（水利工程专业论文）辽河中下游河道冲淤分析及整治规划研究.pdf

摘要 摘要 辽河中下游地区是辽宁省重要的钢铁 石油 机械及化工生产基地和 主要的粮食产地 是辽宁省最发达的地区 辽河中下游河道淤积严重 洪 水灾害频繁 已成为影响该地区防洪安全的重要原因 因此 本文针对辽 河中下游河道整治规划问题进行研究 以期为辽河流域防洪规划提供参考 依据 促进辽河中下游河道整治规划水平的提高 本文介绍了辽河流域的基本概况 论述了辽河中下游河道整治存在的 问题 系统地分析了河流来水来沙条件及水库对来水来沙条件的影响 根 据实测水文泥沙资料 运用河床演变学基本原理和方法 研究了辽河河道 冲淤演变规律 探讨辽河中下游河道整治工程措施 并重点对整治措施中 的整治流量 整治宽度和规划治导线进行了研究 基于盘山闸建闸前后来 水来沙 潮汐特性和引水引沙情况等资料的收集整理 分析了盘山闸对上 下游河段冲淤影响的原因 提出减少盘山闸上下游河段淤积的具体措施 即改善闸的调度运用方式 合理地选择时机进行泄水冲刷 在基本保证工 农业供水要求的前提下 开闸时机选择在汛期落潮阶段 下泄流量调控到 4 0 0 m 3 s 以上 泄水持续时间尽可能加长 利用有限的水量可达到较好的冲 刷效果 关键词 河道冲淤治导线河道整治 a b s r r a c t 一 a b s t r a c t t h ea r e ao ft h em i d d l ea n dl o w e rr e a c h e so fl i a or i v e ri sc o n s i d e r e da st h em o s t d e v e l o p e do n ew i t ht h ep r o d u c t i o nb a s eo fs t e e l m a c h i n e c h e m i s t r yi n d u s t r i e sa n dt h em a i n c r o pp r o d u c t i o nb a s ei nl i a o n i n gp r o v i n c e t h es e r i o u sd e p o s i t i o ni nt h er i v e rb e da n d f r e q u e n t l yo c c u r r e df l o o da tt h em i d d l ea n d1 0 w e rr e a c h e so fl i a or i v e rh a v eb e c o m et 1 1 e i m p o r t a n tr e a s o no f t h ef l o o dp r e v e n t i o ns a f e t yo f t h ew a t e r s h e d t h e r e f o r e t h ep r o j e c to f t h e p r o b l e m so f t h ec h a n n e lt r a i n i n gp l a no f t h em i d d l ea n dl o w e rr e a c h e so fl i a or i v e ri sc h o s e n t os t u d yi nt h et h e s i si no r d e rt os u p p l yt h er e f e r e n c et ot h ef l o o dp r e v e n t i o np l a no fl i a o r i v e rw a t e r s h e d t h er e s e a r c hw i l lb eh e l p f u lt ol i f tt h el e v e lo ft h ec h a n n e lt r a i n i n gp l a no f l i a or i v e r t h eb a s i co u t l i n eo fl i a or i v e rw a t e r s h e di si n t r o d u c e di nt h et h e s i s t h ee x i s t i n g p r o b l e m so fc h a n n e lr e g u l a t i o na tt h em i d d l ea n dl o w e rr e a c h e so fl i a or i v e ra r ed i s c u s s e d t h ec o n d i t i o no ft h ec o m i n gw a t e ra n ds e d i m e n to ft h er i v e ra n dt h er e s e r v o i r si n f l u e n c eo n t h ec o n d i t i o no f t h ec o m i n gw a t e ra n ds e d i m e n ta r ea n a l y z e ds y s t e m a t i c a l l y a c c o r d i n gt ot h e m e a s u r e dh y d r o