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1、119 9 9 8 锋 9 1 5 国土资 源遥感_ _ _ _ RE MOTE S ENS I NG F OR L AND 中 央断凸带中新 生界沉积厚度 在2 0 0 0 - - 2 5 0 0 m 之间; 东部次断凹中 新生界 最大沉积厚度 可达7 5 0 0 m左右。 一习|! 国土资源遥感1 9 9 8 年 1 . 4 菏泽隆起 菏泽隆起位于东淮地堑东侧， 分别被聊兰断裂西、 坟泅断裂东、 商丘断 裂南、 营县断裂北所 围限。菏泽隆起顶部开阔 平缓， 由古生代地层组成， 埋深达7 0 0 -1 0 0 m . 1 . 5 武防一 郑州断裂带 武涉一 郑州断裂带北起焦 作市， 经武阶
2、南下与 郑州老鸦陈断裂相连接。走向3 5 0 - 3 2 0 , 长度约7 0 k m 。据地球物理资料， 该断 裂带控制了第三纪以 来的沉积活动， 断距由南向北逐渐 增大， 成为眷箕山 地与华北平原以 及济源一 开封凹陷内部武阶突起的主控构造。该断裂带自 第三纪以来处于活动状态之中， 对黄河 产生了 极其微妙的影响， 即 黄河的两堤夹一河的“ 悬河” 势态以此为 界线开始， 黄河冲 积扇以此为顶点向东展开。 1 . 6 聊城一 兰考断裂带 聊城一 兰考断裂带位于河南北部与山东省交界 部位， 呈N E向 斜切黄河东坝头、 陶 城埠 河 道。断裂带控制华北沉降区内 一个比 较活动的地块， 即东淮
3、地堑。聊城一 兰考断裂带由长 垣 大断裂、 黄河大断裂和兰考深断裂组成。断裂带在新构造运动时期有加强趋势。 从 1 9 0 5 - 1 9 8 2 年曾 发生过5 - 7 级地展6 次， 其中在1 9 3 7 -1 9 8 3 年的4 6 年中， 仅在菏泽一带共发生6 级以 上的地震达4 次之多。1 9 8 3 一 1 1 - 0 7 的5 . 9 级地震曾使黄河大堤出现宽2 0 c m的裂缝， 坝顶下沉1 5 c m , 堤脚出 现喷 水冒 沙。 说明 该断 裂带对黄河大堤的威胁是十分严重的。 1 . 7 新乡一 商丘深大断裂带 该断裂带西起获嘉 县峪河口 ， 向东经新乡、 封丘穿越黄河，
4、后经商丘伸至安徽五河一带。 总 体走向是N WW一 S E E向， 全长3 0 0 k m 。断裂带由一组近E W 向的断裂组成， 自 北向南呈 阶梯状下降， 相对高差在1 0 0 m左右。 受该深大断 裂差异 运动的影响， 开封凹陷的沉降中 心东 迁， 东明断陷的 沉降中心 南移 ， 构成了黄河下游段的 沉积中 心， 使开封到东明 河段的河道淤积 速率达到1 0 一1 6 cm/a. 2 新构造运动形式 2 . 1 间歇性的 上升运动 间歇性的上升运动主 要发生在 桃花峪以上的河段， 从卫星影像上显示黄河两岸发育了四 级阶地， 一级阶地分布在谢铁一 孟县老城， 阶面高出河床水面1 5 - -
5、 2 0 m ; 二级阶地分布在抬贤 一温县地区， 阶面高出河床水面1 0 - 4 0 m ; 三级阶地分布在出山口附近 两岸， 在坡头等地阶面 高出 河床5 0 - - - 7 0 m; 四 级阶 地只分布在黄河南岸， 为黄土侵蚀丘陵残源， 源面高出河床水面 达 1 0 0. 1 5 0 m 。间歇式的 上升 运动使河道带相对周边盆地微弱隆起， 河流的堆积与下切保持平 衡， 河道相对比较稳定。特别是黄河南岸的邝山隆起区 的持续抬升又加强了河流的侧蚀作用。 按武涉上原村( 禹河河口) 至 郑州北邝山头的直线距离计算， 有史以来的四、 五千年间、 黄河使 邝山向南后退了1 5 0 0 ma 2
