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1、1黄河下游艾山以下河道淤积厚度的分析研究黄河下游艾山以下河道淤积厚度的分析研究陈志娟1 李希宁2 韩明乾3(1,中国海洋大学 山东 青岛 266000;2,山东黄河河务局 山东 济南 250013;3, 山东黄河勘测设计研究院 山东 济南 250013)黄河艾山以下河道自夺大清河河道以来，长时段表现为不断淤积，淤积量值如何，一直是人们研究的问题之一。探讨黄河过去的淤积情况，以此借鉴分析未来的冲淤发展趋势，对科学管理河道范围内的建设项目，正确处理防洪安全与经济建设之间的关系,具有现实意义。一、滩面淤积调查分析一、滩面淤积调查分析艾山以下黄河系原大清河河道，古称济水，公元 1855 年黄河在河南兰
2、考铜瓦厢决口北徙，穿运河夺大清河河道入海，行河至今。黄河未夺大清河以前，原大清河槽深多湾，为良好的地下河，宽 30 余 m，两岸壁陡，为单式矩形河槽，尾闾名朝阳沟，岸沿至河底高差 1520m，中水水深 69m，两岸无堤防，河岸很少坍塌，感潮段可达利津以上。黄河铜瓦厢改道初期，泥沙绝大部分沉积在张秋镇以上的冲积扇上，下泄至大清河的水较清，由于大清河河身窄小，为了容纳黄河下泄之水量，河槽逐渐被冲深展宽，洪水漫滩出槽，部分地段修有民埝御水。1875 年以后，东坝头以下两岸黄河堤防已初步建成，河道有一定约束，进入大清河的洪水和泥沙均增大，大清河逐渐由冲刷转向淤积，至 1884 年时，大清河“淤垫日高，
3、水势稍大便不能容，是以泛决之患年甚一年” 。1885 年大清河两岸正式筑堤，至 1893 年基本2形成现有堤线，艾山以下黄河河道在修堤以后，淤积速度很快，据1891 年测量地形图资料，堤内滩面已较堤外地面高出 0.5m1.5m，平均每年淤高 0.10.3m。据 1972 年地形图与 1891 年地形图相比较，81 年间，除去 1938 年 6 月至 1947 年 3 月黄河在郑州花园口决口改道入淮河 9 年及位山以上较大决口 4 年（1917、1925、1933、1935年） ，艾山以下河段滩面淤高 3.43.6m，年均淤高 0.05m。见表 1。表表 1 1 1891189119721972
4、 年山东河段位山以下滩面淤高统计年山东河段位山以下滩面淤高统计岸 别地 点1891 年 临背差1972 年临 背差滩面淤 积厚度 （m）年平均升高 速度 （cm/y）备 注三教堂1.44.02.63.8 段家庄2.15.02.94.3 徐 庄1.75.03.34.9 丁家庄1.65.03.45.0 大鲁庄1.65.03.45.0 吉家庄1.45.03.65.3 孟家圈1.24.02.84.1 席家道口0.13.73.65.3南位 山0.63.02.43.5 王家坡0.32.52.23.2 旧 城0.63.02.43.6 姜 庄1.04.53.55.1 渭 口0.64.03.45.0 孙 溜0.