l o g i cd a t a t h ec h a n n e le v o l u t i o nl a wo fl i a or i v e ri ss t u d i e db ya p p l y i n gt h e p r i n c i p l e so ff i v e rb e de v o l u t i o nk n o w l e d g e t h et r a i n i n gw o r k sm e a s u r e sa tt h em i d d l ea n d l o w e rr e a c h e so fl i a or i v e ri sd i s c u s s e d t h et r a i n i n gd i s c h a r g e t r a i n i n gw i d t ha n dp l a n e d t r a i n i n ga l i g n m e n ta r es t u d y b a s e do nt h ec o l l e c t i o na n da n a l y s i so ft h ed a t ao ft h ec o m i n g w a t e ra n ds e d i m e n tb e f o r ea n da f t e rt h ee s t a b l i s h e dl i u p a nl o c k t h ec h a r a c t e r i s t i co ft i d a l f l o w s a n dw a t e ra n ds e d i m e n td i v e r s i o n t h er e a s o n so f t h ec h a n n e le v o l u t i o no f t h eu p s t r e a m a n dd o w n s t r e a mr e a c h e so fl i u p a nl o c ka r ea n a l y z e d t h ec o n c r e t em e a s u r eo ft h e d e p o s i t i o np r e v e n t i o nu p s t r e a ma n dd o w n s t r e a mt h el i u p a nl o c ki sp u tf o r w a r d i ti s t o i m p r o v et h ed i s p a t c h i n gm o d eo ft h el o c k r e a s o n a b l yc h o o s et h ec h a n c et od i s c h a r g i n gw a t e r t os c o u rr i v e rb e d a s s u r i n gt h ew a t e rs u p p l yf o rt h eu s eo fi n d u s t r ya n da g r i c u l t u r eb a s i c a l l y t h el o c ki so p e n e dd u r i n gt h et i d a lf a l li nt h ef l o o ds e a s o n w i t ht h ed i s c h a r g em o r et h a n 4 0 0 m 3 sa n dt i m eo fw a t e rr e l e a s ea sl o n g e ra sp o s s i b l e t h eb e t t e re f f e c to fc h a n n e ls c o u rc a n b er e a c h e dm a k i n gu s eo f1 i m i t e dw a t e r k e yw o r d s r i v e r c h a n n e le v o l u t i o n t r a i n i n ga l i g n m e n t r e g u l a t i o no f r i v e rc h a n n e l 第一章绪论 第一章绪论 1 1 课题选择的背景 随着辽河流域社会经济的快速和持续发展 必将对防洪保障提出更高的要求 同时 由于人类活动影响的加剧 将导致防洪形势的变化和防洪压力的增大 因此未来辽河流 域的防洪建设必须在考虑变化的水情 工情和社情条件下 提高认识 转变观念 研究 新形势下的治河思路 全面加快辽河流域防洪减灾体系建设 为流域的经济 社会和生 态安全与可持续发展提供支撑和保障 泥沙问题仍然是辽河防洪治理中的一个重要问题 辽河柳河口以下河段 由于泥沙 的严重淤积 使平均河底高程出地面1 m 2 m 形成地上悬河 严重威胁河道行洪安全 降低了原堤防的防洪标准 特别是河道冲淤变化使控制河势更加困难 为了确保辽河中 下游行洪安全 有效控制河势 辽河中下游河道整治主要为河道清淤和修建治河工程 位于下游河口感潮段的盘山闸 自1 9 6 9 年建成运行以来 闸上闸下淤积严重 原设计 泄量为3 0 0 0 m 3 s 滩地分洪2 0 0 0 m 3 