水利工程論文-明清黃河下游來(lái)水來(lái)沙與河床演變本文利用近500年歷史水旱資料，分析明清黃河下游來(lái)水變化，、水沙組合序列，分析可能導(dǎo)致下游河床淤積的水沙組合樣本。認(rèn)為徑梳偏豐時(shí)，來(lái)沙相對(duì)增豐，與來(lái)水來(lái)沙周期變化相應(yīng)，存在三個(gè)加積階段，下游河床急速加積，河床演變劇烈。一、明清黃河下游的來(lái)水來(lái)沙變化黃河下游來(lái)水、在超長(zhǎng)系列里呈現(xiàn)出豐枯交替的周期變化。下游的來(lái)沙，以三門(mén)峽站以上流域?yàn)橹?，河口至龍門(mén)區(qū)間、涇洛渭汾流域產(chǎn)沙量，占全河的90以上。：故利用三門(mén)峽站的多年天然徑流2，粗估來(lái)水來(lái)沙的變化趨勢(shì)和量級(jí)。以三門(mén)峽以上41站在中國(guó)近五百年旱澇圖集中逐年的旱澇等級(jí)，對(duì)三門(mén)峽站天然年徑流計(jì)算分析，重建了近500年徑流序列。采用該序列作低通濾波處理，：認(rèn)為50年滑動(dòng)平均成果具有清晰的周期變化特征：分析來(lái)水變化趨勢(shì)，認(rèn)為明清黃河下游具有三個(gè)長(zhǎng)周期(14791595年、15961782年、17831908年)，成果如圖。從B、C豐水時(shí)段圖象看，似可進(jìn)步劃分為四個(gè)準(zhǔn)豐水段，其間還有兩次短暫相對(duì)偏枯振動(dòng)。對(duì)復(fù)原的歷史天然徑流序列采用最大熵譜分析，成果顯示存在23年的主周期、73年的次主周期，可能與天文一大氣變化有關(guān)聯(lián)。研究認(rèn)為明清時(shí)期的3次加積高潮，與A、B、C三個(gè)豐水時(shí)段大致同步(15341595、1643-1782、1798-1908年)，下游河道的堆積低谷又與枯水時(shí)段大致同步，定性地認(rèn)識(shí)到豐水時(shí)期的來(lái)水，與挾帶而來(lái)較多的泥沙及下游河床的堆積存在密切關(guān)聯(lián)的特性。造成下游河道堆積的泥沙，主要由大于0.05mm的粗顆粒所組成，主要來(lái)源于陜北黃土丘陵溝壑地區(qū)，來(lái)自河口鎮(zhèn)至清澗河口之間兩岸支流與無(wú)定河河口以下白宇山區(qū)的支流河源區(qū)。利用500年水旱資料，以主要產(chǎn)沙區(qū)的榆林、延安二站資料，適當(dāng)參考中游其它站區(qū)，認(rèn)為榆林、延安的水旱等級(jí)，相應(yīng)也顯示了水力侵蝕產(chǎn)沙程度，定性地判別主要產(chǎn)沙區(qū)在中游地的相對(duì)侵蝕(粗沙)產(chǎn)沙程度，粗分為豐、中、少三中情況。三門(mén)峽站以上來(lái)水，以已復(fù)原的徑流序列，劃分為偏豐、平水、偏枯三種情況，與產(chǎn)沙情況組合，獲得九種組合形式，從而逐一確定各組合的下列大水年。又以三花間徑流序列(王云璋，1989)作為下游水情的一維，進(jìn)一步用三門(mén)峽以上的水沙組合與三花間水情(大水、平水、枯水)作為另一維，構(gòu)成二次組合。將原中游來(lái)水來(lái)沙組合序列酌情置入；取得系列一：中游大水、大沙，下游大水，有樣本57年；中游大水大、中沙，下游平水，有51年。系列二：中游大水大、中沙，下游小水，有46年。系列三：中游中水大中沙，下游平水、小水，有54年。系列四：中游小水，大、中沙，下游小水；有13年。三門(mén)峽以上來(lái)水一般與三花間洪水錯(cuò)峰，這里的估算從年徑流總體來(lái)看；考慮到三花間來(lái)水含沙極少，致淤效果小，認(rèn)為上述的二、三、四系列的水沙組合，產(chǎn)生淤積的可能較大，探討稱為可能致淤組合。以上四系列包含樣本年數(shù)217年，占研究段14701855年樣本總數(shù)的56.2。將樣本年按原序置人豐枯周期之中,統(tǒng)計(jì)得到以下成果：表1三門(mén)峽天然徑流豐枯時(shí)段與可能致淤年數(shù)的比率周期豐枯時(shí)段（1）年數(shù)（2）可能致淤年數(shù)（2）/（1）%A偏枯偏豐14701533153415956462233635.958.0B偏枯偏豐159616421643178247140239148.965.0C偏枯偏豐1783179717981855155844025.068.9可見(jiàn)，在來(lái)水偏豐時(shí)段，中游來(lái)水來(lái)沙與三花間來(lái)水再組合，可能導(dǎo)致淤積的比率為58.0-68.9%；而偏枯時(shí)段，這一可能致淤年數(shù)的比重在50%以下。