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古尔图河河床演变规律及其整治初探
  摘要:河流中的泥沙运动是产生河床演变的主要原因,河床冲淤变化也是泥沙运动的结果;因此,研究河床演变 规律 、了解河流泥沙的来源和特性,是整治泥沙危害的首要任务。
  关键词:河床演变;泥沙;整治
  
  1.引言
  新疆河流均为冲积扇河流,全疆绝大部分灌区、村庄、主要城镇均处于各河道冲积扇上;新疆乌苏市古尔图镇及农七师123、124、125、127团就位于古尔图河下游的冲积扇上;古尔图河发源于发源于天山北麓的博罗科努山,属于典型的山区季节性多泥砂河流,每年汛期暴雨、泥石流导致上游河床严重淤积,险情不断,水利工程损毁严重,造成引水排沙两难的境地;下游 自然 环境因河床演变和人为因素破坏,导致部分国家级保护植物如野生胡杨、白梭梭等自然植被枯死,农业需水量得不到满足,给古河流域的人民带来了沉重的负担,严重制约了农业 经济 的 发展 ;因此,了解和掌握河床演变规律、整治泥沙淤积具有重要意义,同时也是保护自然环境、实现可持续发展的重要途径之一。
  2.古尔图河河床演变基本规律 古尔图河流经古尔图牧场,在甘家湖牧场与奎屯河、四棵树河汇合,由南至北注入艾比湖。 古尔图河全长115公里。主要由五条支流汇合而成,后经哈拉少拉山流出,河床最宽处250米左右,由南至北而下,年径流量3.45亿立方米,泉水年涌水量2.61亿立方米,汛期最大瞬时洪峰流量110m3/s。
  2.1古尔图河河流的形态和水沙运动的特征
  a河流的形态特征:古尔图河河流位于山高坡陡、地质构造复杂的山区,其河床断面呈“v”形与“u”形相间,断面窄深,河流的宽深比较小,中水河床与洪水河床没有明显的分界线。WWW.11665.cOm河流受地质构造和岩性变化的影响,形成峡谷和宽河谷相间的河道平面形态;峡谷河段岸坡陡峭,岩基外露,两岸山峰矗立,水流湍急;宽河谷河面开阔,岸坡平缓,阶地发育,存在河漫滩等卵石、泥沙堆积物。
  b古尔图河河流的水沙特征
  ①古尔图河水情特征:古尔图河属于山区季节性多泥沙河流,河道枯水期(流量10m3/s以下)有5个月,即1、2、3、4、5月上旬、12月中下旬;平水期(流量10m3/s—30 m3/s)有4.5个月,即5月中下旬,6月上旬、9、10、11、12月上旬;洪水期(流量30 m3/s 个以上)有2.5个月;水量随气温、降雨变化较稳定,且在时间、空间分布规律较明显。
  ②古尔图河泥沙特征:河流泥沙主要来自汛期暴雨的水土侵蚀,全年来沙量几乎集中在汛期的几此洪峰过程中,且水流泥沙以推移质为主,推移质主要由卵石、砾石、和中粗沙组成,泥沙粒径分布范围广泛,河床内堆积的卵石一般在较大洪水时才能移动,河床上游卵石、砾石、和中粗沙堆积物较多,下游以中粗沙、面沙为主。
  2.2影响古尔图河河床演变的主要因素
  a河段进口水沙条件的影响:主要是河源来水量及其在时间空间上的分布情况,河源来水携带推、悬移质含量汛期较饱和,平枯期携带推、悬移质含量不饱和。
  b河段出口水流条件的影响:即下游水位流量关系,主要是下游侵蚀基准点即冲淤基点的影响,一般在7月下旬、8月上旬冲刷、淤积变化剧烈,其余时间变化较缓慢。
  c河段周界条件的影响:主要是河道的断面形态、比降、河床物质组成和人工修建建筑物等地势、地貌因素的影响。在渠首上游整治段处,由于常年累月冲淤变化,河滩较开阔,卵石等堆积物较多,河道纵比降较小,具有宽、浅、散、乱的平面形态和运动特征,汛期遇到特殊情况很容易导致主河槽抬高,形成漫流,上游淤积。
  此三项因素决定了该河段河床演变的趋势和过程。其中来水来沙条件是决定性的影响因素,人类活动也对河床演变产生重要影响。
  2.3古尔图河河床演变的原因、种类及其特性
  a河床演变的原因:河床演变是水流与河床相互作用的结果。从河流动力学的角度来看,水流作用改造着河床,河床又制约、影响着水流;水流中泥沙的沉积使河床淤高或束窄,冲刷使河床降低或拓宽。因此河床的演变过程,实质上就是在水流作用下,河床边界的泥沙被冲刷、搬运和沉积的过程。
  b河床演变的种类:由于河源来水来沙的变化、地形地势的差异,导致河床演变的形式极其复杂。按其时空分布特征有如下几类:
  ①按河床演变的空间特征分类,可分为纵向变形和横向变形。②按河床演变的时间特征分类,可分为单向变形和复归性变形。单向变形即河床在某段时段内只是冲刷或淤积。③按河床演变影响的范围分类,可分为长河段变形和短河段变形。
  c河床演变特性:①河流比降较大,水流具有较强的携沙能力,输沙常处于不饱和状态,所以古尔图河河流的河床演变是以纵向冲刷下切、横向侵蚀拓宽为主的发展趋势。②在特殊边界条件和水文条件的局部河段,发生显著的河床变形。③河流受外部强烈突变因素的影响,使河床发生显著的变形。