i s 总泄量为5 0 0 0 m 3 i s 现已降为2 7 6 5 m 3 i s 防洪标 准由2 0 年一遇降为5 年一遇左右 因泥沙淤积损失的库容1 3 6 3 万m 3 相当于原库容 的7 l 虽然经过长期的治理 辽河干流泥沙量呈逐年减少趋势 一些河段也呈下切型 发展 但目前辽河泥沙与防洪的矛盾仍比较突出 经济发展对防洪减灾提出了更高的要求 随着辽河流域经济社会的发展 城市化率 的提高 防洪保护区内的人口 财产和资产密度必然会进一步增长 同时城市化水平的 进一步提高 更多的农村人口进入城市 市区财富的不断积累 洪灾所造成的经济损失 也将与此同步增长 这对防洪也提出越来越高的要求 近几年来 辽宁省加大了对防洪 工程研究的力度 正在进行辽河流域防洪规划 为辽河流域防洪工程建设制定总体方案 本工程硕士论文的选题来源于辽河流域防洪规划中的河道整治规划 1 2 主要采用的分析研究方法 目前国内外对河道冲淤演变分析主要采用输沙率法 断面比较法 河相关系法 河 工模型法 数值模型法等 河工模型法 数值模型法一般应用于单项的河道整治工程 规划阶段主要采用前3 种方法进行研究 本文主要采用分析研究方法如下 1 根据水文站实测资料 采用输沙率法汁算各河段冲淤变化 并研究河道冲淤变 化的规律 2 根据实测河道主槽 河道横断面资料进行比较 采用断面比较法 研究河道的 第一章绪论 冲淤变化规律 3 用造床流量法和平滩流量法确定河道的整治流量 4 根据国内类似河流稳定的河相关系 确定河道的整治宽度 5 用统计的方法 分析盘山闸对上下游河段冲淤的影响 研究防淤措施 1 3 辽河流域概况 辽河位于我国东北地区南部 发源于河北省七老图山脉光头岭 流经河北 内蒙 吉林 辽宁四省区 上游为老哈河 于苏家堡附近接纳西拉木伦河后称西辽河 流至福 德店与东辽河相汇后称辽河 自北而南流过辽宁省中部 至六间房以下原分两股 一 股 西行称双台子河经盘锦市注入渤海 另一股南行为外辽河 在三岔河纳入浑河 太子河 后称大辽河经营口市入渤海 自1 9 5 8 年于六间房附近堵截外辽河后 浑河 太子河便 成独立水系 辽河总流域面积为2 1 8 9 0 0 k m 2 干流总长1 3 9 0 k m 在辽宁省境内的辽河干流长 5 2 3 k m 面积6 9 1 6 3k m 2 占辽河流域的3 1 6 辽河主要支流 上游区有英金河 西拉木伦河 教来河 中 下游区左侧有清河 柴河 范河 右侧有秀水河 养息牧河 柳河及绕阳河 辽河上游流经黄土草甸 风沙丘陵地区 河水挟带大量泥沙 而下游地势平坦 河道比降小 河口又有潮汐顶托 水缓沙积使河床不断抬高 每逢暴雨洪水 极易泛滥 成灾 1 4 气象 水文与泥沙 1 1 气候特征 辽河流域地处中高纬度 东有长自山系的千山山脉 西为大兴安岭的余脉 南临渤 海 中部为辽河平原 属温带季风气候 其特点是冬季以西北风为主 温度变化较大 四季冷暖干湿分明 一般气候特征为 冬季寒冷漫长 夏季炎热历时较短 春季干燥多 风沙 年内温差较大 流域多年平均降水量3 0 0 m m 9 5 0 m m 由东南向西北递减 地区差别很大 清河 及柴河 泛河山丘区达8 0 0 m m 9 5 0 m m 而西辽河平原降水量晟少 仅3 0 0 m m 3 5 0 m m 降水量主要集中在6 9 月份 年际差别很大 历年大量降水往往集中由几次暴雨产生 次暴雨常集中在三天以内 造成辽河流域暴雨的主要天气系统有台风 高空槽 华北气旋 低压冷锋 冷涡 静止锋 江淮气旋等 其中以华北气旋影响次数最多 流域内洪水主要由暴雨产生 多发生在7 月下旬至8 月中旬 一次洪水历时为七天 左右 双峰历时为1 3 天左右 2 第一节绪论 2 水文 辽河流域的水文观测 以下游地区及浑河 太子河较早 1 9 0 9 年开始抚顺即有年 最高水位记录 1 9 3 2 年开始 伪满在本流域内大批设站 观测水位及流量 1 9 3 5 年开 始测含沙量 至1 9 3 9 年计有水位站1 3 l 处 水文站2 3 处 1 9 4 51 9 4 9 年基本停测 解放后除恢复原有测站外 并新建了部分测站 目前流域内各主要支流均设有水文站 基本测计了各河的径流量 现有水位站1 6 1 处 水文站1 4 2 处 3 泥沙 由于流域内地形地貌 气候 水文等自然地理情况存在着明显的地区差别 因此泥 沙分布特性也存在地域性差异 辽河流域东部诸支流 如招苏台河 清河 柴河 泛河 浑河 太子河等 地处辽 东山地的西北坡 年降水量在7 0 0 m m 以上 气候较湿润 雨量充沛 林木繁茂 植被 覆盖好 水土流失较轻 属于本流域内多水少沙地区 东侧的东辽河支流 上游为低山 丘陵 中下游为坡地向平原过渡地带 虽然降水量也在6 5 0 m m 左右 但由于流域内承 雨面已大部分垦为耕地 林地很少 植被较差 土壤又多为壤土或砂壤土 因此水土流 失较上述诸河为重 但比辽河流域西部支流为轻 辽河流域西部诸河 由于气候干燥 植被差 降水量少且集中 地表又多黄土或砂 土 因此大部地区水土流失比较严重 其中老哈河 教来河 柳河 绕阳河等支流的上 游地区水土流失严重 尤其是柳河的上中游水土流失最严重 柳河是辽河水系中含沙量 最大的河流 柳河上游的两大支流养畜牧河和扣河子河地处黄土丘陵及黄土漫岗区 年 降水量5 0 0 m m 左右 且多以暴雨形式产生 