王開榮, 凡姚申, 韓沙沙, 杜小康

黃河現(xiàn)行清水溝流路汊河運(yùn)用方案探討

王開榮1, 2, 凡姚申1, 2, 韓沙沙3, 杜小康1, 2

(1. 黃河水利委員會(huì) 黃河水利科學(xué)研究院, 河南 鄭州 450003; 2. 水利部 黃河泥沙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 河南 鄭州 450003; 3. 武漢大學(xué) 水資源與水電工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 湖北 武漢 430072)

對(duì)黃河河口現(xiàn)行清水溝流路范圍內(nèi)不同汊河的形成、演化及其特征進(jìn)行了梳理總結(jié), 圍繞汊河不同運(yùn)用方案的影響效應(yīng)進(jìn)行了論證分析。研究表明: 現(xiàn)行清水溝流路范圍內(nèi)的汊河運(yùn)用方案不適用于多汊河輪流行河模式、同時(shí)行河與輪流行河聯(lián)合模式和同時(shí)行河模式, 而采用單一汊河輪流行河模式可以充分發(fā)揮海洋輸沙動(dòng)力, 保證河口海域向外海的較大輸沙量, 對(duì)延長(zhǎng)清水溝流路使用年限更有利, 更為科學(xué)和經(jīng)濟(jì)合理。在現(xiàn)行清8汊河達(dá)到改道標(biāo)準(zhǔn)后, 應(yīng)優(yōu)先使用老河道汊河, 該方案不僅有利于未來(lái)海岸線的均衡發(fā)展, 而且更有利于延長(zhǎng)清水溝流路的使用年限。

河口; 流路; 汊河; 運(yùn)用方案; 黃河

作為三角洲系統(tǒng)的重要組成部分, 河口入海流路和汊河是河流向三角洲提供陸源物質(zhì)補(bǔ)給的直接通道, 組成了三角洲的基本骨架, 其變動(dòng)過(guò)程直接影響著三角洲地貌的沖淤演變, 是三角洲綜合治理的關(guān)鍵[1]。長(zhǎng)期以來(lái), 黃河口具有輸沙量大、淤積快速、改道頻繁等顯著特點(diǎn)[2-4], 其流路變遷和穩(wěn)定一直是河口海岸研究的重點(diǎn)和河口綜合治理的焦點(diǎn)。

黃河河口入海流路在很多情況下并非完全呈單股行水格局入海, 在某些特殊時(shí)期, 往往會(huì)出現(xiàn)多條汊河入海的行水格局。最為典型的當(dāng)屬1953年人工并汊形成神仙溝流路之前, 河口尾閭河段所存在著的甜水溝、宋春榮溝、神仙溝三汊河并存的行水格局[5]; 1953年以后, 受尾閭流路自然出汊的影響, 神仙溝流路時(shí)期的1960年8月、1963年7月和刁口河流路時(shí)期的1972年7月、1972年9月、1974年8月、1974年10月所發(fā)生的出汊擺動(dòng), 均出現(xiàn)了持續(xù)時(shí)間不等、長(zhǎng)度各異的多條汊河[6-8]。1976年改道清水溝流路以來(lái), 受流路演變以及人類活動(dòng)干預(yù)的影響[9-12], 在流路的不同區(qū)域位置亦形成了類型各異、長(zhǎng)度不等的多條汊河, 在這些汊河中, 伴隨著河口入海流路規(guī)劃及其治理研究和實(shí)踐的發(fā)展, 有部分規(guī)模相對(duì)較大的汊河被認(rèn)為具有運(yùn)用價(jià)值而備受世人關(guān)注, 其中主要包括北股汊河、北汊河(含北汊1和北汊2)、1996年前行水的老河道(以下簡(jiǎn)稱“老河道汊河”)和現(xiàn)行的清8汊河流路等4條汊河。目前, 這些汊河的存在既為黃河三角洲地區(qū)局部區(qū)域?qū)嵤┧痴{(diào)控及生態(tài)系統(tǒng)的改善與維系提供了行水空間, 同時(shí)也帶來(lái)了事關(guān)今后河口綜合治理進(jìn)程的核心和關(guān)鍵問(wèn)題, 即: 如何制訂更為科學(xué)、合理的汊河運(yùn)用方案, 既能確實(shí)保障河口地區(qū)的防洪防凌安全, 又能充分和科學(xué)利用這些汊河盡量延長(zhǎng)流路的使用年限, 從而滿足河口三角洲地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的需求。本文即圍繞這一問(wèn)題開展如下分析。

