洪泽湖冲淤分析.doc

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1、精品论文推荐洪泽湖冲淤分析郁玉锁 河海大学水文水资源学院，南京 (210098) E-mail：摘要：研究洪泽湖来水来沙及冲淤变化规律，对解决淮河中游洪涝灾害、探讨淮河与洪泽 湖的关系是十分必要的。以 1983 年2005 年洪泽湖实测资料为基础，对洪泽湖的入湖、出湖水沙进行分析。得出 23 年内洪泽湖多年平均来沙 653 万 t，出沙 326 万 t，多年平均淤积327 万 t，淤积率 50.1%。淮干来水来沙占洪泽湖总来水来沙的 80%以上，按吴家渡来沙站 占洪泽湖来沙的 85%进行推算，初步估算出 1950 年至 2005 年，洪泽湖淤积总量约为 27632万 t，多年平均淤积量约 49

2、3 万 t，总结出洪泽湖冲淤的变化趋势，为研究淮河与洪泽湖的关系及洪泽湖综合利用提供参考。 关键字：洪泽湖；入湖泥沙；出湖泥沙；冲淤量1. 前言 洪泽湖是淮河下游最大的拦洪蓄水平原湖泊型水库1也是建设中的“南水北调”东线 工程的重要调蓄湖泊之一。一般湖底高程10.5m，最低为10.0m,水位在12.5m时，蓄水面积约2069km2，相应库容31.27亿m3。设计洪水位16.0m，总库容135亿m3。洪泽湖承泄淮河上、中游 15.8 万 km2 面积来水，主要入湖河流为淮河、怀洪新河、新 濉河、新汴河和池河等，这些河流大多分布于湖的西部。洪泽湖洪水通过入江水道、苏北灌 溉总渠和入海水道入江、入海

3、，洪泽湖是调节淮河洪水，提供农田灌溉、航运、工业和生活 用水，并结合发电、水产养殖等的综合利用大型平原水库，同时，洪泽湖在南水北调工程及 跨流域调度水源中起重要调节作用。洪泽湖是黄河夺淮的产物，淮河与洪泽湖的关系是新时期解决淮河中游洪涝灾害、水资 源等关键问题必须研究的重大科技课题。首先研究洪泽湖来水来沙及冲淤变化规律，对深入 开展淮河与洪泽湖的关系是十分必要的。2. 主要控制站及 资料情况 入湖出湖各河流及其控制站见表 1，其中小柳巷站 1981 年 4 月建站2，1982 年 5 月 1 日开始测沙，其间 1989 年 6 月 23 日1993 年 3 月 31 日停测；明光（二）站、金锁

4、镇站、 团结闸站和宿县闸站分别始建于 1935 年 5 月、1951 年 4 月、1972 年 5 月和 1969 年 7 月。表 1 洪泽湖水系及其重要控制站河流名称控制站站名出湖/入湖淮河小柳巷入湖新汴河团结闸入湖池河明光入湖怀洪新河峰山入湖濉河泗洪（濉河）入湖老濉河泗洪（老濉河）入湖徐洪河金锁镇入湖入江水道三河闸出湖淮沭新河二河闸出湖灌溉总渠高良涧出湖-7-由于各控制站的泥沙测验时间不同步，本次计算采用系列资料为 1983 年2005 年，对于缺测资料进行了相关插补3。淮干来水来沙占洪泽湖入湖水沙量的 80%以上，淮干小柳巷 站距离洪泽湖最近，因此采用小柳巷站作为淮干入湖控制站进行计算，

5、其中 1989 年 6 月 23 日1993 年 3 月 31 日小柳巷站停测，对吴家渡站年输沙量与小柳巷年输沙量进行了相关分1.0627析，采用幂函数拟合相关性比较好，相关系数为 0.956，拟合公式为：Ws小 = 0.7209Ws吴，其中Ws吴 、Ws小 分别为吴家渡站和小柳巷站输沙量。团结闸和明光站资料较全，其他支流各站根据已有实测流量和含沙量的直接相关，用幂函数( S =aQ b ）对流量和含沙量进行拟合，S含沙量，Q流量，a，b 是系数。根据拟合出的相关关系式，并由已知流量推算部分年份缺测含沙量。拟合曲线的相关系数均达到0.8 以上，相关性较好。 二河闸现有实测资料较少，流量和泥沙的

