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黄河流域面积广大,但是大部分位于干旱和半干旱区,是世界著名的多泥沙河流。黄河下游河道不断堆积抬高所造成的洪水威胁一直是我国的心腹之患,二级悬河的形成和发展更加剧了这种危险性。黄河流域内人口众多,人类对水资源的开发利用活动对下游河床的发展产生了巨大的影响。本文以黄河水利委员会刊印的《黄河流域水文资料》为基础资料,并从相关文献中收集和补充了部分断面实测资料,研究了黄河下游河床在不同的水沙条件下河床的纵、横剖面的调整过程,二级悬河的形成过程及原因,以及黄河流域水资源的开发对下游河床萎缩现象的影响。主要结论如下:
(1)平滩水位下河床平均高程和全断面平均高程的调整趋势是一致的,都表现为东坝头至艾山河段平均高程抬升较大,东坝头以上及艾山以下河段抬升比较小。下游河床纵比降的变化比较小,其中东坝头以上游荡段河床纵比降的变化主要受不同水沙条件下沿程冲刷或淤积的影响,东坝头以下河段纵比降变化很小,基本上平行抬升。
(2)在1960年~1973年三门峡水库蓄水运用及滞洪排沙时期,平滩水位下河床断面形态的调整主要受三门峡水库运用方式的影响;1974年~1997年三门峡水库蓄清排浊运用期间对平滩水位下河床断面形态的调整影响较小,河床形态与下游来水来沙变化有较好的相关性。
(3)以实测横断面资料为基础,研究了1973年~1997年不同水沙过程对黄河下游“二级悬河”形成过程的影响。发现花园口至高村河段“二级悬河”集中形成于1985年~1997年的枯水阶段。高村以下河段“二级悬河”的形成可分两个阶段,1973年~1985年下游来水较丰条件下下游主槽受到冲刷,滩地则由于多次漫滩而淤积明显,但是由于泥沙主要堆积在靠近滩唇的部位,造成河床横比降增大;1985年~1997年枯水条件下泥沙在主槽中大量淤积,导致“二级悬河”的形势更加严重。生产堤限制了泥沙的堆积范围,导致生产堤内滩地平均高程增长速度明显快于生产堤外滩地平均高程增长速度,生产堤堤距较窄的河段生产堤内滩地平均高程增长速度较快,显示了生产堤对“二级悬河”的发展有促进作用。
(4)1960年~1997年黄河下游河床平滩水位下河床断面面积经历了1960年~1964年和1974年~1985年的扩张时期及1965年~1973年和1986年~1997年的萎缩时期,这种变化主要与三门峡水库不同的运用方式和下游来水量的变化有关。在来水来沙因素中,年径流量是主要因素,洪峰流量和年平均含沙量的变化也有较大的影响。流域水资源开发通过影响下游来水来沙对游荡段平滩水位下河床断面面积的变化起作用。建立的多元回归方程表明,人类引水对河道萎缩的贡献率最大,降水减少的影响次之,黄河上游水库对径流调节的影响居第三,三门峡水库对径流调节的影响居第四。三门峡水库的不同运用方式对下游河床断面面积的影响很大,但蓄清排浊运用以后影响较弱。