1 汊河的形成、演化及其特征

目前, 清水溝流路范圍內(nèi)的汊河分布情況見(jiàn)圖1。圖1顯示: 現(xiàn)有4條汊河, 由北至南依次為北股汊河、北汊河、現(xiàn)行清8汊河、老河道汊河, 4條汊河均位于入海流路的左岸, 各汊河的形成演化過(guò)程及其現(xiàn)狀特征如下所述。

1.1 北股汊河

北股汊河的形成與清水溝流路改道初期的河勢(shì)變化密切相關(guān)。清水溝流路改道初期的1976年5月至1979年5月, 入海河道漫流入海, 河無(wú)成形, 其河道主流在清3以上順南防洪堤流向東偏北方向, 清4斷面以下河道在流路的北半部, 即現(xiàn)在的孤東油田一帶變動(dòng)。1979年汛期大洪水期間, 清4斷面以下河道向南擺動(dòng), 河口口門也隨之向南遷移至甜水溝故道大汶流堡正東5 km處, 遷移距離達(dá)23 km。此后, 下段河道的南半部基本穩(wěn)定下來(lái), 變動(dòng)河段僅限于河口口門附近, 見(jiàn)圖2。也正是基于清水溝流路初期這一河勢(shì)演變的突變過(guò)程, 北股汊河被納入1989年的《黃河入海流路規(guī)劃報(bào)告》[13], 1992年10月, 國(guó)家計(jì)委批復(fù)同意該規(guī)劃報(bào)告。

圖1 清水溝流路范圍內(nèi)汊河分布情況示意圖

圖2 清水溝流路尾閭河段河勢(shì)變化圖

1.2 北汊河

1986年6月, 東營(yíng)濱海油田為了分流分沙淤積孤東油田以東海域, 減輕海潮對(duì)孤東圍堤的威脅,在清7斷面左岸以下500 m處開挖了北汊河, 方向與行河河道夾角約90°, 共長(zhǎng)5 km, 當(dāng)年汛期尚未運(yùn)用; 其后分別經(jīng)歷了1986年12月—1987年10月、1987年12月—1988年6月兩次分水過(guò)程, 至1988年6月被截堵至今, 從而形成了目前平均河寬約110 m、長(zhǎng)度約8 km的北汊河。在1989年所編寫的《黃河入海流路規(guī)劃報(bào)告》中, 北汊河又被分為了兩股汊河, 即北汊1和北汊2, 參見(jiàn)圖1。

1.3 現(xiàn)行清8汊河

清8汊河是現(xiàn)行行水汊河, 其形成源于1996年汛前在河口尾閭河段清8斷面以上1 050 m處實(shí)施的人工出汊工程, 其目的是利用黃河泥沙淤灘造陸, 變海上石油開采為陸上開采[10-11]。該汊河于1996年7月中旬正式過(guò)流, 截至2018年12月, 已累計(jì)行河逾22年, 期間累計(jì)來(lái)水3 402億m3、累計(jì)來(lái)沙33.78億t, 在不考慮其它范圍內(nèi)海岸線蝕退的情況下, 共計(jì)造陸約92.15 km2, 西河口(二)站以下河長(zhǎng)也由汊河初期的49 km延伸至目前的59 km左右。

1.4 老河道汊河

老河道汊河是清水溝流路1976年5月—1996年5月運(yùn)用后的遺留河道。在其20年運(yùn)用期間, 累計(jì)來(lái)水5 065億m3、來(lái)沙128.26億t, 共計(jì)造陸399.82 km2; 同期西河口(二)站3 000 m3/s水位由8.22 m(大沽高程)上升至9.75 m, 其西河口以下河長(zhǎng)亦由改道初期的27 km延伸至65.2 km。該汊河在1996年5月停止行河后, 因無(wú)泥沙供給, 其海岸發(fā)生大面積沖刷蝕退, 至2019年3月總蝕退面積達(dá)到了92.85 km2, 致使西河口(二)站以下河長(zhǎng)縮短約為57 km。

1.5 不同汊河的特征比較

根據(jù)北汊河、清8汊河、老河道汊河所處的位置和濱海區(qū)情況, 可大體預(yù)測(cè)其未來(lái)的行河發(fā)展區(qū)域。其中, 以西河口(二)站為圓心的圓弧半徑(=75 km), 系根據(jù)河長(zhǎng)閾值的相關(guān)計(jì)算結(jié)果(≈89 km)并考慮其尾閭平均彎曲程度得出; 不同汊河海域淤積寬度則依據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)規(guī)劃成果予以劃定[13], 見(jiàn)圖3。依據(jù)圖3所示的行河區(qū)域, 可大體得出現(xiàn)狀條件下不同汊河的平面形態(tài)和容沙能力特征, 見(jiàn)表1。

