约1倍，增大的面积主要来自河槽冲刷；汛后河槽回淤也非常大，整个河段自上而下回淤1.4～4.3m，同水位面积减小约51%；洪水过程中的过洪能力，是随河槽冲刷量的增大而增大，增大的过洪能力，主要由河槽冲刷增大的面积所形成。
[关键词] 黄河内蒙段；“81.9”大洪水；河槽冲刷；过洪能力；汛后回淤
中***分类号：TV122文献标识码： A 文章编号：
引言
自1990年以来，黄河上游来水持续偏小，进入内蒙河段的洪峰流量均没有超过3000m3/s，致使内蒙段的河道不断淤积，与“81.9”大洪水后的河道相比，巴彦高勒至昭君坟河段淤积高度约在3.3～2.3m，头道拐河段淤积较少，大约在0.6m左右。由于河道的淤积，使过洪能力减小，封河水位抬高，漫滩水流加重，槽蓄水增量增大，凌汛险情增多。现状河道的淤积情况，如发生大的洪水是否能够安全通过，也是人们关注的问题。本文以“81.9”大洪水为例，分析内蒙河段在大洪水过程中的河道冲刷规律，以揭示大洪水过程中的河道过洪能力。
1．“81.9”大洪水的河槽冲刷情况
（1）巴彦高勒断面。“81.9”大水最高水位1052.07m，最大流量5290m3/s。 “81.9”大洪水过程的断面冲淤变化是非常大的，最高水位时的断面与汛前相比，主槽平均冲深3.42m，局部最大冲深9.7m，同水位面积较汛前增大139%；汛后断面与最高水位时相比，主槽平均回淤1.39m，面积减小31%。
（2）三湖河口断面。“81.9”大水最高水位1019.97m，最大流量5500m3/s。“81.9”大洪水过程中起点距440～715m的河床全部被冲刷，最高水位时的断面与汛前相比，主槽平均冲深3.82m，局部最大冲深6.5m，同水位面积较汛前增大96%；汛后断面与最高水位时相比，主槽平均回淤2.74m，面积减小54%。
（3）昭君坟断面。“81.9”大水最高水位1009.70m，最大流量5450m3/s。 “81.9”大洪水过程中整个断面普遍冲刷，最高水位时的断面与汛前相比，河床平均冲深5.13m，局部最大冲度8.3m，同水位面积较汛前增大91%；汛后河床回淤较多，与最高水位时相比，主槽平均回淤4.33m，面积减小67%。
通过以上对三断面的分析可知，内蒙段在“81.9”大洪水过程中的冲刷是非常大的，整个河段自上而下主槽普遍冲刷3.4～5.1m，峰顶时的过水面积较汛前增大约1倍。汛后河槽的回淤也非常大，整个河段自上而下回淤1.4～4.3m，面积减小31～67%，与最高水位时相比，三个断面平均回淤2.8m，面积平均减小51%。
2．大洪水的河槽冲刷过程
在巴彦高勒断面、三湖河口断面、昭君坟断面在1981年大洪水过程中的水位～面积关系线中，反映出河槽的冲刷过程。
（1）在巴彦高勒断面在洪水起涨前，面积点据仍在汛前关系线上，当水位上涨到1050.7m以上后，河床开始冲刷，面积开始增大；随着水位的继续上涨和流量的继续增大，面积也随之迅速增大。面积随水位（流量）成线性变化，水位每上涨10cm，面积增大约140m2，峰顶时的面积，较汛前同水位增大了108%。峰顶过后水位虽在下落，但河床没有随之回淤，同水位面积比涨水还增大很多。
（2）在三湖河口断面也是在洪水起涨前，面积点据仍在汛前关系线上，当水位上涨到1018.0m以上后，河床开始冲刷，面积开始增大。经计算，初始阶段水位每上涨10cm，面积增大约60m2；接近峰顶时，水位每上涨10cm，面积增大约170m2。峰顶时的面积，较汛前同水位增大了约90%。