6、相关性不好。由于高良涧和二河闸位置接近，而且水沙资料较全，对已有二河闸下泥沙资料与相应年份的高良涧闸下泥沙资料进行拟合，2发现线性拟合相关性较好，拟合公式为：S二河闸下 = 0.6233 S高良涧下 +0.3971，相关系数 R =0.6997，相关性较好，其中 S二河闸下、 S高良涧下 分别代表二河闸下、高良涧闸下含沙量，因 此采用高良涧的现有含沙量资料推算二河闸相应年份含沙量。出、入流各控制站，除部分缺 测年份含沙量用相关插补外，其余各站均采用实测含沙量，各站流量均为实测资料。3. 洪泽湖冲淤年 际分布 从表 2 及图 1 可以看出，洪泽湖 1983 年2005 年总体趋势是淤积（冲淤量为

7、正代 表淤积，负代表冲刷）。系列资料 23 年中只有 2001 年发生微冲，冲刷仅 34.2 万 t，1994 年输沙基本平衡。1992 年、1993 年、1995 年、1997 年和 1999 年共 5 年发生微淤，淤积量 小于 100 万 t，其余 16 年洪泽湖都发生淤积，淤积量大于 100 万 t。分析时段 23 年内洪泽湖总来沙 15029 万 t，出沙 7503 万 t，共淤积 7526 万 t，其中 1984年淤积量最大，高达 892 万 t，多年平均淤积 327 万 t。输沙差值万t100080060040020019831984198519861987198819891990

8、1991199219931994199519961997199819992000200120022003200420050-200年份图 1 洪泽湖年际冲淤分布表 2 19832005 年洪泽湖冲淤分布 (单位：104)年份1983 年1984 年1985 年1986 年1987 年1988 年1989 年1990 年入湖沙量1455.51701.7651.7359.1790.3237.6873.4500.4出湖沙量580.1809.5325.2185.3509.3107.0337.2265.7输沙差值875.4892.2326.5173.8281.0130.6536.2234.6年份1991

9、 年1992 年1993 年1994 年1995 年1996 年1997 年1998 年入湖沙量1446.393.0196.044.1112.8903.2163.11115.8出湖沙量755.272.5146.352.547.7306.9133.8412.4输沙差值691.120.649.8-8.465.1596.329.3703.5年份1999 年2000 年2001 年2002 年2003 年2004 年2005 年入湖沙量100.3850.020.8546.91473.0227.71165.8出湖沙量70.1416.355.1161.31131.6106.1515.4输沙差值30.243

10、3.7-34.2385.6341.4121.7650.54. 入湖、出湖水 沙量年际分布 洪泽湖多年平均入湖沙量达 653 万 t，其中淮干多年平均来沙量 559 万 t，占洪泽湖总来 沙的 83.0%。洪泽湖多年平均入湖水量为 314 亿 m3，淮干入湖水量为 271.8 亿 m3，所占比 例为 86.5%；多年平均出湖水量 288 亿 m3，60%以上水量经三河闸排入高邮湖流入长江下泄 入海。具体数据见表 3、表 4、表 5。从以上分析可知洪泽湖来水来沙主要决定于淮干来水 来沙。表 3 淮干入湖沙量年际分布(单位：104)年份1983 年1984 年1985 年1986 年1987 年19

11、88 年1989 年1990 年入湖沙量1455.51701.7651.7359.1790.3237.6873.4500.4淮干沙量1310.71575.3598.0255.1697.6219.9827.0390.0百分数%90.192.691.771.088.392.594.777.9年份1991 年1992 年1993 年1994 年1995 年1996 年1997 年1998 年入湖沙量1446.393.0196.044.1112.8903.2163.11115.8淮干沙量1066.257.7142.535.770.3708.6106.1996.3百分数%73.762.072.780.9

12、62.378.565.189.3年份1999 年2000 年2001 年2002 年2003 年2004 年2005 年入湖沙量100.3850.020.8546.91473.0227.71165.8淮干沙量96.5776.015.4544.21107.5227.21042.5百分数%96.291.374.099.575.299.889.4表 4 各支流多年平均入湖水量分布 (单位：108m3)支流淮干怀洪新河徐洪河池河新汴河老濉河濉河多年平均入湖水量271.817.854.247.277.330.745.05占入湖总水量比例%86.485.681.352.312.330.241.61表 5

13、年际入湖、出湖水量分布 (单位：108m3)年份1983 年1984 年1985 年1986 年1987 年1988 年1989 年1990 年入湖水量434.8553.7409.0186.0431.4163.1217.9268.3出湖水量375.3499.0315.7148.7381.4101.0288.0242.9年份1991 年1992 年1993 年1994 年1995 年1996 年1997 年1998 年入湖水量638.4113.8219.495.2119.2400.7140.8505.8出湖水量664.977.6182.239.074.1370.6158.6497.8年份1999