圖3 清水溝流路不同汊河行河區(qū)域范圍示意圖

由表1不難看出, 現(xiàn)狀條件下, 北汊河的流程最短, 但其尾閭的彎曲程度最大; 清8汊河盡管流程最長(zhǎng), 但其彎曲程度卻是最小的; 至于老河道汊河, 目前的流程與清8汊河相差無(wú)幾, 但尾閭彎曲程度大于清8汊河。就海域狀況而言, 北汊河河口海域平均潮差和最大潮流速都是最小的, 而老河道汊河河口海域平均潮差最大, 清8汊河河口海域最大潮流最大; 從海域淤積寬度和容沙體積來(lái)看, 老河道汊河也具有較大優(yōu)勢(shì), 容沙體積是北汊河的約1.6倍。

表1 三汊河現(xiàn)狀主要特征比較表(2018年基準(zhǔn))

2 汊河運(yùn)用方案分析

2.1 行河模式選擇

21世紀(jì)80年代中期以來(lái), 圍繞黃河口各流路和汊河的運(yùn)用時(shí)機(jī)和運(yùn)用方案問(wèn)題, 相關(guān)學(xué)者們進(jìn)行過(guò)多方探討和總結(jié), 新近的研究如王崇浩[14]從單一流路出發(fā), 研究了清水溝流路清水溝流路沖淤發(fā)展與使用年限預(yù)測(cè); 王開榮等[15]從河口三角洲地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境、防洪防凌安全、生態(tài)環(huán)境等三個(gè)方面論述了不同入海流路運(yùn)用模式的影響效應(yīng); 王春華等[16]認(rèn)為根據(jù)黃河來(lái)水來(lái)沙情況, 遠(yuǎn)期可考慮采用清水溝、刁口河流路輪換行河方式; 陳雄波等從宏觀角度介紹了穩(wěn)定百年的黃河河口入海流路運(yùn)用方式研究的主要內(nèi)容[17], 提出了同時(shí)使用清水溝、刁口河、十八戶流路的“一水三流”行河方式[18]; 徐叢亮等認(rèn)為黃河口多級(jí)流路三角洲的演變模式對(duì)今后流路精準(zhǔn)安排并保持頂點(diǎn)以上長(zhǎng)期穩(wěn)定具有重要意義[19]。以上研究是從流路角度出發(fā)探討黃河口河道穩(wěn)定方式的, 而對(duì)于同一流路內(nèi)不同汊河運(yùn)用方案的研究卻很少有涉及, 即使有少量研究(見(jiàn)表2)[13, 20-23], 也僅局限于各汊河的輪流行河模式, 對(duì)汊河的其他行河模式及其優(yōu)劣對(duì)比情況幾乎沒(méi)有涉及。

在現(xiàn)狀條件下, 清水溝流路汊河運(yùn)用模式、運(yùn)用方案的擬定需考慮如下四個(gè)方面的因素:

第一, 在北股汊河范圍內(nèi), 因有一定規(guī)模的人口、工農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施存在以及相對(duì)完善的交通設(shè)施, 故不作行河安排。

第二, 在現(xiàn)行清8汊河未達(dá)到西河口(二)站10 000 m3/s水位12 m改道標(biāo)準(zhǔn)(以下簡(jiǎn)稱改道標(biāo)準(zhǔn))時(shí), 不作改走其他汊河的實(shí)施安排。這主要是基于如果強(qiáng)行即時(shí)改走北汊, 除了巨大的改汊工程經(jīng)濟(jì)投入(包括北汊河的清淤改造并使其達(dá)到行洪標(biāo)準(zhǔn)費(fèi)用)以外, 其清7斷面以下的相關(guān)護(hù)岸工程、測(cè)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施等都將被廢棄, 從而造成不必要的浪費(fèi); 同時(shí), 即時(shí)實(shí)施改走北汊對(duì)于黃河河口的水行政管理、當(dāng)?shù)氐乃Y源利用、水生態(tài)環(huán)境、漁業(yè)生產(chǎn)、旅游格局乃至濕地自然保護(hù)區(qū)的保護(hù)規(guī)劃安排, 也均會(huì)產(chǎn)生不同程度的干擾。

第三, 其他汊河的改汊時(shí)機(jī)均選擇前期行水汊河達(dá)到12 m改道標(biāo)準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行, 以避免過(guò)多改汊過(guò)程對(duì)河口正常治理進(jìn)程的干擾。

第四, 因生態(tài)調(diào)水、補(bǔ)水或者遭遇大洪水而臨時(shí)實(shí)施的對(duì)其他備用流路以及清水溝流路自身范圍內(nèi)其他汊河的分水、分洪安排不屬于汊河運(yùn)用方案的范疇。

