维普资讯 http://www.cqvip.com 第3O卷第8期 2008年8月 人民黄河 Vo1.30。No.8 YELLOW RIVER Aug.,2008 【水文・泥沙】 黄河调水调沙对河口形态影响的研究 赵安平 ,刘跃文 ,陈俊卿 (1.黄河河口管理局,山东东营257091;2.黄河口水文水资源勘测局,山东东营257091) 摘要:对2002年8月、2004年8月2次河1:7拦门沙区水下地形测验及河口段河道地形测量的水沙条件、断面、地形资 料等进行了对比分析,结果表明:@2002~2004年,黄河口经历了蚀退、延伸、再次蚀退、再次延伸的4个阶段;②河133'河 道比降、河13海洋动力、河口边界等已发生了重大变化,河口演变进程面临重大转折;③河13口门前方产生一个最大淤积 厚度中心,最大淤积厚度超过10 m,1~10 m淤积厚度等值线依次层层嵌套,淤积厚度超过1.0 m的范围仅占河口拦门 沙区面积的12%,淤积量却占到总淤积量的75.1%;④2年间河口口门区域造陆面积共约13 km ;( ̄2002年7月至2004 年7月,利津水文站冲淤平衡计算差值为1.47亿t。 关键词:冲淤演变;河口形态;调水调沙;黄河t3' 文献标识码:A 文章编号:1000—1379(2008)08—0028-02 中图分类号:TV856;TV882.1 1河口测验断面情况 在利津水文站流量小于900 m /s时,开始进行河口拦门沙 区水下地形及河口段河道地形测量。河口拦门沙区水下地形 3河口拦门沙区地形测验期间水文状况 自2002年首次调水调沙河口拦门沙区地形测验结束至第 二次测验(2004年7月29 Et),时间间隔726 d,期间黄河河口 经历了2002年8月2日~2003年8月31日的河口侵蚀、2003 年华西秋雨防洪预泄河口淤进、2003年12月1日~2004年6 测量共施测断面81个,施测河口中泓线1条,测区面积450余 km ,测线总长2 000余km,岸边高潮线施测40余km。在9条 测线和河口中泓线进行海底质取样,共取海底质样98个,同时 在孤东3 排涝站、清8出汉河口北烂泥、截流沟口设立3处潮 月18日第三次调水调沙前河口再次蚀退、2004年6月19 Et一 7月29日第三次调水调沙河口再次淤进的4个阶段。 从2002年8月至2004年8月,河口地区共来水316.38亿 位站进行潮汐观测,3处潮水位站均取得至少3 d的连续观测 资料。 m 、来沙4.76亿t,其中2003年9—11月份来水来沙量分别为 156.35亿m 、3.541亿t,分别占两次测验期间利津来水来沙量 的49.4%和74.4%;第三次调水调沙期间河口来水来沙量分 (2002年8月)河口段河道地形测量与河口拦门沙区水下 地形测量同步进行,施测了两边岸线及河道中泓线,取河床质 试样11个,同时在河口口门、汊3河道断面设立了2处水 位站。 别为43.75亿m。和0.607亿t,分别占两次测验期间利津来水 来沙量的13.8%和12.8%。 2汊3以下河口段河势变化情况 第一次(2002年8月)河口段河势查勘期间,利津水文站 流量为900~1 000 m /s,汉3以下河道两侧滩唇出水较高,河 道主槽明显较调水调沙前加深;河口口门发生较大变化,出河 流行河角度由调水调沙前的15。调整到现在的两股出河流,其 4河口拦门沙区变化 4.1剖面变化特征 河口拦门沙区地形从北到南20 km范围内共施测81个断 面,同时借用2002年、2003年10月份施测的5个滨海区断面 来分析2年来的剖面演变形态。其中CS5、CS81断面位于拦门 沙南北两侧,4次监测过程均表明拦门沙处于蚀退状态,只有 行河角度分别为90。和120。。同时在汊3以下5.5 km处南岸 有1处汉沟,汊沟宽80 m,最大水深为1.0 m,流量为100~150 m。