  3.古尔图河河道的整治作用
  a强化河床边界条件,提高河岸的抗冲刷能力。
  b达到防洪标准要求,确保下游人民群众生命和财产不受损失
  c确保下游灌区用水及其人畜饮用水,延长已建水利工程使用寿命。
  4.古尔图河河道的整治原则
  古尔图河是以灌溉为主兼顾防洪的山区河流,在满足下游灌区工农业用水及人畜饮用水的情况下,应严格执行防洪标准要求。因此河道的整治原则应做以下几个方面的考虑:
  a全面规划、综合治理:即要有全局观念,上下游兼顾,采取各种整治措施进行治理,使整体效益最大化。如修建堤坝、裁弯取直、堵支强干等。
  b因势利导、重点整治:即根据河势的变化趋势,运用工程手段由点到线、有步骤、有阶段地引导河势向有利的方向 发展 ,限制和消除其不利的一面;按轻重缓急有重点地对控制性河段、关键性工程首先实施整治。
  c因地制宜,开发新材:即根据工程所在地现场情况,采取相应的整治措施,选择相宜的建筑物结构和布置形式,尽量采用新型、高效材料或就地取材,以达到节约工程投资、延长工程寿命和便于工程管理的目的。
  5古尔图河河道的整治工程种类
  a按建筑材料分:临时性整治建筑物,如用梢捆等材料修建的建筑物,此方法常用于冲刷变化不激烈的河段上。永久性整治建筑物,如用土料、石料、混凝土、金属等材料修建的抗冲和抗朽能力好,使用年限长的建筑物,此方法常用于冲淤变化激烈的控制性河段河段上;
  b按淹没与否分:分为淹没整治建筑物和非淹没建筑物。
  c按照作用和水流的关系分:护坡、护底建筑物即用抗冲材料直接在河岸、堤岸的坡面、坡脚和整治建筑物基础上做连续的覆盖保护层,以抗御水流冲刷。
  d按照建筑物外形分:可分为坝和护岸等类型。
  古尔图河河道从1968至2008年四十年间,在上游1+200—17+7500河上段共修建了36座丁坝、15座暗蜗牛及17公里防洪顺堤,多年来在整治河道上有着丰富的经验并取得了良好的 经济 效益。
  6结语
  河流中的泥沙运动是产生河床演变的主要原因,河床冲淤变化也是泥沙运动的结果;因此,研究河床演变 规律 、了解河流泥沙的来源及其特性,是整治泥沙危害变害为利的首要任务,同时也是保护 自然 环境、实现可持续发展的重要途径之一。
  
   参考 文献 :
  李国庆主编的中央广播电视大学出版社出版《治河及工程泥沙》第四、五、六章部分内容。
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  •  作者:梁云娥 [标签: 河床 初探 ]
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