考慮上述因素重新梳理后的可供選擇的清水溝流路汊河運(yùn)用方案如表3所示, 由表可見(jiàn), 其清水溝流路的汊河運(yùn)用可以有2種行水格局, 4種行河模式, 7種運(yùn)用方案。

在上表所示的7個(gè)汊河運(yùn)用方案中, 包括獨(dú)流入海行水格局下的第③、④方案和多流入海行水格局下第⑤、⑥、⑦方案, 均不可避免地存在如下四個(gè)問(wèn)題:

表2 清水溝流路汊河運(yùn)用次序及使用年限成果表

注: 表中(12 m)和(65 km)分別代表改汊時(shí)機(jī)的選擇標(biāo)準(zhǔn), 其中, (12 m)是指西河口(二)站10 000m3/s水位達(dá)到12 m, (65 km)則指西河口(二)站以下河長(zhǎng)達(dá)到65 km

表3 清水溝流路的汊河運(yùn)用方案

注: “→”代表前后行河次序; “ó”代表輪流行河; “+”代表同時(shí)行河。

(1) 在現(xiàn)狀條件下, 這7種運(yùn)用方案均需修建必要的水沙調(diào)控樞紐, 并配套建設(shè)包括防洪工程體系在內(nèi)的河流綜合治理工程體系, 投資巨大, 經(jīng)濟(jì)合理性值得商榷。

(2) 在單一汊河尚未達(dá)到達(dá)到12 m改道標(biāo)準(zhǔn)時(shí)就實(shí)施輪流行河或多汊河同時(shí)行水, 需增加相應(yīng)的涉河整治建筑物、監(jiān)測(cè)設(shè)施, 其河流水行政管理任務(wù)的強(qiáng)度、復(fù)雜程度將成倍增加, 管理成本也將大幅度增加。

(3) 在黃河河口尾閭河段, “分流必淤”是一種大概率事件[24]。如1953年人工并汊形成神仙溝流路之前, 河口的尾閭河段是三汊河(甜水溝、宋春榮溝、神仙溝)并存的行水格局, 這種行水格局極易導(dǎo)致當(dāng)?shù)睾哟灿俜e的持續(xù)加重, 并對(duì)上游一定范圍的河段產(chǎn)生壅水影響; 另外, 1988年6月在黃河河口實(shí)施的“截支強(qiáng)干”包括被迫實(shí)施的北汊河截堵等工程, 也從另一個(gè)角度充分反映了這種“分流行河”模式的負(fù)面效應(yīng)。

(4) 在多汊河同時(shí)行河的情況下, 各汊河的分水(分流)比例其運(yùn)用時(shí)機(jī)的選擇將極其復(fù)雜, 與之相應(yīng)的入海泥沙的輸運(yùn)趨勢(shì)以及所形成的海岸線形態(tài)會(huì)有所不同, 且難以控制和實(shí)現(xiàn)各汊河河長(zhǎng)變化的均衡發(fā)展, 此也會(huì)給海域容沙體積的準(zhǔn)確評(píng)估計(jì)算乃至流路穩(wěn)定狀態(tài)的科學(xué)評(píng)判帶來(lái)諸多困擾。

基于上述原因, 故不推薦第③—⑦方案, 而推薦獨(dú)流入海行水格局下的單一汊河輪流行河模式, 即方案①與方案②。

2.2 汊河運(yùn)用方案比選

從表面形態(tài)上看, 方案①與方案②的區(qū)別在于北汊河、老河道汊河這兩條汊河的前后行河順序; 在清8汊河達(dá)到河長(zhǎng)閾值后, 若預(yù)測(cè)清水溝流路具有如圖4所示的海岸線形態(tài), 那么, 兩方案的區(qū)別則落腳于行河初始地形的不同、以及對(duì)應(yīng)濱海區(qū)域海洋動(dòng)力條件的差異。圖4中所標(biāo)注的尺寸是根據(jù)沖積扇發(fā)育過(guò)程中的臨界理論所得出的[25], 其中,為沖積扇的縱軸(即平行于河道的最大長(zhǎng)度),為橫軸(即垂直于河道的最大長(zhǎng)度), 研究表明: 無(wú)論三角洲發(fā)育遲早, 只要它的形態(tài)指標(biāo)/值達(dá)1.2左右時(shí), 河道便會(huì)發(fā)生決口改道(突變)。由圖4可知: 若以汊3斷面為基準(zhǔn), 在順行河方向達(dá)到河長(zhǎng)閾值時(shí), 其平行于河道的最大長(zhǎng)度值約為35 km, 據(jù)此可通過(guò)臨界指標(biāo)/≈1.2反推得出垂直于河道的最大長(zhǎng)度值約為30 km, 假定該值出現(xiàn)于清8汊河沖積扇(沙嘴)的根部, 則其沖積扇的根部外邊緣可延伸至孤東圍堤的中部區(qū)域, 很顯然, 在清8汊河達(dá)到其行河極限狀態(tài)時(shí), 將占用北汊河的部分行河區(qū)域。

