黄河下游河道淤积特征浅析

黄河下游河道淤积特征浅析

【摘 要】黄河下游是一条多泥沙堆积性平原河流，以水少沙多为其特征，形成了世界上著明的地上悬河。70年代以来，河床以淤积为其主要特征，尤其80年代以来，随着人类工程对河床流路的规范化，河床的淤积速率明显增大。黄河下游河床淤积物中，上段较下段粗，深层比表层粗，河床比漫滩粗。游荡性宽河段的泥沙淤积量较大，其次为过渡性河段，弯曲性窄河段淤积量较小。黄河下游河道变化受地质地理、地质构造和人为作用等各种因素影响。

【关键词】黄河；河道淤积；地上悬河；河道变化

1. 引言

（1）黄河是我国第二大河，发源于青海省巴颜喀拉山北麓，向东流经九个省区，先后跨越青藏高原、黄土高原和黄河下游冲积平原三个地形地貌阶梯。据地质地貌和河流水文特征，将黄河划分为上、中、下游三个部分。上游自河源地至内蒙的托克托，河道长3472Km，落差3846m，比降1.11‰，流域面积38.6万Km2，占全流域的51.3%；中游自托克托至河南的桃花峪，河道长1206Km，落差890m，比降0.74‰，区间流域面积34.4万Km2，占全流域的45.7%；下游自桃花峪至山东垦利河口，长786Km，落差95m，比降0.12‰，区间流域面积2.3万Km2，占全流域面积的3%。

（2）黄河下游是一条多泥沙堆积性平原河流，在进入下游的近16亿吨泥沙中，约1/4输入深海，约1/2沉积于入海三角洲，其余约1/4堆积于下游河道内，使黄河下游河道逐渐淤积抬高，年均淤积厚度0.05～0.10m，临背差3～5m，部分河段最高达10m以上，是世界上著明的地上悬河。

2. 现黄河下游河道淤积特征

（1）现黄河下游河道是1855年兰阳铜瓦厢决口，夺山东大清河由利津入海改道形成的。1855年以来，黄河下游河道各河段淤积变化各有不同特点，铜瓦厢决口初期，东坝头以上河段溯源冲刷形成高滩深槽，以下则漫流淤积。1875～1905年，东坝头河段陆续修筑堤防，沁河口至东坝头河段由溯源冲刷相应转变为溯源淤积或塌滩淤槽。现阶段花园口以上河段老滩已不明显，以下河段还保存有老滩，但高差已逐渐减小，老滩滩面上的淤积物为1855年前堆积，其它则为近年堆积。1935～1985年，受花园口改道后的溯源冲刷和三门峡水库运行影响，花园口以上河道冲淤基本平衡，以下河段则淤积明显。现阶段小浪底水库已开始运行，花园口以上河段已具有一定的冲刷能力。

（2）黄河下游河床淤积物中，上段较下段粗，深层比表层粗，河床比漫滩粗。黄河水携带的泥沙中，小于0.025mm的泥沙约占全部沙量的50%，主要在洪水漫滩时淤积在滩上（约占滩地淤积物的一半），淤积在主槽的很少（一般不到主槽淤积物的5%）。大于0.025mm的泥沙占全部沙量的50%，但在下游河道

的淤积量中却占70～80%；大于0.05mm较粗颗粒泥沙，仅占全部沙量的20%，但在淤积量中却占50%，在主槽淤积量中更多，占到80～90%；大于0.1mm的粗泥沙，几乎全部淤积在主槽内。从测量断面中可看出，黄河主河槽在两岸大堤之间摆动频繁，形成多个粉细砂透镜体。

（3）据黄委会1935～1985年实测资料计算，黄河下游河道淤积总量80～90亿吨，其中沁河口——东坝头淤高约1m，平均淤积速率2cm/a；高村——陶城铺淤高2.5～3.5m，平均淤积速率5～7cm/a；陶城铺以下淤积厚度逐渐减小，一般2～0.5m，平均淤积速率4～1cm/a。另据叶青超等研究，1954～1982年，花园口——东坝头段沉积厚度2.10m，平均沉积速率7.4cm/a；东坝头——艾山段沉积厚度2.86m，平均沉积速率10.2cm/a；艾山——利津段沉积厚度1.98m，平均沉积速率7.1cm/a；花园口——利津平均沉积速率8.2cm/a。由此可看出，黄河河道在逐年淤积抬高，纵剖面的下凹度逐渐变小，淤积速率表现为中段大，两头小；河槽大，滩地小。横剖面则再现为床滩差变小，东坝头——高村段已出现床高滩低的“二级悬河”的不利局面。