5、13.53.45.0 李 溃0.13.13.04.4 董 寺0.34.03.75.4 齐 河1.75.03.34.9 史家坞1.33.62.33.4 代 家0.83.52.74.0北兰 家0.33.53.24.7(1)所列地点 系受决口影响 较小处，兰家 以下利津决口 较多未列； （2） 18911972 年计 81 年， 除花园口决口 9 年和位山以 上河道较大决 口 4 年 （1917、1925 、1933、1935 年） 计外， 实为 68 年； （3）1891 年 临背差系由光 绪 16 年测图 查出。二、有实测资料的河道淤积值分析二、有实测资料的河道淤积值分析艾山以下河段有艾山、泺口
6、、利津水文站，1950 年以后有系统的实测资料，可用来分析研究河道的淤积情况。河道的冲淤情况与3来水来沙条件和洪峰流量大小关系极大，随着不同时期水沙条件的不同，河床作出相应调整。1950 年至今，黄河下游经历了三门峡水库修建前的天然状态、三门峡不同运用状态和小浪底水库运用等几个阶段，不同阶段黄河下游的冲淤演变表现不同。各时期的冲淤情况见表 2。从表中可以看出，艾山至利津河段河道经历了淤积冲刷淤积的演变过程。表 2 黄河艾山以下各时段年平均冲淤量分配黄河艾山以下各时段年平均冲淤量分配 （单位：亿（单位：亿t）河 段时 段项 目艾山至泺口泺口至利津 主 槽0.010 滩 地0.190.251950
7、.71960.6 全断面0.200.25 主 槽-0.19-0.13 滩 地1960.91964.1 0全断面-0.19-0.13 主 槽0.220.42 滩 地0.010.031964.101973. 10全断面0.230.45 主 槽0.030 滩 地0.130.301973.101980. 10全断面0.160.30 主 槽-0.07-0.12 滩 地-0.0401980.101985. 10全断面-0.11-0.12 主 槽0.150.12 滩 地00.011985.101999. 10全断面0.150.13 主 槽0.02-0.04 滩 地001999.102002. 10全断面0.
8、02-0.04 主 槽-0.11-0.16 滩 地002002.102006. 10全断面-0.11-0.16 1951 年1960 年为三门峡水库修建前的天然情况； 1961 年至1964 年为三门峡水库拦沙期及滞洪排沙初期； 1965 年至 1973 年为三门峡水库滞洪排沙期； 1974 年至 1985 年三门峡水库“蓄清排浑”运用期； 1986 年至 1999 年，是黄河下游历史上少有的枯水少沙期；42000 年2006 年，黄河小浪底水库投入运用；20022006 年进行了 5 次调水调沙。各时段同流量（3000m3/s）的水位变化见表 3。因主河槽变化较小, 水流 3000m3/s
9、时不出主槽,其水位变化基本反映了淤积情况。表表 3 3 黄河下游各时段流量（黄河下游各时段流量（3000m3000m3 3/s/s）水位年均升降值（）水位年均升降值（m m）19501960196019641964197319731980198019851985199519952002 20022006 19502002项目站名平均总数平均总数平均总数平均总数平均总数平均总数平均总数 平均 总数 平均 总数艾山0.060.6-0.19-0.780.252.250.040.28-0.06-0.300.141.40.1270.89 -0.21 -1.06 0.0834.3官庄(0.04)(0.4)
10、-0.11-0.440.262.340.070.35-0.09-0.450.161.60.0590.41 -0.21 -1.06 0.073.66北店子0.040.4-0.28-1.120.322.880.090.63-0.13-0.650.131.30.1461.02 -0.25 -1.25 0.084 4.39泺口0.030.3-0.17-0.680.292.610.050.35-0.09-0.450.151.50.1040.73 -0.22 -1.10 0.083 4.33刘家园(0.02)(0.2)-0.04-0.160.242.160.00.0-0.02-0.100.141.40.0