/s。 12 m以下深水区有所淤积,总趋势仍处于蚀退,说明人海泥沙 难以扩散到口门两侧10 km近岸海域;CS25、CS65两断面位于 口门两侧5 km处,已反映出2次蚀退、2次淤进的冲淤变化过 程,程度较弱,水下前坡前进蚀退100—400 111;CS45断面位于 第二次(2004年调水调沙结果后)河口段河势查勘期间, 利津站流量为1 6OO m /s,汊3断面以下没有发生漫滩现象。 从查勘结果看,河口段河道规则,河道主槽明显。与第一次查 勘时相比,水流入海方向保持一致,河口段河长有所延伸,在汉 3断面下游5.5 km处以下河道两岸出现l0余条大小不一的汉 沟,汊沟宽从几米到几十米不等。 口门沙嘴中轴线上,反映出口门演进的剧烈变化过程,海岸 收稿日期:2007—08_25 作者简介:赵安平(1958一),男,山东利津人,高级工程师,研究方向为黄河下 游防洪。 E—mail:zaping6@8ina.conl - 维普资讯 http://www.cqvip.com 第8期 赵安平等:黄河调水调沙对河口形态影响的研究 ・29・ 2002年7~10月蚀退200 m,2002年10月~2003年l0月淤进 2 km,2003年10月~2004年7月淤进2 km。 滨海区断面监测时间为每年的10月份,断面变化不能反 映这2年每次河口水沙入海过程的作用,但显示了各时段内泥 沙平面与厚度扩散的程度。 4.2地形变化特征 从2002—2004年河口地形等深线套绘图可以看出,河口 拦门沙区地形变化有以下特征:①2004年河口口门等深线较 2002年密,反映了河口入海泥沙在口门快速堆积、河口拦门沙 坎顶以外的前缘急坡区变陡,这是一种因径流短时期大于海洋 动力而形成的不平衡坡降,随着径流强度减弱,其坡降将重新 调整。 ̄2oo4年调水调沙前河口还保持东北方向,7月因河口 延伸而出现了首次出汊摆动。③根据2002—2004年等深线套 绘图,计算出在这2年河口口门区域造陆面积共约13 km 、河 长随口门延伸、出汊摆动延长了6 km,然后在调水调沙期间突 然出汊摆河,河长又缩短4 km。 4.3冲淤变化分析 由于第三次调水调沙以前没有进行过河口拦门沙区地形 本底测验,因此将2002年7月进行的河口拦门沙区地形测验 结果作为调水调沙运用前的本底测验成果。 4.3.1 冲淤量 河口拦门沙及其以外的前缘急坡区是黄河人海泥沙的主 要淤积区域。统计了2002年8月与2004年调水调沙结束后两 次河口拦门沙区的观测结果,范围为河口两侧各10 km、纵向 15 km左右,基本包括了河口人海泥沙的主要淤积区域。期间 河口拦门沙区淤积量为3.61亿t,占来沙量的75.7%。 (1)淤积量沿等深线的横向分布。0~5 m等深线范围淤 积0.391亿t,占测验范围淤积量的10.8%;5—10 m等深线范 围淤积量为1.55亿t,占测验范围淤积量的43.1%;>10 m等 深线范围淤积量为1.66亿t,占测验范围淤积量的46.1%。 (2)淤积量沿断面的纵向分布。CS1一CS24断面冲刷 588.29万m ,CS25~CS36断面淤积3 265.31万m ,CS37~ CS52断面淤积14 072.94万m。,CS53~CS75断面淤积 8 538.48万m ,CS76一CS81断面淤积463.66万m 。口门以南 全部淤积,而口门以北由于水深较深,大部分海区位于口门出 沙方向左后方,泥沙难以到达,因此许多断面表现为冲刷,其中 CS48断面冲刷3.98 m,CS49断面冲刷3.6 m。 4.3.2冲淤分布 绘制了2002年7月一2004年7月河口拦门沙区冲淤分布 等值线图。由于目前河口已保持单一顺直河道行河8年并延 长了23 km,因此河道比降、河口海洋动力、河口边界等河口形 势已发生了重大变化,河口演变进程面临重大转折。