1 前言

    从三门峡水库运用以来，对渭河的研究就不断开展。1973年三门峡水库改变运用方式以前，由于水库运用初期带来的淤积上延，使渭河下游发生了巨大变化，对此很多文献^①～③[1]从不同方面：来水来沙、输沙特性、河道冲淤、拦门沙、侵蚀基准面等进行过研究。1973～1985年随着三门峡水库的蓄清排浑运用和渭河下游有利的水沙条件，河道形态得到了较大恢复，文献^[1，2]分析研究了该阶段渭河下游河道的调整。90年代初期文献^{[3～5]④⑤}以1969年前为研究水沙变化的基准期，采用水文法和水保法计算了渭河流域1970～1989年水利水保工程减水减沙效益，统计分析了咸阳以上、泾河的水沙来源和降雨产流产沙关系。文献^[6]对1990年以前渭河下游河道的水沙特性、河床纵剖面及河床物质组成变化进行过研究，着重分析了渭河下游淤积末端延伸变化及影响因素。文献^[7，8]运用1960～1988年水文站实测水文泥沙资料深入分析了渭河下游临潼—华阴的冲淤输沙特性，研究表明：高的和较高的含沙量的小水，主槽淤积，高含沙大洪水淤滩刷槽，形成窄深河槽。并对1973年和1977年高含沙洪水的冲淤分布及断面形态调整进行了研究。近十年来，渭河上游来水来沙出现了新特点，并由此带来渭河下游河道发生了巨大变化，本文对此进行了分析并探讨了高含沙洪水对渭河下游平滩主槽的影响。

2 水沙特点

    渭河下游(见图1)水、沙来源于渭河干流、泾河、北洛河和南山诸多支流，主要来自渭河干流和泾河。多年平均(1950～1986年，下同)来看，咸阳水量占华县水量的62%，张家山占18%；咸阳沙量占华县沙量的38%，张家山占61%。由此看出，渭河下游水量主要来自渭河干流咸阳以上，沙量主要来自泾河。

    渭河下游水、沙年内分配不均衡，水、沙主要集中在汛期。汛期水量占年水量的60%以上，沙量占年沙量的85%以上。

    1987～1996年渭河下游的水沙变化主要是咸阳以上干流和泾河张家山以上地区水沙变化造成的。很多资料和文献研究表明，气候变化和人类活动是影响流域水沙变化的主要因素。根据王云璋等人的分析^①近十年来，渭河流域咸阳以上地区气候因素是影响径流减少的主要因素，影响程度占总减少量的55.9%，对泥沙的影响占47.5%；张家山以上地区气候因素是影响水沙变化最显著的时期，其影响量分别占水沙减少量的51.8%和44.5%。

2.1 近期水量变化特点

2.1.1 年水量变化

    咸阳站1987～1996年年均水量是29.6亿m³，占同期华县水量的54%，占多年平均年水量的59%；年水量减少20.7亿m³，占华县减水量的78%。1990年以后咸阳水量也更加偏枯，1990～1996年年均水量只有26.1亿m³，占同期华县水量的54%，占多年平均年水量的52%，水量减少24.2亿m³，占华县减水量的75%。1995年咸阳站年水量只有5.3亿m³，占多年平均水量的11%，占同年华县水量的30%，与多年相比下降32个百分点。

    泾河张家山站1987年以来，水量减少不多。1987～1996年年均水量是11.6亿m³，占同期华县水量的21%，占多年平均年水量的78%，年水量减少3.2亿m³，占华县减水量的12%。1990～1996年张家山年均水量12.1亿m³，占同期华县水量的25%，占多年平均年水量的82%，水量减少2.7亿m³，占华县减水量的8%。1995年张家山站年水量8.5亿m³，占多年平均年水量的57%，占华县水量的49%，与多年相比上升了31个百分点。