11、330.23 -0.22 -1.08 0.072 3.73清河镇-0.003 -0.03 -0.015 -0.0670.171.890.030.27-0.057 -0.340.111.240.040.36 -0.22 -1.12 0.063.16利津0.0280.310.0680.340.131.310.020.14-0.08-0.480.121.330.010.07 -0.17 -0.86 0.057 3.02三基于河道地质资料的淤积值分析三基于河道地质资料的淤积值分析黄河夺大清河河道后，必然改变了原来的沉积环境，可以根据地层的变化，找到河床的沉积起始边界，从而计算出淤（沉）积厚度。选取几处
12、跨河工程的地质资料，从地层沉积的特征角度研究河床的起始底面。1 济南黄河河底隧道工程济南黄河河底隧道工程右（南）岸接济洛路，左（北）岸接309 国道，地质剖面图见图 1。由两堤之间的勘探成果（主要是6、7、8 号孔）结合场区地层分布分析， （31） 、 （32）层亚粘土、粘土之上较符合近代的河床变迁河湖相冲淤特征，土层主要由粉土夹粉质粘土组成，且分布于两堤之间。7 号孔在地面 6.20m（22.75m5高程）以下发现厚 0.80m 的人类活动遗迹（粉性土夹大青砖、岩块组成的填土） 。综合分析，推断可能的河床床底数据见表 4。表 4 左、右堤间河床床底数据表位置（钻孔）678距左岸堤脚距离(m)
13、3008681339距表面深度淤（沉）积值(m)7.98.008.10床底高程(m)21.2320.9520.48地表地貌位置左滩地左滩地右堤脚2 济德路济南黄河大桥（1996 年）济德路济南黄河大桥北岸（左岸）在齐河县焦斌乡南董庄（桩号 122000） 、南岸在槐荫区吴家堡镇杨庄（桩号 15230） ，地质剖面图见图 2。老河床床底以上主要有两层土：上部为亚砂土，下部为粉砂。下伏土层为亚粘土、粘土。粉砂止于右岸堤脚处，亚砂土在右岸堤内（背河）仅以薄层少量分布。亚砂土中夹有粘土，粉砂中夹有亚砂土、底部出现粗砂透镜体。综合分析，下伏的亚粘土应为原床底并被水流冲刷，其上的粉砂、亚砂土为其后淤积而成
14、。河床沉积层中，从（23）层粉砂的颗粒组成看，既有黄河沉积物的特点，又有其他河流沉积物的一般特征，应为黄河下切冲刷后再淤积形成，属两河交互沉积物。其上的（21）层亚砂土为黄河冲积层。横断面不同位置的分布情况见表 5。表 5 左、右堤间河床床底数据表位置（钻孔）99020991509932099480996909985099950距离(m)0130300460670830930距表面深度总的淤积厚度(m)21.518.818.419.412.812.513.56原始床底高程(m)8.911.1911.679.8614.917.9516.7两河交互层分布深度范围（m）7.9521.59.7018.
15、88.618.410.619.43.412.66.212.57.0513.0黄河新淤积厚度（距现地表）黄河新淤积厚度（距现地表）（m）7.959.708.6010.603.406.207.05黄河新淤积床底高程（黄河新淤积床底高程（m）22.4520.2922.0718.6624.3024.2523.91地表地貌位置左岸堤脚左滩地左滩地河槽河槽（近河滩） 右滩地右岸堤脚3 孙武黄河大桥拟建孙武黄河大桥北起山东惠民（姜楼） 、南至邹平（魏桥） ，地质剖面图见图 3。从该工程的勘探结果分析，层亚粘土为近代黄河淤（沉）积而成，层粉砂应为两河交互冲积而成，分析结果见表 6。表 6 河床床底数据表位置（
16、钻孔）123距离(m)0728.51764距表面深度总的淤积厚度(m)10.323.69.1原始床底高程(m)11.552.2410.91两河交互层分布深度范围（m）7.810.311.223.60黄河新淤积厚度（距现地表）黄河新淤积厚度（距现地表） （m）7.88.89.1黄河新淤积床底高程（黄河新淤积床底高程（m）14.0512.5610.91地表地貌位置滩地生产堤滩地4 205 国道滨州黄河公路大桥（2000 年）205 国道滨州黄河公路大桥左（北）岸大堤桩号 263330、右（南）岸大堤桩号 161100，地质剖面图见图 4。从桥址纵剖面图分析，现行河道范围内，层亚粘土层顶即是黄河冲刷深度，基本特征为切穿上部 4 层（亚）粘土（除主河槽范围外场区普遍分布的7土层）