圖4 清8汊河沖積扇(沙嘴)極限狀態(tài)預(yù)測(cè)示意圖

方案①與方案②運(yùn)用初始條件的不同, 將直接導(dǎo)致清水溝流路岸線發(fā)育形態(tài)的不同和海洋動(dòng)力輸沙效果的差異, 主要體現(xiàn)在: (1)若實(shí)施第①方案, 那么在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi), 清水溝流路岸線的淤長(zhǎng)范圍將主要集中于清水溝范圍內(nèi)的北部海域, 而南部海域則持續(xù)處于侵蝕后退狀態(tài), 從而導(dǎo)致海岸線的不均衡發(fā)展, 此對(duì)于減緩河口岸線延伸速率乃至海岸灘涂的可持續(xù)開發(fā)利用總體布局, 均會(huì)造成不利影響; (2)若實(shí)施第①方案, 那么在北汊河改道初期, 由于清8汊河所遺留的凸出明顯的沖積扇(沙嘴)存在, 會(huì)與孤東圍堤形成一個(gè)相對(duì)狹小和封閉的堆沙區(qū)域, 海洋動(dòng)力被嚴(yán)重削弱, 對(duì)泥沙的外輸極為不利, 會(huì)造成流路河長(zhǎng)的快速淤長(zhǎng)。反之, 若實(shí)施第②方案, 則既可以避免老河道汊河海域海洋動(dòng)力輸沙作用的閑置, 又能避免后續(xù)北汊河行河初期時(shí)的大幅度淤積造陸, 且更有利于利用海洋動(dòng)力加大泥沙輸往外海的比例, 分析如下。

按照各汊河行水狀態(tài)的不同, 方案①與方案②的運(yùn)用過(guò)程均可劃分為3個(gè)不同的階段(見(jiàn)表4), 其中, 第Ⅰ階段方案①和方案②均處于清8汊河行河時(shí)期, 兩者演變過(guò)程相同; 只有在進(jìn)入第Ⅱ階段后, 兩者的演變過(guò)程才會(huì)有所差異, 鑒于此, 本文僅就方案①和方案②兩者第Ⅱ階段的輸沙效果進(jìn)行對(duì)比分析, 擬定方案①和方案②各汊河的演變狀態(tài)及相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表5。

表4 汊河運(yùn)用階段劃分表

表5 清水溝流路不同汊河運(yùn)用方案第Ⅱ階段泥沙外輸效率比較表

注: 泥沙來(lái)源未考慮海相來(lái)沙。

由表5可得到在方案①與方案②情形下, 整個(gè)清水溝海域泥沙輸往外海的數(shù)量計(jì)算式, 即:

1=1111+1212+1313,(1)

2=2121+2222+2323。(2)

利用上式對(duì)方案①與方案②第Ⅱ階段泥沙輸往外海的量進(jìn)行對(duì)比分析。為統(tǒng)一比較標(biāo)準(zhǔn), 假定其第Ⅱ階段的運(yùn)行周期相同, 且徑流攜帶的泥沙數(shù)量一致, 即11=23。在方案①情形下, 老河道汊河海岸線因受長(zhǎng)期沖刷影響, 海床質(zhì)粒徑粗化現(xiàn)象突出, 泥沙難以懸浮輸移, 故可以認(rèn)為13≈0; 而在方案②情形下, 因有相對(duì)凸出的清8汊河沙嘴對(duì)北汊河濱海區(qū)域的屏障作用, 故發(fā)生幅度較大的海岸侵蝕的可能性相對(duì)較小, 且清8汊河沙嘴沖蝕下來(lái)的泥沙也有可能受沿岸流作用而輸送至北汊河的近岸區(qū)域, 因此,21≈0亦可成立。據(jù)此, 可建立如下近似比較式:

Δ =2–1≈ (22?22–12?12) +(23–11), (3)