    1987～1996年华县年均水量54.5亿m³，占多年平均年水量的67%，年水量减少26.5亿m³。1990年以后华县水量更加偏枯，1990～1996年年均水量只有48.7m³，占多年平均年水量的60%，水量减少32.3亿m³。其中1995年华县站年水量只有17.5亿m³，占多年平均年水量的22%，与9月份多年平均水量15.3亿m³相当。1995年是渭河下游华县建站以来水量最枯的一年。各水文站水量统计见表1。

    渭河下游水量的减少，主要是咸阳以上干流来水减少造成的。

    从各流量级减水量来看，华县站减水量主要是由大流量级水量的减少造成的。华县站各级流量的天数、水沙量见表2。1987年以来，日均流量小于500m³/s的天数在增加，对应水量减小，平均流量由多年平均145m³/s下降到117m³/s，下降19%，水量减少5亿m³；减水量占年减水量比例较小。日均流量500～1000m³/s的天数也在减小，1987～1996年和1990～1996年分别由1951～1986年的平均29.1天，减为20.3天和16.7天，天数减少8.8天和12.4天。对应水量由17.4亿m³减为11.7亿m³和9.5亿m³，减水量5.7亿m³和7.9亿m³，分别占同期年减水量的22%和24%。日均流量超过1000m³/s的天数也在减少，减少的幅度最大，由1951～1986年多年平均的15.8天减为1987～1996年的4.7天，水量由23.7亿m³减为6.1亿m³，减水17.6亿m³，占同期年减水量的66%。1990年以来，日均流量超过1000m³/s的只有3天，天数减少了12.8天，水量只有4.2亿m³，减少19.5亿m³，占同期年减水量的60%。1995年华县日均流量大于500m³/s的只有3天，水量1.8亿m³，日均流量没有超过1000m³/s的。由此可以看出，华县近十年水量的减少主要是大流量级对应水量的减少造成的。

    由以上可知，1987年以来，渭河咸阳以上干流和泾河来水都有减少，咸阳以上干流减水量较大，使渭河干流来水占华县水量的百分数下降，泾河上升。渭河下游大流量级的天数和水量急剧减少。日均流量大于500m³/s的水量减少占年减水量的80%以上，日均流量大于1000m³/s水量的减少占年减水量的60%以上。渭河下游年水量的减小主要是咸阳以上干流大流量级的水量减少造成的。

2.1.2 汛期水量变化

    多年平均来看，咸阳汛期水量占华县同期水量的61%，张家山占20%。

    1987～1996年咸阳汛期水量15.1亿m³，占华县水量的50%；占汛期多年平均水量的50%，水量减少14.9亿m³，占同期全年减水量的72%，占华县减水量的78%。1990～1996年汛期水量只有12.7亿m³，占华县水量的48%；占多年平均汛期水量的42%，水量减少17.3亿m³，占同期年减水量的71%，占华县减水量的75%。1995年汛期水量只有3.2亿m³，占同期多年平均值的11%，占华县水量的28%。

    咸阳多年平均汛期水量占年水量为60%。1987年以来，汛期水量减少使得该比例下降。1987～1996年为51%，1990～1996年为49%。

    1987年以来，咸阳站水量的减少主要是9和10月份水量的减少。9和10月咸阳多年平均水量16.9亿m³，7和8月份水量13.1亿m³。1987～1996年9和10月份水量6.6亿m³，占同期多年平均水量的39%，与多年平均9和10月份水量相比减水10.3亿m³，占汛期减水量69%，占年减水量的50%，占同期华县减水量的69%。7和8月份水量8.5亿m³，是同期多年平均水量的65%，减水4.6亿m³，占汛期减水量的31%，占年减水量的22%，占同期华县减水量的110%。1990～1996年9和10月份水量6.2亿m³，是同期多年平均水量的37%，减水10.7亿m³，占同期汛期减水量的62%，占年减水量的44%，占同期华县减水量的69%。7和8月份水量6.5亿m³，占同期多年平均水量的50%，减水6.6亿m³，占汛期减水量的38%，占年减水量的27%，占同期华县减水量的88%。