该区域全年多风 蒸发量大 气候干燥 植被稀疏 每遇暴雨即造成严重剥蚀和侵蚀 产生大量泥沙随流而下 扣河子站实测最 大含沙量达l5 8 0 k g m 3 各河流中上游产生的泥沙 随水流挟带至平原河段 往往落淤于河道内 至使河床 抬高或河流改道 例如西辽河 柳河下游 辽河于流柳河口以下河段 有些河段已形成 悬河 历史上西辽河曾几次改道 除气候地形等自然因素外 河道上建设水利工程也直接影响了相应河段的水沙时空 分配特点 如红山水库 闹得海水库 盘山闸等工程即产生了较大影响 本流域大部分水文站在1 9 5 5 年以后才丌始泥沙测验工作 但没有进行过推移质测 验 辽河中下游的泥沙主要来自西辽河及柳河 该二河的沙量约占8 6 因此有 东水 西沙 之称 1 5 辽河中下游防洪工程实施情况及存在的主要问题 辽河流域先后编制了 辽河流域规划要点报告 和 修订辽河流域规划报告 辽 3 第一章绪论 河流域防洪规划 多年来在流域规划的基础上 完成了多座水库枢纽工程及辽河干流 河道防洪工程的规划设计和建设 目前辽河流域己初步形成了蓄泄兼治 综合治理 工 程措施与非工程措施结合的防洪工程体系 在防御洪水灾害中发挥了巨大作用 由于历史原因及经济条件等制约 辽河流域内现有的防洪体系仍不完备 防洪工 程亦未达到规划要求的标准 部分工程老化失修 河道险工险段尚未彻底治理 柳河的 水土流失没有得到有效的治理 使柳河下游和辽干河道淤积严重 盘山闸的修建加剧了 其上下游河段的淤积 河道现有的防洪能力普遍偏低 1 6 研究的目的与内容 防治洪水灾害 保证流域内经济持续稳定的发展 保证人民生命财产安全是流域开 发治理的首要任务 目前辽河流域已初步形成了蓄泄兼治 综合治理 工程措施与非工 程措施结合的防洪工程体系 在防御洪水灾害中发挥了巨大作用 由于历史原因及经济 条件等制约 辽河流域内现有的防洪体系仍不完备 防洪工程亦未达到规划要求的标准 部分工程老化失修 河道险工险段隐患尚未根除 柳河的水土流失没有得到有效的治理 使柳河下游和辽干河道淤积严重 河道现有的防洪能力普遍偏低 由于修建盘山闸 径 流量的改变 工农业引水增加 闸的运用方式的改变等多种原因 盘山闸上下游河道淤 积严重 影响河道泄洪及闸自身的安全 因此 研究辽河中下游河床冲淤规律 河道整 治以及减少盘山闸上下游河段淤积的措施 对辽河防洪有非常重要的意义 在现状河道条件下 本次辽河中下游河道整治的研究为了达到护堤固滩 控制河势 的目的 使河槽的大小与河流来水来沙条件相适应 河道整治工程主要采用丁坝护岸或 采用平顺护岸形式稳定河床 作为河势的控制节点 护岸的结构型式和清淤的方法有多 种 本次不作具体研究 本次主要研究与来水来沙相适应的河槽大小 制定治导线 作 为河道整治及河道清淤总的规划线 以此控制河势 固定中水河槽 论文主要由五部分内容组成 主要内容及章节安排如下 第一一章绪论 介绍了辽河流域的基本概况 简要回顾辽河中下游河床演变及整治 进展情况 说明本文问题的提出及研究意义 并介绍主要研究方法及研究内容 第二章河流来水来沙条件 系统地分析了河流来水来沙条件及水库对柬水来沙条 件的影响 第三章辽河中下游河道冲淤分析及整治规划 根据实测水文泥沙资料 运用河 床演变学基本原理和方法 研究辽河河道冲淤演变规律 探讨辽河中下游河道整治工程 措施 并重点对整治措施中的整治流量 整治宽度和规划治导线进行研究 第四章盘山闸对上下游河段冲淤的影响及防淤减淤措施 分析盘山闸对上下游 4 第一章绪论 河段冲淤产生的影响 并研究减少上下游河段淤积的措施 第五章总结与展望 对本文的研究工作和成果进行总结 并就进一步的工作提出 自己的意见和建议 5 帮二章河漉来水来沙条件 第二章河流来水来沙条件 2 1 水 沙的地域分布 辽河流域西部是黄土丘陵 沙丘草原以及半沙漠地区 气候干旱 植被稀少 森 林复盖率仅为1 3 水土流失严重 土壤侵蚀模数均在5 0 0 t k i n 2 a 以上 其中老哈河中 游 支流英金河 西拉木伦河中游 教来河上游及柳河上游尤为严重 分布着细砂性风 砂土 土质结构松散 除受水蚀外还受风蚀 侵蚀模数达到2 0 0 0 t k m 2 a 以上 形成全 流域的高值区 多年平均含沙量较大 侵蚀模数最高处在柳河上游的内蒙库伦一带 达 到9 8 3 0 t k i n 2 a 实测最大含沙量为1 5 0 0 k g m 3 可见流域西部的上述地区是辽河的主要 产沙区 辽河流域东部为长白山 千山地区 气候温湿多雨 植被良好 森林复盖率为4 7 土质为森林土 侵蚀微弱 土壤侵蚀模数除东辽河 寇河及二道河上游因植被较差 有轻度水土流失为5 0 0 8 0 0t k n 2 a 之外 其他都在1 0 0 2 0 0t k l t t 2 a 河流平均含沙量 较小 东部地区因暴雨洪水大 水量丰富 河流众多 故是辽河中下游的主要洪水来源 辽河流域中部干流两侧 西辽河 新开河一带是产沙的低区 侵蚀模数很小 方面是因为沿河修筑堤防 隔断来沙 宽广的滩地又是堆沙好去处 西辽河流域又修了 不少旁侧引水水库 加大了河槽对水 沙的调蓄能力 其次 西辽河一带降雨量小 缺 少暴雨洪水产沙 因此从通辽到郑家屯沿程径流量 输沙量都是递减的 河道单向淤积 表2 1 统计辽河东 西两侧各四条支流的来水 来沙量进行对比 很明显东侧支流 来水量占5 9 7 