式中, Δ代表方案①與方案②初始階段輸往外海的泥沙數(shù)量之差,12、12和22、22分別代表方案①北汊河行河時(shí)和方案②老汊河行河時(shí)清8遺留沙嘴岸線侵蝕與波浪掀沙懸浮所產(chǎn)生的泥沙數(shù)量, 由于北汊河和清8汊河之間相對(duì)比較接近, 在北汊河行河時(shí), 受北汊河入海泥沙擴(kuò)散及海域地形的共同影響, 在其海洋動(dòng)力相對(duì)衡定的情況下, 清8汊河的沖刷蝕退及其輸往外海泥沙的比例將受到一定程度的抑制, 可有:

12<22&12<22,(4)

2222–1212>0.(5)

式中,23、11分別代表方案②老河道汊河行河期間和方案①北汊河行河期間徑流所攜帶泥沙輸往外海的比例, 顯然, 在老河道汊河行河期間, 其對(duì)應(yīng)的海域相對(duì)廣闊, 且入海泥沙的擴(kuò)散受清8遺留沙嘴的影響較弱, 因此:

23>11,(6)

Δ =2–1>0.(7)

由此說(shuō)明: 相對(duì)于方案①, 方案②更有利于充分發(fā)揮海洋動(dòng)力的輸沙作用, 保證河口海域向外海的較大輸沙量, 對(duì)延長(zhǎng)清水溝流路使用年限更為有利。

3 結(jié)論及建議

研究表明: 現(xiàn)行清水溝流路范圍內(nèi)的汊河運(yùn)用方案不適用于多汊河輪流行河模式、同時(shí)行河與輪流行河聯(lián)合模式和同時(shí)行河模式, 而采用單一汊河輪流行河模式則更為科學(xué)和經(jīng)濟(jì)合理。但這并不意味著否認(rèn)在生態(tài)調(diào)水、補(bǔ)水或者遭遇大洪水等特殊情形和特定條件下, 而適時(shí)開展的對(duì)其它汊河、備用流路的相對(duì)短時(shí)的補(bǔ)水、分水、分洪行為。

在整個(gè)清水溝流路系統(tǒng)達(dá)到改道標(biāo)準(zhǔn)時(shí), 其海域總?cè)萆丑w積的大小是一個(gè)相對(duì)確定的數(shù)值, 其包含了清8汊河、北汊河、原河道3條汊河所涉及的所有容沙范圍, 因此3條汊河的不同行河次序并不能改變總?cè)萆丑w積的大小, 但其泥沙輸外海泥沙效率則有所差異。在現(xiàn)行清8汊河達(dá)到改道標(biāo)準(zhǔn)后, 應(yīng)優(yōu)先使用老河道汊河, 此不僅有利于未來(lái)海岸線的均衡發(fā)展, 而且更有利于延長(zhǎng)清水溝流路的使用年限。當(dāng)然, 這一結(jié)論是從宏觀和近似的角度得出的, 更為準(zhǔn)確的結(jié)論尚需在科學(xué)擬定未來(lái)入海水沙系列的基礎(chǔ)上, 利用完善的河口水動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證計(jì)算。

[1] Zheng S, Wu B S, Wang K R, et al. Evolution of the Yellow River delta, China: Impacts of channel avulsion and progradation[J]. International Journal of Sediment Research, 2016, 32: 34-44.

[2] 胡春宏, 吉祖穩(wěn), 王濤, 等. 黃河口海洋動(dòng)力特性與泥沙的輸移擴(kuò)散[J]. 泥沙研究, 1996, 4: 1-10. Hu Chunhong, Ji Zuwen, Wang Tao, et al. Characteris-tics of ocean dynamics and sediment diffusion in the Yellow River estuary[J]. Journal of Sediment Research, 1996, 4: 1-10.

[3] Saito Y, Yang Z, Hori K. The Huanghe (Yellow River) and Changjiang (Yangtze River) deltas: a review on their characteristics, evolution and sediment discharge during the Holocene[J]. Geomorphology, 2001, 41: 219-231.

[4] 陳沈良, 谷碩, 姬泓宇, 等. 新入海水沙情勢(shì)下黃河口的地貌演變[J]. 泥沙研究, 2019, 44(5): 61-67. Chen Shenliang, Gu Shuo, Ji Hongyu, et al. Processes of the Yellow River Mouth on new water and sediment condition[J]. Journal of Sediment Research, 2019, 44(5): 61-67.

[5] 尹學(xué)良. 黃河口的大型并汊改造[J]. 泥沙研究, 1982, 4: 13-25. Yin Xueliang. Asignificant process of Branch-combining on the Delta of the Yellow River[J]. Journal of Sediment Research, 1982, 4: 13-25.

[6] 尹學(xué)良. 1960年黃河口劫奪改道[J]. 泥沙研究, 1983, 3: 20-31. Yin Xueliang. A destructive river piracy in the estuary of the Yellow River[J]. Journal of Sediment Research, 1983, 3: 20-31.