    与咸阳站相比，泾河张家山站汛期减水量较少。1987～1996年张家山站汛期水量7.9亿m³，占华县水量的26%；占汛期多年平均水量的79%，水量减少2.1亿m³，占同期全年减水量的66%，占华县减水量的11%。1990～1996年汛期水量8.3亿m³，占华县水量的31%；占多年平均汛期水量的83%，水量减少1.7亿m³，占同期年减水量的63%，占华县减水量的7%。1995年汛期水量7.4亿m³，占同期多年平均值的74%，占华县水量的65%。

    泾河多年平均汛期水量占年水量为68%。1987年以来，基本维持该比例。

    1987年以来，泾河张家山站水量的减少也主要在是9和10月份，9和10月多年平均水量4.3亿m³，1987～1996年水量2.3亿m³，1990～1996年水量2.5亿m³，水量分别减少2亿m³和1.8亿m³；占华县减水量的13%和12%。7和8月份水量比多年平均略有增多。

    1987年以来，华县站年水量的减小，主要是汛期水量的减少。1987～1996年汛期水量平均30.3亿m³，占汛期多年平均水量的61%，水量减少19.2亿m³，占同期全年减水量的72%。1990～1996年汛期水量只有26.5亿m³，占多年平均汛期水量的54%，水量减少23.0亿m³，占同期年减水量的71%。1995年汛期水量只有11.4亿m³，占同期多年平均值的23%。

    1987年以来，华县汛期水量的减少，主要是9和10月份水量的减少。1987～1996年9和10月份水量12.4亿m³，占同期多年平均水量的45%，与多年平均9和10月份水量相比减水15亿m³，占汛期减水量78%，占年减水量的57%。7和8月份水量17.9亿m³，是同期多年平均水量的81%，减水4.2亿m³，占汛期减水量的22%，占年减水量的16%。1990～1996年9和10月份水量11.9亿m³，是同期多年平均水量的43%，减水15.5亿m³，占同期汛期减水量的67%，占年减水量的48%。7和8月份水量14.6亿m³，占同期多年平均水量的66%，减水7.5亿m³，占汛期减水量的33%，占年减水量的23%。由此可以看出，1990年以来汛期7和8月份水量减少的幅度有所加大。

2.1.3 非汛期水量变化

    1987年以来，华县站非汛期水量也有所减少。1987～1996年、1990～1996年非汛期水量分别是24.2、22.2亿m³，占多年同期水量的77%和70%，减水量分别为7.3和9.3亿m³，占同期年减水量的28%和29%。从表1可以看出，非汛期主要是5月和11月的水量减少。在这两个时段，这2个月水量的减少量占非汛期减水量的60%和58%。从水量来源上看，非汛期水量减少比例与汛期相当，咸阳以上干流减水量占渭河下游减水量的70%以上，泾河占15%以下。

    以上分析可知：1987～1996年，华县站汛期减水量占年减水量72%，9和10月份占57%；非汛期5月和11月份减水量较大。从水量减少的流量级分配上看，日均流量大于500m³/s的减水量占年减水量的88%；日均流量大于1000m³/s的水量的减水量占年减水量的66%。1990年以来，汛期和非汛期的水量减少幅度都在加剧，同时汛期7、8月份的减水量也在增加，大流量级出现的机会更小，水量也更少。

    渭河咸阳干流以上来水减少的幅度大，泾河来水减少的幅度小。华县水量的减少主要是咸阳以上干流大流量级水量减少造成的。

2.2 近期沙量变化特点

    华县站1950～1986年多年平均输沙量3.94亿t，咸阳输沙量1.51亿t，张家山输沙量2.42亿t。咸阳、张家山输沙量占华县输沙量的38%和61%。各水文站沙量见表3。

    咸阳站1987～1996年平均输沙量0.59亿t，占多年平均输沙量的39%，占华县沙量的19%；而1990～1996年年均输沙量0.54亿t，占多年平均输沙量的36%，占华县沙量的17%。与水量相比，沙量减少的幅度大于水量。咸阳站汛期多年平均沙量占年沙量的86%。1987年以来，年沙量的减少主要是汛期沙量减少，1987～1996、1990～1996年汛期输沙量为0.44和0.43亿t，占华县同期沙量的16%。与多年相比，汛期沙量减少0.86和0.87亿t，占年减沙量的93%和90%；占华县同期减沙量的105%和112%。咸阳非汛期沙量略有减少。