6、. 2 不均匀的下沉运动 黄 河西出桃花峪以 后， 流 人济源一 开封凹陷和东浪地堑。根据国家地震局天津铡量大队 资 料， 从1 9 5 1 年 一 1 9 8 2 年 的3 1 年 间 ， 郑 州 一开 封 段的 沉降 幅 度 最大 ， 为: 3 0 二 ; 兰 考 以 下 地 壳 开始 缓 慢 抬 升， 东 明 至 荷 泽 地区 上 升 幅 度 最 大 ， 可达4 0 - 5 0 m m ， 据 地震 部 门1 9 8 1 年 一1 9 8 4 第 3 期张天义等: 地质作用。 黄河悬河段水动力条件 遥感 年间的 观察资 料， 在豫北新乡 一带的 沉降漏斗区已经形成， 漏斗区的沉降幅度在5
7、 1 - 4 5 m m , 下沉速率为1 5 一1 3 m m / a . 2 . 3 黄河河道的 地貌 营力作用 由 郑州花园口 北部地区的 卫星 影像可 见， 黄河出 桃花峪后由于源济一 开 封凹陷内 部构造 运动的 不均匀性， 使黄 河继续保持了向 相对抬升区侵蚀， 向强烈下沉区堆积的势态。黄河水 直 逼南堤。 造成了黄河铁路桥以 下至中 牟段的花园口 、 申庄、 马渡、 三坝、 杨桥、 万滩、 赵口、 九堡等 一系列险工。而在北岸淤积了宽约5 -1 0 k m的高滩地。 黄河过中 牟以后， 受内黄隆起的影响河道向 济源一 开封凹陷的北缘 运移。黄河的 堆积作 用主要出现在 南岸。 从
8、柳园口 到东坝头的4 0 k m河道南岸无一处险工存在， 新老滩地宽度在 7 - 5 k m 。而北岸连续出现了辛 庄、 古城、 曹岗3 处险工。如曹岗险工1 9 3 3 年汛期4 0 0 0 m 3 / s 洪水过后黄河出现N E 4 5 . 方向 的斜河， 洪水直冲 大堤， 堤角的 护岸石坝已 多处出 现坍塌。 中牟至开封段属过渡类型， 此时黄河摆动于南北大地之间， 两岸各有险工出现， 亦各有滩 地发育。 黄河自 东坝头处折转N E向， 处于东淡断陷与荷泽隐覆隆起的过渡边缘。因此， 对地壳升 降运动来讲， 东岸相对靠近隆起部位， 西岸靠近沉降地带。自 黄河新堤防工程建成后， 河流向 东岸侵
9、蚀的趋势渐趋明朗化。据统计， 在1 9 0 余k m的东大堤内， 黄河偎堤段达 5 0 k m ， 占 2 6 %， 造成险工1 8 处; 而在1 4 0 余k m的西大堤内， 黄河 偎堤段只有1 0 k m ， 占7 %。出现险工 5 一6 处。 从习城 集以 下到 董口 集河段的遥感影像中可看出， 在靠近下沉区的黄河西岸， 1 8 5 5 年以 后形成的 新滩， 尽管滩面上保留了 大量洪水侵滩时留 下的曲流 痕， 但居民 点的大量出现说明高 滩已经固 化的 事实。 在生产堤的内侧， 低滩和 边滩正在发育之中， 大部分河段被逼迫到东岸沿 堤 北行， 河道的拐点是险工和 古代决溢口门 所在地。
10、 上述事实说明， 在沉降区内， 不均匀的地壳构造运动亦能对黄河的 发展势态起到异乎循常 的控制作用， 如能 正确的认识这一客观规律并加以利用， 治黄工程 必将取得 事半功倍的 效果。 3 黄河河道发育的地段性特征 3 . 1 孟津一 桃花峪段 该段是黄河出山 后的 第一段， 河身具备了 下游河道的宽、 浅、 散、 乱 及多洲、 多滩的特征， 但 是当河道基本定位后， 侧向侵蚀作用成为河流作用的主 营力。从禹河至 今的4 0 0 0 多年间， 黄 河没有向 低处走， 而是向 南部黄土丘陵区 侵蚀。所以 保持了自 禹 河至 今4 0 0 0 多年河道的 基本 稳定。 3 . 2 桃花峪一东坝头段
11、该段河道全程通过开封凹陷， 全长1 2 0 k m 。河段属游荡型河流， 水流交 织如辫， 流路变化 多端， 时常出现横河、 斜河， 造成险情， 威胁堤防安全。该河床最为宽阔 ， 堤距在5 一1 4 k m ， 最 宽处可达2 0 k m 。 河岸滩呈独特的双层结构， 老滩地为1 8 5 5 年铜瓦厢决口 后， 河流溯源侵蚀 形成的 高滩区， 分布在花园口以 下、 东坝头贯台以上的河段两侧， 由 于地势较高一般洪水不会 漫滩. 是较理想的农作区。 新滩地是黄 河束 水归槽后在原侵蚀区逐渐淤积形 成的滩地， 其高程 lee|lwees沮.ee士1.leeeeeeee|.|ee、 国土资源遥感1