[7] 李澤剛. 黃河河口變動(dòng)性及其治理方法[J]. 人民黃河, 1992, 1: 14-17. Li Zegang. The variability of the Yellow River Estuary and its control methods[J]. Yellow River, 1992, 1: 14-17.

[8] 王愷忱. 黃河河口的演變與治理[M]. 鄭州: 黃河水利出版社, 2010: 52-56. Wang Kaichen. Evolution and management of the Yellow River Estuary[M]. Zhengzhou: Yellow River Water Conservancy Press, 2010: 52-56.

[9] 高文永, 張廣泉, 姜明星, 等. 黃河口清水溝流路演變分析[J]. 泥沙研究, 1997, 3: 1-7. Gao Wenyong, Zhang Guangquan, Jiang Mingxing, et al. Analysis of the evolution of the Qingshuigou channel of the Yellow River Estuary[J]. Journal of Sediment Research, 1997, 3: 1-7.

[10] 王宗文. 黃河口清8改汊后河道演變概況及發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)[J]. 水土保持研究, 1998, 5(5): 100-104.Wang Zongwen. General situation of river course evolution and prediction of development trend after the qing8 diversion of the Yellow River Estuary[J]. Research on Soil and Water Conservation, 1998, 5(5): 100-104.

[11] 谷源澤, 姜明星, 徐叢亮, 等. 黃河口清8出汊工程的作用及對(duì)河口演變的影響[J]. 泥沙研究, 2000, 5: 57-61. Gu Yuanze, Jiang Mingxing, Xu Congliang, et al. The role of the 8-Outlet project of the Yellow River Estuary and its influence on the evolution of the estuary[J]. Journal of Sediment Research, 2000, 5: 57-61.

[12] 李殿魁, 楊玉珍, 程義吉, 等. 延長(zhǎng)黃河口清水溝流路行水年限的研究[M]. 鄭州: 黃河水利出版社, 2002: 36-41. Li Diankui, Yang Yuzhen, Cheng Yiji, et al. Study on prolonging the running time of Qingshuigou road in the Yellow River Estuary[M]. Zhengzhou: Yellow River Water Conservancy Press, 2002: 36-41.

[13] 席家治, 陸儉益, 丁六逸, 等.黃河入海流路規(guī)劃報(bào)告[R]. 鄭州: 黃河水利委員會(huì)勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院, 1989: 85-100. Xi Jiazhi, Lu Jianyi, Ding Liuyi, et al. Planning report of the Yellow River’s flow into the sea[R]. Zhengzhou: survey, planning and Design Institute of the Yellow River Water Conservancy Commission, 1989: 85-100

[14] 王崇浩, 安催花, 曹文洪, 等. 黃河口清水溝流路沖淤發(fā)展與使用年限預(yù)測(cè)[J]. 水利學(xué)報(bào), 2008, 6: 709-713. Wang Chonghao, An Cuihua, Cao Wenhong, et al. Develop-ment and service life prediction of scour and deposition of Qingshuigouliu road in the Yellow River Estuary[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2008, 6: 709-713.

[15] 王開榮, 于守兵, 茹玉英, 等. 黃河入海流路的不同運(yùn)用模式及其影響效應(yīng)[J]. 中國(guó)水利, 2011, 20: 9-12. Wang Kairong, Yu Shoubing, Ru Yuying, et al. Different application modes and influence effects of the Yellow River flowing into the sea[J]. China Water Resources, 2011, 20: 9-12.

[16] 王春華, 張娜, 何敏, 等. 黃河刁口河流路恢復(fù)運(yùn)用目標(biāo)與時(shí)機(jī)[J]. 人民黃河, 2016, 38(3): 33-35. Wang Chunhua, Zhang Na, He Min, et al. Target and opportunity for restoration of Diaokou River Road of the Yellow River[J]. Yellow River, 2016, 38 (3): 33-35.

[17] 陳雄波, 陳松偉, 竇身堂, 等. 黃河河口入海流路運(yùn)用方式研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 人民黃河, 2018, 40(9): 10-15. Chen Xiongbo, Chen Songwei, Dou Shentang, et al. The current situation and trend of the study on the application of the flow way from the Yellow River Estuary to the sea[J]. Yellow River, 2018, 40 (9): 10-15.

[18] 陳雄波, 邱衛(wèi)國(guó), 劉娟. 黃河河口“一水三流”行河方式研究[J]. 海岸工程, 2019, 38(3): 194-202. Chen Xiongbo, Qiu Weiguo, Liu Juan. Study on the way of “one water, three flows” in the Yellow River Estuary[J]. Coastal engineering, 2019, 38 (3): 194-202.