    咸阳多年平均汛期沙量占年沙量为86%。1987年以来，下降为75%。1990～1996年为80%。

    张家山站1987～1996年平均输沙量2.12亿t，占多年平均输沙量的88%，占华县沙量的70%；而1990～1996年年均输沙量2.11亿t，占多年平均输沙量的87%，占华县沙量的68%。与水量相比，沙量减少的幅度小于水量减少的幅度，使得年对应含沙量增大，来沙系数变大。沙量的减少主要是汛期沙量减少。张家山汛期多年平均沙量占年沙量的91%。1987～1996、1990～1996年汛期输沙量1.90和1.86亿t，占同期年输沙量的90%和88%；占华县同期沙量的71%。与多年相比，汛期沙量减少0.30和0.34亿t，占年减沙量的100%和110%；占华县同期减沙量的37%和44%。张家山非汛期沙量基本持平，1990年以后略有增加。

    张家山站多年平均汛期沙量占年沙量为91%。1987～1996年为90%。1990年以后非汛期沙量略有增加，使汛期沙量占年沙量的比值稍有降低为88%。

    华县站1987～1996年平均输沙量3.04亿t，占多年平均输沙量的77%，而1990～1996年年均输沙量3.11亿t，占多年平均输沙量的79%。与水量相比，沙量减少的幅度小。沙量的减少主要是汛期沙量减少，1987～1996、1990～1996年汛期减沙0.82和0.78亿t，占同期年减沙量的91%和94%。汛期沙量占年沙量的比例在88%左右，与多年相比，变化不大。

    图2是华县站各流量级的来沙系数图，不同时段水沙量的变化，使来沙系数也发生很大变化。1987～1996年与长系列相比，流量小于500m³/s、500～1000m³/s、大于1000m³/s分别增大了1.58、1.34、2.40倍。1990～1996年增大了2.02、1.70、2.83倍。小于500m³/s流量级的来沙系数增大的幅度最大，大于1000m³/s流量级的来沙系数增大的比例最大，达2.83倍。

    以上分析可知，1987年以来，渭河咸阳以上干流，汛期沙量减少的幅度大于非汛期，使汛期沙量占年沙量的百分比下降；沙量减少比例大于水量。泾河沙量减少比例小于水量。咸阳以上干流水沙变化大于泾河，使咸阳以上干流水量占华县水量的比例下降，泾河沙量占华县沙量的比例上升。

    华县站沙量减少主要是渭河干流咸阳以上的沙量减少造成的，日均流量大于1000m³/s的减沙量占年减沙量的100%以上，小流量级水量对应的沙量增加。沙量减少幅度小于水量，各流量级对应含沙量和来沙系数都增大，1000m³/s以上的含沙量增加的幅度最大。

2.3 高含沙洪水特性

    华县站1955～1986年(华县站从1955年开始有洪水要素摘录表)含沙量峰值超过400kg/m³的洪水共有71场(见表4)，年均2.22场，天数12.6天，水量6.39亿m³，输沙量2.058亿t，占总来水、沙量的7.9%和51%。1987～1996年共有24场，年均2.40场，天数15.5天，水沙量占总来水、沙量的10.2%和61.8%。1990～1996年共17场，年均2.43场，天数18.3天，水沙量占总来水、沙量的12%和66%。在所统计的95场高含沙洪水中，平均含沙量超过500kg/m³的洪水共有4次，其中一次发生在1977年，另外三次发生在90年代。1987年以来，高含沙洪水发生的场次、天数都在增加，对应水、沙量占年水沙量的比例也在增加，水量增加了2.3%，沙量增加了10.8%，沙量增加幅度大于水量，使含沙量增大。1990年以来，高含沙洪水水量增加了3.9%，沙量增加了15.0%，沙量增加幅度也远大于水量。