12、9 9 8 年 比 老滩地低0 . 5 - 1 m ， 在洪水期漫滩的 机率比较大。 3 . 3 东坝头一习 城集段 该段河道自 东坝头转向 北东进人东浪断陷的中南部地段， 全长约6 4 k m , 堤距上宽下窄呈 喇叭口 状。河流形态呈游荡到弯曲的过渡类型。从东坝头到芦岗约3 0 k m的河段处于东澳 地堑的 沉降中心区， 河床急剧膨大， 堤距增加到1 5 k m 。主流线动荡不定， 两岸滩唇( 自 然堤) 逐年 增高， 而堤根低洼形成 顺堤洼地使河槽平面高程大于滩面高程， 构成了 悬河中的悬河， 在 大洪水时有夺溜改河的危险， 是防洪中的一个薄弱环 节， 群众俗称“ 铜头铁身” 的“ 豆腐
13、腰” 段。 黄河过芦岗以 后， 进人东浪地堑的中 央隆起带， 速度逐渐减弱， 河势亦渐趋稳定， 特别是过 堡城险工后， 主流线一般变化不大， 迅速过渡到弯曲 型河流。 3 . 4 习城集一陶城埠段 黄河穿过习 城集向北进 人鲁西南隆起区， 主流归于一槽， 河势基本 稳定。其中 以刘庄至苏 泅段河道比 较顺直。苏洒以下 河道开始弯曲迁徊， 河弯发展比 较快， 凹 岸的淘 刷与滩岸的崩塌 比较严重。 4 黄河河道的 地段性对控导工程的影响 由于地段性河流类型不同， 黄河下游各区 段的平面变化、 塌岸及漫滩灾害程度差异很大。 主槽摆动频繁是游荡型河道、 过渡型河道的 基本特征。特别是1 8 5 5
14、年以 后新开劈的河道， 高 滩与大堤之间 几乎无处不行河。往往经过一个汛期或一场洪水， 主槽也会南北易位。河槽摆 动范围 一般在5 - 8 k m ， 最大 可达1 0 k m以上。主槽摆动造成严重 塌滩。从1 9 4 9 年一1 9 7 2 年 间 ， 孟津至陶城埠河段累计坍塌耕地7 4 万亩， 掉河村达2 5 6 个。 游荡型河段的主流变化呈藕节状。宽浅段水流分歧， 沙洲林立， 水道串沟纵横交错， 河势 散乱; 窄深段则流线幅 合， 主 槽摆动较小， 犹为镶嵌的河段中间的节点。这些节点是由 人工控 导工程引起的。 通过节点对 上下游流向变化 有理直作用， 限制了河流的平面摆动。 据统计，
15、节 点收缩段长度在1 - - 2 k m ， 主流摆幅 在2 - 3 k m ， 而节点间的扩展长度一般在 1 0 -2 0 k m之 间， 主流 摆幅 是收缩段的2 - 3 倍， 为5 一 7 k m 。说明节点间距愈近， 节点收缩愈窄， 扩展段的 摆幅愈小。因 此， 在游荡型河段适当 增加节点数， 是控制主流、 稳定河势的一个重要途径。 弯曲型河道与游荡型河 道的 平面 形态截然不同， 河槽基本上具有弯曲的单一外表， 仅在局 部有鸡心滩。弯曲 段与直线 段相向， 弯曲率约在1 . 3 0 左右， 比长江的荆江段( 弯曲率为1 . 9 - 2 . 3 4 ) 和美国密西西比 河( 弯曲率为1
16、 . 6 7 ) 要小得多， 可见河身 是比 较顺直。但在靠近游荡型 河段的习 城集陶城埠的1 6 7 k n 、 河道内， 河道弯曲半径在 1 0 0 0 - 2 0 0 0 m ， 主流线与大堤走向 线夹角在3 0 - 9 0 。 之间， 对大堤造成较 大的威胁， 这里一般是险工段， 也是历代决溢的口门所 在地。 5 黄河下游河道防 洪形势分析 5 . 1 中常洪水时期的防洪 形势 黄 河 下 游 河道 是强 烈 堆 积 性 河 道 ， 随 着水 沙 条 件的 变 化， 河床 调 整 十 分迅 速 。 在1 9 4 9 年 第3期 张 天 义 等 :地 质 作 用 黄 河 悬 河 段 水 动 力 条 件 遥 感 以前的各历史 时期， 由 于大量的 泥沙通过决溢改 道排放到大堤之外， 河道内的淤积相对比较缓 慢。据统计， 近5 0 0 年河道平均淤积速率为0 . 0 2时a ， 近7 0 - 9 0 年内为0 . 0 3 - 0 . 0 5 时a ， 而 1 9 4 9 年后平均为0 . 0 5 -0 . 1 0 时a 。这就反映到排洪能力上的同流量水