是辽河中 下游径流量的主要来源 而西侧支流输沙量占8 6 4 则是 辽河干流泥沙的主要来源 故辽河流域有 东水西沙 的分布特点 表2 i辽河干流东 西侧来水 来沙对比表 流域西部流域东部 年径流量年输沙量含沙量年径流量年输沙量含沙量 河名站名河名站名 自万m 万t k g m 3 百万r i o 万t k g m 3 西辽河 郑家屯 7 9 7 71 0 5 851 3 3 东辽河太平 6 1 4 31 3 772 2 秀水河彭家堡 6 6 92 623 9 l清河开原7 8 029 61 2 养息牧河 小荒地 8 6 95 2 66 0 5 柴河太平寨 2 8 7 92 8 81 柳河 新民3 2 1 27 0 22 1 9范河 张家楼子 2 0 i 92 6 8l 3 两四河之和1 2 7 2 71 8 3 9 3 1 12 9 水四河之平 1 8 8 4 32 8 9 31 4 3 t 东 两之和的 4 0 38 64 t 尔 j l i 之和的 5 9 71 3 6 6 第二章河流来水来沙条件 2 2 暴雨洪水产沙特点 辽河流域洪水多由暴雨产生 洪水来急去速 猛涨暴落 持续时间不过几天至十几 天 一年中洪峰出现次数为2 5 次 历年大暴雨多发生在7 8 月间 东部山区形成暴 雨中心的次数多 强度大 西部柳河洪水掘水文分析一般不与辽河 东部 洪水遭遇 柳河入辽泥沙容易堵塞辽河河道 而后才被干流来水冲开带往下游 统计1 9 5 9 1 9 6 3 1 9 6 4 1 9 7 5 年等几次较大洪峰 干流各站一次洪峰过程输沙量 均占全年输沙量的2 0 左右 河道淤积也是集中在洪水期阳j 输沙量年际变化很大 铁岭站最大的1 9 5 9 年为8 5 0 1 7 4 万t 是最小的1 9 8 2 年输沙 量1 4 9 1 万t 的5 7 0 2 倍 可见泥沙集中于大洪水年之中 若干次大洪水淤积后 河道 高悬超过地面高程 再来洪水极易决堤泛滥 所以从泥沙角度 应该着重防治大洪水泥 沙的危害 规划安排泥沙出路 一般辽河中 下游沙峰先于洪峰 提前天数各断面不同 下游多于上游 如1 9 7 8 年8 月巨流河站洪峰5 0 0 m 3 s 沙峰提前 天 1 9 5 7 年洪水巨流河站沙峰提前两天 9 8 6 年8 月洪水的沙峰提前更多 暴雨洪水从流域面上侵蚀带来的泥沙都比较细 又经过漫 长河道淤积拣选 愈往下游愈细 平均中值粒径0 0 2 0 0 3 2 m m 非汛期由于是河道中 泥沙搬移 略为粗些 洪峰水沙关系 涨水含沙量大于落水含沙量 体现河床的涨冲落淤 流量 含沙 量关系呈多绳套形 变幅很大 含沙量随流量增大到一定值后开始下降 是因为洪水跑 滩淤积 2 3 上游水库拦沙作用 老哈河中游的红山水库于1 9 6 0 年1 0 月主坝合拢 开始蓄水 红山水库总库容2 5 6 亿m 3 控制流域面积2 4 4 8 6 k m 2 运用到1 9 7 9 年底 校核洪水位4 4 5 1 m 以下淤积量达 5 9 7 亿m 3 占相应原始库容的2 3 3 正常高水位以下占4 5 4 死水位以下占4 8 8 淤积量与同期入库沙量接近 仅出库o 1l 亿t 说明 9 6 0 年以后 老哈河上游来 沙基本为红山水库所拦截 选择红山建库前 后上游来沙水平相当的三年资料 比较沿程各站的输沙量变化 如表2 2 可见 建库前 1 9 5 8 年 从太平庄到通辽输沙量是递增的 通辽以下则是递减的 建库后从库上的小河沿到库下的麦新 输沙量突然减少8 5 9 0 证明老哈河泥沙已 被水库拦截 只有另一支西拉木伦河有沙下来 1 9 6 9 年通辽为最小值 往下又开始递 增 说明建库初期坝下河段有冲刷 1 9 7 9 年最小值移到郑家屯 说明西辽河冲刷己达 平衡 郑家屯以下辽干由于有支流汇入 沙量又呈递增趋势 可以清楚看出红山水库的 7 第 二章河流来水来炒条件 减沙作用相当明显 而且一直影响到六间房 表2 2代表年沿程输沙量变化表单位 万t 潜兰 老哈河西辽河辽河于流 箬 贰 太平庄 小河沿麦新远辽郑家电通江口铁岭巨流河六问房 赤峰 建库前 1 9 5 82 4 9 03 6 3 033 6 1 343 9 2 02 2 3 331 3 6 66 51 1 2 38 8 7 37 1 97 建库初 1 9 6 92 3 6 252 3 2 03 5 843 0 52 2 465 1 5 6 4 82 9 7 64 1 5 9 09 l 建库后1 9 7 9 i8 2 77 3 3 7 73 4 3 7 1 1 8 4 9 5 1 2 72 1 4 9 42 7 8 87 0 0 6 在遭遇1 9 6 2 年7 月大洪水 老哈河1 8 0 年一遇 时 红山水库入库沙量1 5 6 0 0 万t 出库仅6 8 0 万t 拦沙作用固然大 但是 西拉木伦河来沙1 3 3 0 万t 分到新开河4 7 1 万t 老哈河坝下冲刷使西辽河麦新站 西安村 输沙量仍然高达3 9 1 0 万t 通辽站6 8 0 8 3 万t 郑家屯减小为6 3 1 1 7 万t 辽河干流的通江口 铁岭 巨流河 六间房诸站输沙 量分别为4 3 7 6 1 4 2 2 2 3 3 3 0 6 6 3 1 0 5 万t 说明只要下泄径流量较大 郑家屯3 8 亿 m 3 下游各站仍然会有大量泥沙输移 除了红山水库之外 