14、 年2000 年2001 年2002 年2003 年2004 年2005 年多年平均入湖水量83.0380.458.8225.2771.2217.0516.7314出湖水量49.7361.7103.6170.2829.5171.4518.6288从图 2 上可以看出，入湖沙量大于出湖沙量，呈淤积趋势。入湖沙量和出湖沙量的变化入湖水量 出湖水量 入湖沙量出湖沙量趋势与入湖水量基本一致，说明输沙量的大小受控于来水量大小，符合水量大沙量也大的特 点。180016001400水量亿m3 沙量万t1200100080060040020001983 1986 1989 1992 1995 19982001

15、2004 年份图 2 洪泽湖入湖、出湖水沙量变化5. 1950 年以来洪 泽湖总淤积量计 算5.1 入湖、出湖水 量及输沙量计算结 果比较 洪国喜、韩国民2007年计算中4，采用资料系列为19752004年，其中淮干采用吴家渡 站作为入湖控制站，未考虑池河的入湖水沙量及吴家渡与小柳巷间河道冲淤量。本次计算采 用资料系列为19832005年，其中淮干采用距洪泽湖最近的小柳巷站作为控制站，池河的入 湖水沙量采用明光站的数据资料，两次计算系列重合部分为19832004年。表 6 文献4计算结果统计年径流量/108m3输沙量/104t入i 出iR入i出iWs淤积率%197519802662531388

16、152136040.819811990317311675643931741.919912000258266-844724819944.5200120043202972349413735772.319752004288283564335129245.4RRWsWs表 7 本次计算结果统计年径流量/108m3输沙量/104t入i 出iR入i出iWs淤积率%198319903332943982138943252.6199120002722482450224126152.020012004328319956736320436.0200553551916116651565155.819832005314

17、2882665332632750.1RRWsWs 入i 出i 出i入i上表中出iR、R、RR 分别代表入湖水量、出湖水量以及水量差；Ws 、Ws 、 Ws 分别代表入湖沙量、出湖沙量以及输沙量之差。从表5、表6的径流量一栏，可以看出在系列重合部分，本次计算的入湖水量较大。根据 吴家渡站和小柳巷站径流差，19831990年多年平均径流差1.17亿m3，19912000年多年平 均径流差-6.05亿m3，20012004年多年平均径流差0.95亿m3。池河明光站19831990年多年 平均来水量7.32亿m3，19912000年多年平均来水量7.96亿m3，20012004年多年平均来水 量6.2

18、8亿m3。表6中的数据减去吴家渡与小柳巷径流差，再加上明光径流量，与表7中数据相 差不大。从表5、表6的输沙量一栏，可以看出在系列重合部分，本次计算的入湖沙量较大。根据 吴家渡至小柳巷冲淤分布（插补后系列19832007年）可知，19831990年多年平均冲刷28 万t，19912000年多年平均冲刷2万t，20012004年多年平均冲刷55万t。池河明光站19831990年多年平均来沙量42万t，19912000年多年平均来沙量32万t，20012004年多年平均 来沙量33万t。本文计算结果与洪国喜等计算结果相比，沙量也随着入湖水量增加而增加， 淤积率也由45.4%增加到50.1%，主要是

19、本文考虑到吴家渡与小柳巷间的水沙不平衡，且计 入了池河入湖水沙量，计算结果更为合理。5.2 洪泽湖输沙平 衡计算结果比较 文献5计算了1960年1965年、1972年1982年两个时段的洪泽湖输沙平衡，如表8所 示。考虑到小柳巷站1983年才有含沙量测量，表8中淮干来沙应该是吴家渡站实测资料，计 算淤积率偏小，但反映的规律与本次计算（如表9所示）是一致的。初步估算吴家渡来沙站占洪泽湖来沙的85%，平均淤积率为45%，可以分别估算1950年1959年共10年和1966年1976年共11年洪泽湖总淤积量。Ws(1)洪泽湖= Ws吴家渡 0.450.851950年1959年吴家渡总输沙15784万t

20、，1966年1976年吴家渡总输沙10906万t，按（1） 式计算对应洪泽湖淤积量分别为8356万t和5774万t。进一步推算1950年至2005年洪泽湖总淤 积量为27632万t，年均淤积493万t。表 8 文献2洪泽湖输沙平衡计算表年 份年均入湖泥沙年均出湖泥沙年均淤积量（104）（%）（104）（%）（104）（%）19601965175210010325972041197719827691004936427636表 9 本次洪泽湖输沙平衡计算表年 份年均入湖泥沙年均出湖泥沙年均淤积量（104）（%）（104）（%）（104）（%）1983198986710040847459531990