3. 河道冲淤特征与变化

（1）河道淤积变化宏观上受控于不同的河流地貌子系统。河床是水沙运移通道，也是大洪水的主要通道，人类工程对黄河水流动力作用的控制作用越来越强烈，控导工程在不断地限制和缩小河水游荡范围，规范河床边界，并保护河漫滩不受一般中常洪水的侵袭。

（2）漫滩只有在大洪水条件下才具有部分水沙输移功能。花园口至高村宽河段同时具有滞洪和落淤功能，河流地貌断面的形态与输水输沙的能力有较大的关系，理想的断面是宽滩深槽，这样可增强防洪功能，提高河道的稳定性，但是近年来河流地貌断面的发展却不尽人意，随着河道整治程度的提高，已由1960年前的淤滩为主演变为1960年以后的淤槽为主，使河床淤积抬高。

3.1 河道冲淤量变化。从近年来不同河段河道冲淤量统计表（表1）中可以看出，1986～1999年间各河段均处于淤积状态，属于游荡性宽河段的花园口——高村段淤积量较大，其次为高村——孙口的过渡性河段，弯曲性窄河段淤积量较小。

3.2 近期河道横、纵剖面变化。

3.2.1 河道淤积速率。70年代以来，河床以淤积为其主要特征，尤其80年代以来，随着人类工程对河床流路的规范化，出现了河床的淤积速率明显增大（表2）。沿河道纵向上，1975～2000年间，花园口——东坝头河段的河床淤积速率为4～4.32cm/a左右；东坝头——高村河段河床淤积速率增大，最大达23.9cm/a；高村以下河床淤积速率明显减小，如孙口断面仅为2.6cm/a。

3.2.2 滩、床高差的变化。

（1）从不同河段黄河横断面图和不同时期滩、床平均高差变化统计（表3）结果可以看出。

（2）花园口——东坝头河段：50年代以来，除60年代初三门峡水库蓄浑排清造成河床冲刷，滩床高差略有增大外，其它时期均处于淤积状态。目前该河段河床与一级河漫滩高差已基本消失，局部地段出现了一级漫滩滩唇明显高于滩根的现象，同时由于一级漫滩的断续上水与淤积抬高，一级漫滩与二级漫滩的高差在不断缩小。现状高差一般1～1.5m。（3）东坝头——高村河段：该河段滩、床高差最小，80年代开始出现河床平均高度大于滩地平均高程，逐渐形成二级悬河，此后不断发展，滩、床高度倒挂的现象越来越严重。1992年高村断面的河床平均高程较滩地高出0.52m，2000年马寨断面的河床平均高度较两岸滩地高出1.0m左右。

（4）高村——艾山河段：该河段河道淤积强度相对较弱，处于床、滩同时淤高状态，但床、滩高差也处于缩小趋势。

3.2.3 河床纵剖面特征。不同河段的河床纵坡降分别为：花园口——东坝头0.20‰，东坝头——高村0.16‰，高村——孙口0.12‰，孙口——艾山0.13‰，即沿程坡降总体呈减小趋势。随着时间的推移，河床持续抬高。

3.2.4 河床变化。天然来水来沙条件下，桃花峪——高村段，河道平面形态状如藕枝，河道宽浅，河心沙洲多，水流散乱，主槽变化剧烈是其主要特征。河道平面变化的一般规律：小水坐湾，改变流势，往往形成“一湾变，湾湾变”的连锁反应；坐湾刷尖，还将塌滩淤槽。高村——陶城埠段，两岸工程控制程序较高，河床相对较稳定。近年来，黄河下游兴建了大量的控导护滩工程，起到了控导主流，稳定河势，护滩保堤的作用，河床更加稳定。根据不同时段河道带遥感解译结果：花园口——东坝头段主河槽由宽、浅、散、乱向窄稳发展，其原因主要是工程对主流的控制程度不断加强和径流量的相对减小与相对稳定；东坝头以下河段除东坝头——高村段略有摆动外，主槽相对稳定。遥感成果显示，黄河下游自1986年以来，深水河槽及河床浅滩、边滩面积均有所减小（见表4）。其河床的滚动可通过河床南北两侧漫滩面积的变化来反映（见表5）。