1 9 5 8 年以后从西辽河到辽河各支流上修建了大量引水 蓄水 工程 如西辽河苏家堡 总办窝堡枢纽 孟家段 莫力庙 他拉干 吐尔基山 舍力虎 三合堂 敖门查干 道力歹等旁侧引水枢纽 辽河干流各支有清河 柴河 榛子岭 南 城子等大型水库 中小型工程更是不计其数 调节利用水量近3 0 亿m 3 水库群的作用 除拦沙以外 更主要的是削减河道径流量 据统计1 9 6 5 年后郑家屯站年径流量平均减 少9 1 1 常发生断流现象 由此引起输沙量更大幅度的减少和河床断面缩小 2 4 辽河干流及主要支流泥沙特征值 2 4 1 实测系列统计特征值 辽河中下游进行泥沙测验的主要测站 在干流上有通江口 铁岭 巨流河和六间 房等4 站 六间房以下至河口的1 1 4 8 2 k m 河道目前还没有资料较长的泥沙迳流测站 六问房站从1 9 6 8 年7 月到1 9 8 6 年6 月的1 8 年问停测 测站挪到上游2 0 k m 处的朱家 房 流域面积相差1 4 5 k m 2 中间没有较大支流入汇 河道情况单一 故可视为同一测 站 将资料系列合并使用 辽河上游分为东 西辽河 分别有太平和郑家屯2 站控制 东倒主要支流清河 柴河及范河有丌原 太平寨及张家楼子三站反映来水来沙情况 西侧主要支流柳河 秀 水河及养息牧河 则分别有新民 彭家堡及小荒地3 个测站控制 辽河干流的通江口 铁岭 巨流河 六间房及清河丌原站都是1 9 5 4 年 1 9 9 6 年共 4 3 年资料 柳河新民站是1 9 5 6 1 9 9 6 年共4 1 年资料 闹德海站有1 9 5 7 1 9 9 6 年的4 0 年资料 范河张家楼子为1 9 5 4 1 9 8 5 年共3 2 年资料 1 9 8 6 年起不测沙 柴河太平寨1 9 7 4 8 墨三兰塑亟鲞查查鲨堡生 年柴河水库建成后上挪为柴河站 有1 9 5 5 1 9 9 6 年共4 2 年资料 秀水河彭家堡 养息 牧河小荒地 本次采用系列均为1 9 5 5 1 9 8 0 年 东辽河太平站为1 9 5 5 1 9 8 7 年共3 3 年资料 西辽河通辽及郑家屯站有1 9 5 5 1 9 9 7 年共4 3 年资料 表2 3 辽河中 下游各主要站1 9 6 0 年前 后泥沙特征值表 年输沙量 万吨 含沙量 k g m 3 河名站名 统汁时段 最大值是小值 实捌最大含沙量 均值 发生 倍比均值 值值 发生年份值 发生u 期 份 东 1 9 5 5 1 9 8 71 3 76 75 1 87 9 1 9 8 6l9 1 91 9 8 32 7 02 2 2 021 9 7 0 7 3 1 辽太平 1 9 5 5 1 1 9 6 01 6 342 5 6 91 9 5 65 1 1 9 5 950l91 6 l 1 9 5 8 62 2 河 1 9 6 i 1 9 8 71 3 25 1 87 9 1 9 8 6 l9 1 9 1 9 8 32 7 02 42 02 1 9 7 073 1 1 9 5 5 1 9 9 7 1 5 3 9 11 8 3 2 2 5 81 9 5 90 7 8 8 1 8 22 84 通辽1 9 5 5 1 9 6 07 2 2 761 8 3 2 2 5 8 1 9 5 96 7 6 41 9 5 52 7 15 3l 西 1 9 6 l 1 9 9 76 1 666 8 0 83 1 9 6 207 8 8 1 8 21 519 55 辽 河 1 9 5 5 1 9 9 71 0 5 8 59 1 9 0 j 4 j 9 5 90 0 i1 9 8 29 1 9 0 1 41 3 38 85 1 9 5 872 5 郑家屯1 9 5 5 1 9 6 04 5 1 2 99 1 9 0 1 41 9 5 94 2 l41 9 5 5 2 182 758 8 51 9 5 87 2 5 1 9 6 1 1 9 9 74 9 836 3 i l7 1 9 6 200 11 9 8 26 3 1 1 7 075 3 4 5 1 9 5 4 一1 9 9 61 2 0 787 1 3 68 81 9 5 91 59 5 1 9 8 34 4 7560 15 6 1 9 5 8 7 2 6 通江口1 9 5 4 1 9 6 03 7 8 697 l3 68 81 9 5 91 2 9 081 9 5 55 51 06 75 6 1 9 5 872 6 1 9 6 l 一 9 9 67 0 644 3 7 6 11 9 6 21 59 51 9 8 3 2 7 4 441 34 i1 9 9 3 8l o 1 9 5 4 一1 9 9 6f 4 4 748 5 0 f7 4 f 9 5 9 f 49 f f 9 8 25 7 0 243 65 751 9 9 38 6 铁岭1 9 5 4 一1 9 6 04 6 1 598 5 0 i7 4 1 9 5 91 4 2 531 9 5 86 084 66 1 9 5 872 0 辽河 1 9 6j 1 9 9 6钉i34 2 2 2 31 9 6 21 49 l1 9 8 2 2 8 322 95 7 51 9 9 38 6 1 9 5 4 一1 9 9 61 3 6 8 46 7 9 45 9 1 9 5 9 27 1 9 8 25 3 503 5 93 0 