2004年调 水调沙期间0.607亿t泥沙快速堆积人海,使河口演变进程发 生了重大改变,从河口冲淤分布上可发现以下特点: (1)在两次测验时河口口门前方产生一个最大淤积厚度中 心,中心最大淤积厚度超过10 m。该位置距离2002年7月口 门10 km,当时水深为12 m,2004年7月后距离口门2 km,水 深变为2 m。最大淤积厚度中心位于目前河口北嘴处,即河口 首先沿原河口充分延伸堆积到现行北嘴海岸处。由于河道延 长,比降减小,同时河口两侧海岸受到侵蚀,加之内外侧潮流的 顶托,因此在2004年调水调沙期间河VI在右岸选择最薄弱处 出汊摆河,摆河半径达10 km,出汉点位置基本位于当时径流条 件下的靠近潮流界下游位置。 (2)1~10 m淤积厚度等值线依次层层嵌套。河VI拦门沙 区淤积厚度超过1.0 m的范围为54 km ,淤积厚度超过5.0 m 的范围为13.65 km ,淤积厚度超过10.0 m的范围为0.041 km 。淤积厚度等值线超过1.0 m的范围仅占河口拦门沙区面 积(450 km )的12%,但淤积量占总淤积量的75.1%。 4.3.3冲淤平衡分析 2002年8月至2004年8月,河口地区(利津水文站)共来 水316.4亿133 ,来沙4.76亿t,期间在利津一河口130 km范围 内布设16个河道断面(2004年后加密至34个)共进行了4次 统测、2次加测,河道总体表现为冲刷,冲刷总量为0.324亿t。 河口拦门沙区淤积量为3.61亿t,冲淤平衡计算差值为1.47 亿t,占来沙总量的29%,即占总来沙量29%的泥沙淤积或扩 散到450 km 拦门沙测区外,原因主要有以下两方面:①两次 测量时段内有5.08亿t泥沙人海,首先要补足595 d河口海岸 持续蚀退的沙量,由于蚀退期过长,测区内泥沙在海洋动力作 用下不断漂移、输送到测区外海,加之4个时段中间没有及时 进行地形测量,因此无法分离计算出漂移扩散的沙量;②拦门 沙测区面积不能完全包括泥沙落淤范围,仍有部分泥沙落淤在 潮滩与外海两处漏测淤积区。 5结论 (1)自2002年首次调水调沙至2004年第三次调水调沙, 黄河河口经历了蚀退、延伸、再次蚀退、再次延伸的4个阶段。 从2002年8月至2004年8月,河口地区共来水316.4亿m , 来沙4.76亿t,其中:2003年9~11月来水来沙量占两次测验期 间利津来水来沙量的49.4%,74.4%;第三次调水调沙期间河口来 水来沙量占两次测验期间利津来水来沙量的13.8%、12.8%。 (2)目前,河口已从原来平行海岸延长了15 km,河道比 降、河口海洋动力、河口边界等已发生了重大变化,河口演变进 程面临重大转折。2004年调水调沙使河口演变进程发生重大 改变,在右岸选择最薄弱处出汊摆河,摆河半径达10 km,出汊 点位置基本位于当时径流条件下靠近潮流界下游位置。 (3)两次测验表明,河口口门前方产生一个最大淤积厚度 中心,中心最大淤积厚度超过10 m。该位置距离2002年7月 口门10 km,当时水深为12 m,2004年7月后距离口门2 km,水 深变为2 m。1~10 m淤积厚度等值线依次层层嵌套,淤积厚 度超过1.0 m的范围仅占河口拦门沙区面积的12%,淤积量却 占到总淤积量的75.1%。 (4)两年间河口口门区域造陆面积共约13 km 。随口门延 伸、出汊摆动,河长经历了延长6 km,然后在调水调沙期间突然 出汊摆河,河长又缩短4 km的变化过程。 (5)2002年8月至2004年8月,利津水文站共来沙4.76 亿t,期间利津一河口河道总体表现为冲刷,冲刷总量为0.32 亿t,河口拦门沙区淤积量为3.61亿t,冲淤平衡计算差值为 1.47亿t。 【责任编辑翟戌亮】