1534-1595年豐水段，常出現(xiàn)連續(xù)2-3年，多達(dá)6年的連續(xù)可能致淤年，連續(xù)年區(qū)段間隔多為1-2年；1643-1595年豐水段，可能致淤年多為2-3年，也有長(zhǎng)到7-8年的。1798-1855年，這種情況的連續(xù)段多為2-3年，多到6年，也有10余年的。分析認(rèn)為正是處于豐水時(shí)段中的這些連續(xù)可能致淤年，下游河道產(chǎn)生嚴(yán)重淤積的幾率較大。連續(xù)的淤積決溢淤積，加重了整個(gè)下游河道以及決口口門(mén)以下河段的糜爛、壅阻淤積的惡性循環(huán)，使河道狀況進(jìn)一步惡化。進(jìn)一步看，在研究時(shí)期的386年之中，有72年暴雨中心在榆林、延安地區(qū)，洪水通過(guò)各支河匯入黃河北干流后，河谷開(kāi)闊，由于河槽的巨大調(diào)蓄作用，黃河中游出現(xiàn)的洪峰量級(jí)大減；而同時(shí)洪峰來(lái)沙系數(shù)大，就可能產(chǎn)生高含沙量洪水，這種年次占了可能致淤年的1/3以上，在可能致淤的年次里，對(duì)下游河道的塑造起到重要作用。高含沙水流在寬淺的游蕩型河段，很難維持平衡輸沙，粗沙排沙比很低，對(duì)下游河道的沖淤極為不利。錢(qián)寧等將黃河水沙組合分為6種型式，將本文的分析與其對(duì)比如下：表2黃河水沙組合類(lèi)型對(duì)比統(tǒng)計(jì)錢(qián)寧來(lái)沙淤積下游淤積量占全部類(lèi)似典型三門(mén)峽站輸全下游水情本文的概括的水沙組合類(lèi)型系數(shù)kg.s/m6強(qiáng)度104t/d洪峰淤積量%年沙距平%淤積108t類(lèi)型類(lèi)似系列（2）0.0516310059.81954+92.05.99上大下中系列一（2）0.0516310059.81966+53.64.29上大下小系列二（3）0.036054513.61951-2.01.11上中下中系列三（3）0.036054513.61975+9.0-0.36上中下小系列三（4）0.0131189828.21958+124.06.85上大下大系列一（6）6323.41956+15.13.85上小下大（6）6323.41959+105.07.03上小下小系列四以上工作驗(yàn)證了在明清天然徑流分析中獲得的印象，即從黃河的長(zhǎng)歷時(shí)看，從統(tǒng)計(jì)的角度看，導(dǎo)致黃河下游全河床淤積的來(lái)沙（特別是淤積灘地）狀況，在豐水時(shí)段中大量地出現(xiàn)。說(shuō)明在偏豐時(shí)段，中游的主要產(chǎn)沙區(qū)以侵蝕產(chǎn)沙為主；相應(yīng)地，下游河道出現(xiàn)較為嚴(yán)重的淤積，一些重大的河床變形、河道改徙的歷史事件，多發(fā)生在這些豐水多沙與河道加積的時(shí)段里。表3黃河豐水時(shí)段可能致淤年序列15341595年豐水時(shí)段153436，154044，154649，155154，156267，156972，157880，158891，15949916431782年豐水時(shí)段164249，165154，165860，166264，166679，168689，169195，170410，171518，172337，174346，175157，176668，17727617981855年豐水時(shí)段17981800，180204，181530，184045，184853表4明清時(shí)期可能高含沙洪水年15世紀(jì)：1475，147616世紀(jì)：1503，1508，1515，1534，1535，1540，1542，1553，1557，1562，1564，1567，1569，1570，1575，1593，1594，1595，159817世紀(jì)：1604，1621，1626，1641，1644，1653，1659，1662，1664，1666，1671，1677，1678，1679，1686，1694，1695，169818世紀(jì)：1701，1707，1723，1725，1728，1730，1731，1736，1744，1745，1749，1751，1752，1753，1756，1757，1761，1767，1774，1775，1781，1785，178919世紀(jì)：1800，1819，1820，1822，1823，1838，1843，1844，1855二明清黃河下游的堆積、變徙與水沙變化在明清時(shí)期，黃河下游的堆積、河床演變與來(lái)水來(lái)沙的變化，存在著密切的關(guān)系。14951546年，下游人為地北堵南分，時(shí)有決徙，挾沙水流極不穩(wěn)定，在偏枯時(shí)段，仍出現(xiàn)嚴(yán)重堆積。進(jìn)入A豐水時(shí)段后，出現(xiàn)一系