1 9 5 872 8 巨流河 1 9 5 4 1 9 6 04 2 0 9 16 7 9 45 91 9 5 91 1 0 491 9 5 86l6 43 0 9 5 87 2 8 i9 6 卜1 9 9 68 1 6 3 3 0 661 9 6 2 271 9 8 2 2 6 04 2 5 1 761 9 9 38 5 i9 5 4 1 9 9 6 1 3 6 495 9 3 33 2l9 5 93 87 31 9 8 21 5 3235 3 j21 9 5 47 2 8 六阃房1 9 5 4 1 9 6 03 7 8 175 9 3 3 3 2 9 5 9 9 4 431 9 5 8 6 36 13 l21 9 5 4 7 2 8 1 9 6 l 1 9 9 68 9 53 1 0 51 9 6 23 87 3 9 8 28 022 62 37 1 9 6 683 1 清河开原1 9 5 4 一1 9 9 69 59 78 0 52 91 9 5 404 41 9 8 21 8 3 0 21 2 32 951 9 7 95 1 5 柴河太平寨1 9 5 5 l9 9 6 2 87 93 9 2 1 81 9 9 500 51 9 8 2 7 8 4 3 6 l2 04 1 9 9 56 1 1 张家楼 范 l 1 9 5 4 1 9 8 52 6 8 52 0 57 71 9 5 40 2 5 9 8 28 2 3 13 33 761 9 5 7 73 于 闹德海1 9 5 7 1 9 9 61 5 7 1 56 1 1 9 1 41 9 6 7 4 24 41 9 8 21 4 425 68 71 4 4 01 9 7 l7 6 柳w 新民 1 9 5 6 1 9 9 67 0 20 23 5 0 i3 61 9 6 39 44 5j 9 8 83 7i2 l8 64 6 81 9 6 77 1 9 秀水 彭家堡 1 9 5 5 1 9 8 02 6l3 51 9 5 60 0 91 9 5 8i5 0 0039 i2 3 71 9 7 1 6 1 9 河 养息 小荒地1 9 s 5 1 9 8 05 31 5 51 9 5 9l91 9 7 28 1 660 54 0 91 9 7 072 9 牧 9 第一章河流来水来沙条件 西辽河及辽河干流各站 自1 9 6 1 年以后输沙量已受上游修库的影响 老哈河红山 水库是1 9 6 0 年截流的 其控制流域面积2 4 4 8 6 k m 2 占老哈河总流域面积的7 4 总库 容2 5 6 亿m 3 能容纳1 0 0 0 年一遇洪水1 8 亿m 3 故基本拦截了老哈河的泥沙 使下游 河道沙量锐减 因此 作为建库后的现状情况 应从1 9 6 1 年起进行统计 表一3 兹将辽 干各站1 9 6 0 年之翦及1 9 6 1 年之后的系列分别统计 应该指出 1 9 6 0 年前 后两个系列输沙量均值之比 通辽站达到1 1 7 郑家屯为 9 1 这不完全是红山修库造成的 除了修库之外 还有系列丰枯的影响因素 1 9 6 0 年 以前系列明显偏丰 1 9 6 1 年之后来沙量则逐渐转枯 系列中1 9 8 2 年是最小值几近于零 1 9 8 6 年之后 随着水沙逐渐转丰 又出现1 9 8 6 1 9 8 7 1 9 9 1 1 9 9 3 1 9 9 4 诸年输沙量 超过1 0 0 0 万t 的中沙时段 支流来沙情况 福德店以下入汇的各支流中以柳河来沙量为最多 新民站 集水面 积6 7 5 9k m 2 多年平均输沙量为7 0 2 0 2 万吨 多年平均含沙量为2 1 8 6 k g m 3 其次为 清河开原站 集水面积4 6 6 8k m 2 多年平均输沙量为9 5 9 7 万吨 含沙量为1 2 3k g m 3 清河干流虽已修库 集水面积2 3 7 6 k m 2 但支流寇河尚未控制 它于开原附近汇入清 河 寇河流域水土流失严重 据寇河松树站 集水面积l1 9 0 k m 2 1 9 5 4 1 9 8 0 年资料统 计 多年平均输沙量为6 1 8 3 1 万吨 含沙量2 7 lk g m 3 辽河西侧支流养息牧河小荒地 站 集水面积1 7 8 3 k m 2 多年平均输沙量5 3 力吨 含沙量6 0 5k g m 3 秀水河彭家堡站 集水面积2 0 9 1 k m 2 多年平均输沙量2 6 万吨 含沙量3 9 1k 譬 m 3 说明辽河西侧支流 普遍多沙 东侧支流柴河太平寨站多年平均输沙量2 5 5 万吨 含沙量o 8 7 k g m 3 由于 位置偏上 控制面积1 2 1 8k m 2 1 9 7 4 年后改为柴河站 入库站 控制面积1 1 3 6k m 2 资料反映柴河水库建成以前及入库的天然来沙状况 1 9 7 3 年后通过水库调蓄 泄放到 柴河下游及进入辽河的泥沙很少 故统计中可以忽略不计 范河上游1 9 7 6 年建成榛子 岭水库 集水面积3 6 9k m 2 下游张家楼子站 集水面积8 1 6k m 2 多年平均输沙量为 2 9 o 万吨 含沙量1 3 6 k g m 3 其1 9 7 5 年以前为天然资料 1 9 7 6 年后则为修榛子岭水 库现状下的泥沙状况 柳河闹德海以上流域植被稀少 土壤侵蚀严重 模数高达3 0 0 0 t k m 2 以上 河流含 沙量都在5 