摘要:黄河下游花园口92.8洪水属于含沙量中等偏高的高含沙水流,洪峰也只是常遇流量级(6260 m3/s)的洪峰,但洪水位异常高(94.33m),仅比1958年22300 m3/s洪峰流量时的水位低0.09 m。本文通过现场查勘和对这场洪水水沙特性的分析,指出花园口站产生特高水位的直接原因是河床前期淤积,尤其是主槽淤积,以及该场洪水支、干流来水来沙的不利组合,而其根本原因却是来自于黄河上中游来水来沙的变化。自80年代后期,黄河下游的径流量和输沙量急剧减少,并且随着流域经济建设的日益发展,下游径流来量日益减少是必然趋势,这将给黄河下游河道带来一系列新的变化,对防洪安全提出一些新的问题,需要加强原型观测和深入分析研究。
关键词:黄河 高含沙洪水 流量 水位 水沙变化
1 洪水组成
1992年8月7日-13日,黄河中游陕西省境内水土严重流失地区连续发生三场大至暴雨,雨区时程分布为从陕北逐渐向陕南延伸。
第一场大雨,暴雨中心在内蒙古自治区伊克昭盟,东胜9小时降雨108mm,黄河一级支流皇甫川、孤山川和窟野河流域普降大雨,皇甫川8日7时实测最大流量5500m3/s,最大含沙量1080kg/m3,清水川8日8时54分洪峰流量1250m3/s,孤山川高石崖站8日9时06分实测洪峰流量3000m3/s,窟野河温家川站8日12时06分实测最大流量为10500m3/s,最大含沙量为1150kg/m3,由于黄河干流流量较小,洪峰传播至龙门水文站9日9时36分最大流量降至7450m3/s,最大含沙量为215kg/m3(9日20时),洪峰传播到潼关水文站10日7时42分,最大流量削减到3620m3/s;花园口流量站相应出现第一个洪峰(11日22时30分),洪峰流量2870m3/s,沙峰含沙量为91kg/m3(11日17时30分),参见表1。
表1 92.8第一场大雨洪峰、沙峰的相应出现时间
TBZThe first flood peak discharge and corresponding sediment concentration in August 1992
3.1.3 不利的来水来沙组成
“92.8”洪水过程由三场大到暴雨所组成,其中第一场、第二场暴雨洪水传播到下游虽然流量不大,但因雨区都分布在水土流失特别严重的地区,含沙量很高,加上三门峡库区大量冲刷,使出库洪水的含沙量进一步升高,在小浪底站出现了自13日9时至15日18时长时间的含沙量高达400kg/m3的连续沙峰,黄河中下游洪水中的泥沙,含沙量越高,所含极细的泥沙颗粒越多,粘性越大,所需的能坡也将比低含沙量或清水所需的能坡为大,也就是说,同流量的洪水位要比一般洪水的水位高。高含沙洪水在两岸有约束的狭窄河道中会引起冲刷,而在小浪底之下的宽浅河道中高含沙洪水大量上滩,由于过水断面大为增加,流速大为减小。上滩的高含沙洪水,由于流速减小,紊动减弱,将大致在10小时至20小时内以群体沉降方式迅速落淤,同时撇出上部相对清水层。造成下游河道滩、槽的大量淤积,在没有经过较小清水洪峰调整河道主槽淤积的情况下,紧接着来一个第4次洪峰,造成花园口水位猛涨的现象。
3.2 关于洪峰流量增大的原因分析
对“92.8”洪水期间潼关、三门峡、小浪底及花园口四站的输沙率变化过程进行粗略的计算(表2)可以看到,这四站连续6小时输沙率的峰值与各站所测的含沙量的峰值是同时发生的。它们由上游往下依次出现在各站出现洪峰的时间之前(小浪底两者几乎是同时出现的)这四站沙峰与洪峰发生的时间及峰值见下表。
表2 潼关、三门峡、小浪底、花园口四站“92.8”洪水峰值及发生时间
Flood peak discharge and sediment concentration of “92.8” flood
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