（3）昭君坟断面也是在洪水起涨前，面积点据仍在汛前关系线上，当水位上涨到1008.4m以上后，河床开始冲刷，面积开始增大。经计算，初始阶段水位每上涨10cm，面积增大约60m2，接近峰顶阶段，水位每上涨10cm，面积增大约180m2。落水说明落水过程河床回淤较慢。
通过以上三断面在大洪水过程中的水位面积关系线变化显示，内蒙段的河槽在大洪水的涨水阶段冲刷剧烈，河床的冲刷随流量的增大而增大；过水面积的增大主要由河床冲刷增大的面积组成，水位上涨所增加的面积相对较少。落水阶段河床虽有回淤，但较慢。
3．大洪水过程中河槽过洪能力的变化
在巴彦高勒断面、三湖河口断面、昭君坟断面1981年水位流量关系线中，其中1线是依据汛前大断面绘制的水位流量关系线，2线和3线是“81.9”大水实测的水位流量涨水关系线和落水关系线。
“81.9”大水起涨后，实测点就偏离了汛前关系线，随着流量的继续增大，偏离越来越多，接近峰顶时，同水位流量较汛前增大近1倍。这表明，洪水过程中的过洪能力是随着流量的增大而增大，而过洪能力的增大是由河床冲刷的面积增大所形成。
4．各级流量下的河床冲刷面积和冲刷深度
从巴彦高勒断面、三湖河口断面、昭君坟断面在各级水位下汛前断面面积和涨水过程的断面面积，各断面在涨水过程的流量， “冲刷面积”为同水位“涨水过程断面面积”减“汛前断面面积”而得，“河槽平均冲深”为“冲刷面积”除以“水面宽”而得,“冲刷面积占汛前面积比例”为“冲刷面积”除以“汛前断面面积”而得，绘制了流量与断面河床冲刷面积和冲刷深度关系***、冲刷面积占汛前断面面积比例关系***。由于各断面的水面宽不同，因而引起各断面的冲刷面积、冲刷深度、冲刷面积所占汛前断面面积比例存在一些差异，但各断面的相关关系显著，三断面合并后的关系也很密切，相关系数都大于0.93。
依据有关的关系，计算了内蒙河道在各级流量下的断面冲刷面积和冲刷深度、以及冲刷面积所占汛前断面面积的比例，各级流量下的冲刷面积、冲刷深度，是随着流量的增大而增大。如4000m3/s的洪峰，冲刷面积增大断面过水面积约1067m2,主槽平均冲深约2.48m，过水面积较汛前断面增大约91%。
5．初步认识
（1）黄河内蒙段的河床由粉砂组成，在大洪水过程中的冲刷是非常大的，冲刷量（冲刷面积、冲刷深度）与洪水大小成正比，洪水越大冲刷量越大。
（2）黄河内蒙段在洪水过后的回淤也非常大，经分析，5000m3/s洪水的冲刷量，汛后约回淤50%；4000m3/s洪水的冲刷量，汛后约回淤70%；3000m3/s洪水的冲刷量，汛后约回淤90%；2000m3/s洪水的冲刷量，汛后基本全部回淤。近二十年来内蒙河道一直处于上淤状态，就是因为没有大洪水造成河床的有效冲刷。
（3）黄河内蒙段在大洪水过程的过洪能力，是随着的河床冲刷增大而增大，而河床的冲刷则是随着流量的增大而增大。
（4）根据内蒙段河道淤积现状，部分区段流量1500m3/s就开始漫滩，如遇大洪水，河床没有来得及冲刷水流已漫滩，使冲刷河床的水力条件减弱，因而河床冲刷不会像“81.9”洪水那样剧烈，河道的过洪能力也不会有“81.9”那么大。
作者简介：王凯（1982—），男，本科，助理工程师，主要从事水文监测及研究工作。
转载请注明出处学文网 » 黄河内蒙段大洪水过程中的河槽冲刷及过洪能力