4. 河道变化的影响因素

黄河下游河道变化受地质、地理、河流地貌、河床演变和人为作用等各种因素影响。

4.1 河道淤积抬高的必然结果。黄河流域面积75万Km2，其中黄土高原面积58万Km2，处于干旱、半干旱气候区，在7、8、9月暴雨集中时段内，黄土侵蚀强烈，人类活动加速了侵蚀的发展，黄土高原大部分地区的侵蚀模数，平均每年达3700Kg/Km2，平均每年输沙量高达16.3亿吨，年平均含沙量达37.6Kg/m3。进入下游平原后，河流比降渐减，流速降低，河床宽浅，泥沙大量淤积，平均每年有4亿多吨泥沙，而且多数又是大于0.05mm的粗泥沙，沉积在下游河道里，造成下游河床不断淤积抬高，形成高悬在平原上的“地上悬河”，河

床越淤越高，行洪排沙能力下降，必然导致决口改道。

4.2 地质构造活动的影响。

（1）黄河下游古河道多北流或东流行河于北部裂谷沉降带，并且沉降幅度北部大南部小，因而符合河流特征，相对稳定，行河时间长。南流多系人为改道，流经断块隆起区，为异向流，行河不顺，河势紊乱，河患不断，行河时间不长。

（2）当河流穿行活动断隆时，河道猝然收缩，河床窄狭，形成“门坎”或“瓶颈”，行洪排沙不畅，必然在上段强烈断陷区的宽河带滞洪淤积，河床迅速抬升。

（3）历史上下游黄河所发生的四次自然大改道，其决口部位均位于裂谷断隆带边缘；宿胥口决口位于内黄凸起南段西缘；魏郡和商胡埽决口位于内黄凸起段东缘；铜瓦厢决口位于荷泽凸起西南角边缘。并且都发生在与北西西活动断裂的交汇带上，因北西西活动断裂为压剪性，水平错动强烈，不仅发生垂直变形，而且还有水平位移，从而更加危及河道稳定。

4.3 人为作用。

4.3.1 筑堤束河、固定流路加速悬河形成。筑堤防洪、排水排沙入海是一直是人们的主要治河措施。这固然解决了黄河一时自由泛滥的问题，但也使得泥沙局限于河道内堆积而加速形成地上悬河，人为增大了黄河决口泛滥的潜在危险。

4.3.2 以水代兵、促发河道变化。历史上曾多次人为扒堤造成黄河决口。如1938年6月国民政府为阻日西犯，扒开花园口大堤，使得黄河循贾鲁河入淮达9年之久。

4.3.3 综合施治、河水安澜五十载。建国后，在逐渐形成的“上拦下排，两岸分滞”的治黄策略指导下，黄河中上游相继修建了一系列拦洪发电水利工程、下游也三次加高两岸大堤，兴修了大量的护滩、控导工程，基本归顺了中水河槽，使得黄河出现50年伏秋大汛安澜无恙的历史少见的小康局面。

5. 结语

从黄河的形成、河道淤积特征可以看到，黄河河道的变化和流路在一定程度上受控于区域地质构造的格局和活动性，受控于地质地貌条件和河流水动力条件，也受控于人类活动，所以说黄河下游悬河稳定性受环境地质条件、河流动力地质作用、人类工程活动等多重因素制约。随着社会和科学技术的不断进步和对黄河泥沙之规律认识的不断深入，通过多学科、多技术手段的溶合，最终达到根治黄河，实现除害兴利之目标。

参考文献

[1] 叶青超，黄河下游河流地貌.北京：科学出版社，1990.

[2] 周景芍，1986～1995年黄河下游河势变化特点分析.人民黄河，1996（5）.

[3] 燕长海等，黄河下游（河南段）悬河稳定性评价.人民黄河，1996（5）.