[19] 徐叢亮, 陳沈良, 陳俊卿. 新情勢(shì)下黃河口出汊流路三角洲體系的演化模式[J]. 海岸工程, 2018, 37(4): 35-43. Xu Congliang, Chen Shenliang, Chen Junqing. The evolution model of the delta system of the outlet channel of the Yellow River Estuary under the new situation[J]. Coastal engineering, 2018, 37 (4): 35-43.

[20] 孟祥文, 李希寧, 蘇洪祿. 黃河入海流路改走北汊1時(shí)機(jī)分析研究[J]. 人民黃河, 1998, 20(2): 8-9. Meng Xiangwen, Li Xining, Su Honglu. Analysis and Study on the opportunity of changing the Yellow River into the North Branch[J]. Yellow River, 1998, 20 (2): 8-9.

[21] 胡春宏, 曹文洪. 黃河口水沙變異與調(diào)控II: 黃河口治理方向與措施[J]. 泥沙研究, 2003, 5: 9-14.Hu Chunhong, Cao Wenhong. Variation and regulation of sediment in the Yellow River Estuary II: management direction and measures of the Yellow River Estuary[J]. Journal of Sediment Research, 2003, 5: 9-14.

[22] 唐梅英, 謝越韜, 陳雄波, 等. 黃河口清水溝流路汊河方案研究[J]. 人民黃河, 2008, 30(11): 100-104. Tang Meiying, Xie Yuetao, Chen xiongbo, et al. Study on the scheme of qingshuigouliu branch of the Yellow River Estuary[J]. Yellow River, 2008, 30 (11): 100-104.

[23] 王開榮, 茹玉英, 鄭春梅, 等. 黃河河口流路長(zhǎng)期穩(wěn)定可行性研究報(bào)告[R]. 鄭州: 黃河水利科學(xué)研究院, 2009: 17-31, 55-60. Wang Kairong, Ru Yuying, Zheng Chunmei, et al. Feasibility study report on long-term stability of the Yellow River Estuary[R]. Zhengzhou: Yellow River water conservancy research institute, 2009: 17-31, 55-60.

[24] 尹學(xué)良, 王廷貴. 關(guān)于分流淤積的一些問(wèn)題[J]. 水利學(xué)報(bào), 1983, 3: 65-73. Yin Xueliang, Wang Tinggui. Some problems on distributary sedimentation[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 1983, 3: 65-73.

[25] 曹銀真. 黃河沖積扇和三角洲變遷過(guò)程中的臨界意義[J]. 地理科學(xué), 1988, 8(1): 54-62. Cao Yinzhen. The critical significance of the Yellow River alluvial fan and delta transition[J]. Scientia Geographica Sinica, 1988, 8 (1): 54-62.

Discussion on the operation scheme of the current Qingshuigou channel of the Yellow River

WANG Kai-rong1, 2, FAN Yao-shen1, 2, HAN Sha-sha3, DU Xiao-kang1, 2

(1. Yellow River Institute of Hydraulic Research, Zhengzhou 450003, China; 2. Key Laboratory of Yellow River sediment, Ministry of water resources, Zhengzhou 450003, China; 3. State Key Laboratory of water resources and hydropower engineering science, Wuhan University, Wuhan 430072, China)

This paper summarizes the formation, evolution, and characteristics of different branching rivers in the current Qingshuigou channel in the Yellow River estuary; further, it demonstrates and analyzes the effect of different branch river operation schemes. The results show that neither the multi-river-running-in-turn mode, the parallel-running mode, or the combined mode is suitable for the Qingshuigou channel, while the single-river- running-in-turn mode is the most scientific, economical, and reasonable one. This mode can make full use of marine sediment transport energy, ensure a large amount of sediment transport from the estuary to the open sea, and is more beneficial to extend the life of the Qingshuigou channel. After the current Qing8 branch reaches the diversion criteria, the Old Branch river should be used first, which not only favors the balanced development of the future coastline but also extends the life span of the Qingshuigou channel.

river estuaries; river channels; branching river; operation scheme; Yellow River

Dec. 24, 2019

TV148

A

1000-3096(2020)10-0091-10

10.11759/hykx20191224001

2019-12-24;

2020-03-21

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2017YFC0405502); 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51779183)

[National Key Research and Development Program of China, No. 2017YFC0405502; National Natural Science Foundation of China, No. 51779183]

王開榮(1963-), 男, 山東泰安人, 高級(jí)工程師(教授級(jí)), 主要從事河流動(dòng)力學(xué)及河口海岸治理方面的研究, E-mail: kairongw@163.com

(本文編輯: 康亦兼)