21、19944561002585719843199519994791001944128559200020057141003985631644洪泽湖防洪库容由两部分组成，滞洪水位以下是中小洪水的正常调洪库容，滞洪水位以上是大洪水的滞蓄库容，需要破圩滞洪。由于淮河入湖泥沙沉积，特别是入湖河口淤积浅滩 发育，加上滩涂开发和围垦占用，洪泽湖的调洪库容发生了一些变化6。根据90年代水利部淮委和江苏省水利厅组织了洪泽湖地形测量，并委托有关单位进行面 积和库容计算。汛限水位12.5m时的库容由80年代的31.27亿m3减少为22.15亿m3。库容净减 少量9.12亿m3，相当于150480万t泥沙淤积量，远大于

22、同期泥沙淤积量。洪泽湖周边围湖造 田应该是库容减少的主要原因。表 10 水位容积关系（平蓄不破圩）水位（m）80 年代90 年代面积（km2）容积（108m3）面积（km2）容积（108m3）111160.36.44.2111.51484.213.158.89121809.421.5215.0112.52068.931.2722.156. 主要结论 1983年至2005年，洪泽湖总来沙15029万t，出沙7503万t，共淤积7526万t，淤积率50.1%。 多年平均来沙653万t，出沙326万t，多年平均淤积327万t。1960年至1982年，洪泽湖总来沙27957万t，出沙16207万t，共

23、淤积11750万t，淤积率42.0%。多年平均来沙1216万t，出沙705万t，多年平均淤积511万t。 按淮干吴家渡输沙占洪泽湖总来沙的85%计，平均淤积率45%，初步估计1950至1959年洪泽湖淤积量为8356万t，多年平均淤积量为835.6万t。按照估计推算出1950年至2005年，洪 泽湖淤积总量为27632万t，多年平均淤积量为493万t。汛限水位12.5m时，洪泽湖库容减少量为9.12亿m3，相当于150480万t泥沙淤积量，洪泽 湖周边围湖造田应该是主要原因。淮干输沙总占洪泽湖来沙80%以上，根据1992年至2001年实测断面分析，入湖段浮山至 洪山头表现为冲刷，洪山头至老子山

24、段表现为淤积，淮干入湖泥沙大部分淤积在洪山头至老 子山之间，这种单向性累积淤积，进一步恶化了入湖水力条件，加剧了对淮干洪水顶托，应 引起重视。参考文献1 张秀菊，罗伯明. 洪泽湖利用存在问题及对策探讨J. 江苏水利, 2007(3): 1416 2 中华人民共和国水文年鉴淮河流域水文资料. 第 2 册, 淮河中游区3 徐善超.水文资料整编M. 北京：水利电力出版社, 19884 洪国喜，韩国民. 洪泽湖入湖、出湖水流泥沙特性分析J. 水利科技与经济, 2007, 13(4)：240241 5 朱松泉，窦鸿身等. 洪泽湖水资源和水生物资源M. 合肥：中国科学技术出版社，19936 陈茂满. 洪泽

25、湖蓄泄关系与淮河中下游防洪J. 水利规划与设计, 2004(2):2731The Scouring and Silting Analysis of Hongze LakeYu YusuoHohai University,Nanjing (210098)AbstractStudying the in/outsediment and scouring/silting variability of Hongze Lake is essential for settlingflood/waterlogging disaster in Huaihe River main stream,and for i

26、nvestigating the relation betweenHuaihe River and Hongze Lake.Based on the actual measured data from 1983 to 2005，the in/out flowand sediment characteristics of Hongze Lake have been analyzed. In the twenty-three years, mean annual 6.53 million ton sand input Hongze Lake and 3.26 million ton sand ou

27、tput , mean annual 3.27 million ton sand deposited and the sedimentation rate is 50.1%. The sand from Huaihe River main stream is amount for more than 80% of the total of Hongze Lake. We estimated 276.32 million ton sand deposited into Hongze Lake from 1950 to 2005 and mean annual 4.93 million ton,

28、as the proportion was 85%. According to the analysis, we summarized the volume changing trend of Hongze Lake, providing reference for researching the relation between Huaihe River and Hongze Lake and for the multipurpose of Hongze Lake .Keywords: Hongze Lake; insediment; outsediment; Scouring and Silting quantity作者简介：郁玉锁，女，硕士研究生，主要研究方向是水资源管理与规划、水库调度。