Page 52 - 2025年第56卷第11期

水 利 学 报

2025 年 11 月 SHUILI XUEBAO 第 56 卷 第 11 期

文章编号：0559-9350（2025）11-1443-11

黄河下游河床持续调整过程中输沙能力的变化规律

程亦菲 ，夏军强 ，周美蓉 ，方红卫 ，万占伟 ，陈建国 4
1
2
3
1
1
（1. 武汉大学 水资源工程与调度全国重点实验室，湖北 武汉 430072；2. 南方科技大学，广东 深圳 518055；
3. 黄河勘测规划设计研究院有限公司，河南 郑州 450003；4. 中国水利水电科学研究院 流域水循环与
水安全全国重点实验室，北京 100038）
摘要：由于中上游水库建设等强人类活动影响，近 50 年来黄河下游水沙情势和河床边界条件剧烈改变，下游河床
由持续淤积转为持续冲刷，且近期河床冲刷幅度减缓。为探究黄河下游河道输沙能力的变化规律，基于 1971—
2022 年实测水沙、地形及床沙组成资料，首先计算黄河下游河床冲刷效率调整过程，并分析其影响因素；进而提
出综合考虑多边界条件影响的河床冲刷效率计算方法，并动态预测了河床持续调整过程中维持下游冲淤平衡的临
界水沙条件。结果表明：①1971—2022 年黄河下游经历了缓慢淤积期—快速淤积期—快速冲刷期—缓慢冲刷期，
在小浪底水库拦沙后期（2008—2022 年），黄河下游多年平均河床冲刷效率仅为拦沙初期（2000—2007 年）的一半。
②来沙系数的大幅降低以及主槽的下切导致挟沙力下降，床沙粗化则使河床补给不足，这些综合作用导致河床冲
刷效率随时间降低；进而构建了综合考虑进口水沙、主槽形态与床沙组成影响的河床冲刷效率计算关系，公式决
定系数为 0.80，能较准确反映近 50 年河床冲刷效率的调整过程。③黄河下游平衡输沙的临界来沙系数随河床边界
综合参数的增大呈现先增后减的趋势，拦沙后期黄河下游平衡输沙的沙量阈值较拦沙初期减少 23%。
关键词：来水来沙；主槽形态；床沙组成；河床冲刷效率；平衡输沙；黄河下游
中图分类号：TV85 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb.20250269

1 研究背景

冲积河流上修建大型水库后，坝下游河道的进口水沙条件发生显著变化，河流水沙输移及河床冲
淤状态相应调整。小浪底水库运用前，黄河下游艾山以上河道汛期淤积、非汛期冲刷，艾山以下河道
汛期与非汛期均发生淤积，但各时期全下游淤积量一般大于冲刷量，导致下游整体表现为淤积 。自
［1］
1999 年小浪底水库运用以来，黄河下游水沙情势和河床边界条件发生剧烈变化。具体表现为：下游来
沙量减少近 90%，截至 2023 年 10 月河床累计冲刷 22.9 亿 m³；河床纵向下切与横向展宽同时存在，且
［2］
在游荡段尤为突出；河床组成显著粗化，近坝段床沙中值粒径增大一倍 。与小浪底水库运用前相
比，黄河下游行洪输沙能力显著提升，但河床冲刷幅度随时间有所降低，且近期有个别年份甚至发生
淤积 ［2-4］ 。因此开展新水沙条件下黄河下游河床冲淤规律的研究，对完善水沙调控机制、优化水库调
度模式有重要意义。
已有研究通常采用排沙比、冲淤量以及冲刷效率等分析河道输沙能力变化特点，且主要关注水沙
因子对河道输沙能力的影响 ［5-10］ 。傅旭东等 ［11］ 基于非饱和输沙理论，分析了黄河下游 1950—1986 年
［7］
277 次洪水资料，确定了场次洪水排沙比的计算关系式。Guo 等 分析了黄河下游 1960—2012 年各河
段不同流量级下冲淤比（冲淤量与进口沙量的比值）与进口含沙量的关系，并确定了黄河下游长时段均

收稿日期：2025-05-13；网络首发日期：2025-11-20
/
网络首发地址：https：/link.cnki.net/urlid/11.1882.TV.20251119.2000.001
基金项目：国家自然科学基金项目（U2243238，U2243237，U2443222）； 国家重点研发计划课题（2023YFC3209304）
作者简介：程亦菲（1997—），博士后，主要从事河流动力学研究。E-mail：chengyf@whu.edu.cn
通信作者：夏军强（1974—），教授，主要从事河流动力学研究。E-mail：xiajq@whu.edu.cn
— 1443 —