0 k g m 3 以上 是辽河流域产沙最多的地区 因是暴雨在流域面上产沙和输沙 造成泥沙大部分集中在大水年份 1 9 6 9 年之前的丰水时段 平均输沙量是1 9 7 0 年以后 少沙时段的4 4 倍 平均含沙量也大1 倍多 闹德海水库从长时段来看 几乎不起拦沙 作用 其出库沙量多于上游三站入库沙量之和 倒是下游柳河河道承担淤积了其出库沙 量的5 6 这和闹德海水库采用 蓄清排浑 运用方式有关 汛期空库敞泄排沙 和天 然河道无异 大洪水时虽有滞洪淤积 之后的长期中小洪水冲刷 仍把泥沙都带到下游 去 1 9 6 3 年大水冲毁上游石门子等8 座拦沙堰说明 小型治沟工程因其标准低而容易 破坏 破坏时又把积存多年的泥沙 一下子都带到下游 使得灾害损失更为集中 1 0 第二章河流来水米沙条件 柳河上游水土保持工作开展多年 取得 定成效 这是一项根本性治理措施 必 须持之以衡 以改变流域环境面貌 最终解决河流的泥沙问题 但是 不能寄希望于一 朝一夕 像工程措施那样立竿见影 表7 6 对比了1 9 8 6 年和1 9 5 7 年 1 9 9 4 年和1 9 6 0 年 不同年代但年水量相近的两组典型年的柳河沿程泥沙输移情况 可以看出 水土保 持后的1 9 8 6 年 其输沙量 含沙量反而比水量大于它的1 9 5 7 年为多 实测最大含沙量 1 2 1 0 蚝 m 比1 9 5 7 年的4 9 6 k g m 3 大1 4 倍 所以对柳河泥沙的定性认识是 上游流域 的移动沙丘和黄土丘陵是柳河泥沙的供应者 遭遇大暴雨时 仍会给t 9 n t 游带来严重 的泥沙灾难 近期治理要想有显效 必须上蓄洪拦沙的大型水库工程不可 1 9 6 1 年后 一方面老哈河红山修库及i s i i 工t t 若干旁侧引洪水库发挥作用 一方面也正巧遇着西辽河 枯水 将近2 0 年没有发生大水 故造成通过郑家屯进入辽干的泥沙微不足道 但若西 辽河洪水稍大 仍然可以冲蚀河道 带来大量泥沙 例如1 9 6 2 1 9 6 3 1 9 6 4 1 9 8 6 1 9 8 7 1 9 9 1 1 9 9 3 1 9 9 4 诸年 郑家屯输沙量都超过1 0 0 0 万t 西辽河上段红山水库 至西安村长1 6 8 k m 河道 穿越沙漠丘陵 地面植被差 砂质松散 随风移动 河道宽 浅 水流湍急 河床变形迅速 主流摆动不定 是典型的游荡性河段 1 9 6 2 年红山水 库遭遇1 8 0 年一遇的特大洪水 入库沙量1 5 6 0 0 万t 出库仅6 8 0 万t 但因水库下泄 9 9 5 m 3 s 流量 西辽河上段冲刷 通辽站 郑家屯站年输沙量仍达6 8 0 8 3 3 万t 和6 3 1 1 6 6 万t 之巨 均为1 9 6 1 年后3 7 年系列的最大值 另外 对比辽干和西辽河各站输沙量年 际变化 即可看出 上 下游的输沙量年际分布规律十分相似 一脉相承 所以说西辽 河始终是辽河干流的主要泥沙来源 在西辽河枯水少沙年份 下游右侧支流柳河才成为 辽河下游段的主要泥沙来源 辽河干流各站以1 9 6 5 年为界 可明显分为1 9 5 4 1 9 6 4 的1 1 年丰水丰沙时段和 1 9 6 5 1 9 8 4 的2 0 年少水少沙时段 1 9 8 5 1 9 9 6 年的1 2 年又转为中沙时段 表2 4辽干各站输沙量按丰枯划分时段统计表 万t 年分红山通江口铁岭巨流河 六间房 1 9 5 4 1 9 6 4 年平均 7 1 0 8 i3 2 0 9 73 8 4 1 9 3 4 4 5 33 1 2 4 4 1 9 6 5 一1 9 8 4 年平均2 0 2 4 91 9 9 52 8 9 04 1 7 17 4 9 8 1 9 8 5 1 9 9 6 年平均 2 5 5 01 0 5 3 41 1 8 3 o1 0 5 0 27 7 7 3 43 年多年平均3 4 7 1 81 2 0 7 81 4 4 7 41 3 6 8 4l3 6 4 9 表2 4 统计了各站1 9 5 4 1 9 6 4 年 1 9 6 5 1 9 8 4 年 1 9 8 5 1 9 9 6 年三个丰枯不同时段 的平均输沙量 以铁岭站为例 1 9 6 4 年以前的1 1 年是丰沙时段 平均输沙量为3 8 4 1 9 万t 1 9 6 5 1 9 8 4 年的2 0 年为枯沙时段 平均输沙量为2 8 9 万t 两者相差1 3 3 倍 可 见来沙量丰枯变化的巨大 1 9 8 5 1 9 9 6 年的1 2 年输沙量又有回升 平均输沙量1 1 8 3 万 第二章河流来水来沙条件 t 比多年 4 3 年 均值1 4 4 7 4 万t 略少 可算中沙时段 但是 六间房站情况有些特 殊 1 9 8 5 1 9 9 6 年仍然是枯沙时段 其原因主要是柳河来沙偏少 各时段沿程变化 丰沙时段和中沙时段通江e l 铁岭输沙量递增 铁岭最大 铁岭 巨流河斌问房这两段都是输沙量沿程递减的 这种变化规律和4 3 年长系列多年均值 一致 说明通江口 铁岭段由于多条支流入汇 沙量大增 而铁岭往下则进多出少 河 道每年淤积4 0 0 7 0 0 万t 1 9 6 5 1 9 8 4 年的2 0 年枯沙时段 上游西辽河来水来沙均偏枯 故输沙量从通江口到六问房都是沿程递增的 说明沙量是靠支流补给的 特别是柳河 对于辽河下游 巨流河以下