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        渭河下游近期沖淤情勢分析

        2015-12-15 06:54:12趙凱云
        地下水 2015年3期
        關(guān)鍵詞:華縣潼關(guān)渭河

        趙凱云

        (陜西省江河水庫管理局,陜西 西安710016)

        1 渭河下游概況

        渭河是黃河的第一大支流,發(fā)源于甘肅省渭源縣鳥鼠山,流經(jīng)甘肅、寧夏和陜西省,在陜西省潼關(guān)縣港口鎮(zhèn)附近匯入黃河,流域面積13.48 km2,干流全長818 km。咸陽隴海鐵路橋至入黃口為渭河下游,河道長208 km。

        渭河下游的支流屬于不對稱水系,左岸支流源遠(yuǎn)流長,主要有涇河、石川河和北洛河,主要流經(jīng)黃土高原區(qū),洪枯流量相差大,洪水泥沙含量大,是渭河下游主要的來沙區(qū);渭河下游右岸支流多而短,發(fā)源于秦嶺北麓的土石山區(qū),河道比降大,但洪水泥沙含量小,渭河下游右岸支流主要有灃河、灞河、尤河、赤水河、遇仙河、石堤河、羅紋河、羅敷河、柳葉河、長澗河等。

        渭河下游的河型分為三種:咸陽隴海鐵路橋至耿鎮(zhèn)為游蕩型河道,耿鎮(zhèn)至赤水河口為游蕩型向彎曲型的過渡型河道,赤水河口至渭河入黃口為蜿蜒型彎曲河道。渭河下游河道比降從上到下由大變小,比降從6.5到至1.0左右。三門峽水庫建成運(yùn)用以來,渭河下游成為水庫的淹沒區(qū)和影響區(qū),兩岸均建有防洪大堤,河道內(nèi)建有多處河道工程。渭河下游河道泥沙淤積嚴(yán)重,直接影響到渭河下游的泄洪能力。

        渭河下游干流上設(shè)有多處水文站,咸陽水文站為渭河下游的進(jìn)口站,渭河干流上還設(shè)有臨潼水文站和華縣水文站,主要支流涇河上設(shè)有張家山等水文站。為觀測三門峽水庫運(yùn)用期渭河下游的沖淤變化,在渭河下游共設(shè)立淤積觀測斷面56條,為渭河下游的沖淤情況分析積累了寶貴的資料。

        2 渭河下游近期沖淤情況及其分析

        2.1 渭河下游的沖淤情況

        根據(jù)實(shí)測淤積資料統(tǒng)計(jì),渭河下游不同時(shí)期的沖淤情況列于表1。

        從表1中看出,在21世紀(jì)以前,渭河下游共淤積泥沙12.539 9億 m3,各河段均為淤積,渭淤10斷面(華縣)以下共淤積 8.791 0億 m3,占渭河下游總淤積量的 70.1%。2000年以來,渭河下游總體是沖刷的,共沖刷泥沙1.650 3億 m3,除渭淤10~26斷面河段淤積泥沙0.194 4億 m3外,其余河段均為沖刷,特別是渭淤26~37斷面河段(臨潼以上)沖刷泥沙 1.140 5億 m3,占渭河下游總沖刷量的69.1%。因此,近期渭河下游河道以沖刷為主要趨勢。

        表1 渭河下游不同時(shí)期沖淤情況統(tǒng)計(jì)表

        2.2 渭河下游沖淤部位分析

        自1960年三門峽建成運(yùn)用以來,渭河下游共淤積泥沙10.889 6億 m3,各斷面間的沖淤情況詳見圖1。

        圖1 1960-2013年渭河下游各斷面間累計(jì)沖淤量圖

        從圖中看出,第一,渭河下游在渭淤26斷面(臨潼)以下河段為淤積,以上河段為沖刷;第二,在渭淤26斷面以下淤積河段,其下游斷面間的淤積量大,從下游向上游有逐漸減小的趨勢,具有水庫溯源淤積的特性,到目前為止,僅從淤積方面分析,三門峽水庫在渭河下游的淤積末端在臨潼水文站附近。

        近期(2000~2013年)渭河下游共沖刷泥沙1.650 3億m3,各斷面間的沖淤情況詳見圖2。

        圖2 2000-2013年渭河下游各斷面間累計(jì)沖淤量圖

        從圖中看出,在渭河下游渭淤10斷面(華縣)以下河段,除渭淤5~6斷面間略有淤積外,其余各斷面間均為沖刷;在渭淤10~26斷面(華縣~臨潼)河段,除個(gè)別斷面間略有沖刷外,大部分河段為淤積;在渭淤26斷面以上河段,各斷面間均為沖刷。不難看出,近期渭河下游形成上下沖中間淤的格局。

        3 渭河下游近期河道沖刷的因素分析

        3.1 潼關(guān)高程對渭河下游河道沖刷的影響

        潼關(guān)河床斷面處于黃、渭、洛河交匯處的下游,是一個(gè)天然的卡口,潼關(guān)河床的高低起著局部侵蝕基準(zhǔn)面的作用。潼關(guān)河床高程(簡稱潼關(guān)高程)的高低用潼關(guān)[六]斷面1 000 m3/s的水位表示。點(diǎn)繪三門峽水庫建成運(yùn)用以來渭河下游歷年的累計(jì)淤積量與歷年潼關(guān)高程過程線圖,如圖3所示。從圖中看出,三門峽水庫建成運(yùn)用以來,隨著潼關(guān)高程的不斷抬升,渭河下游泥沙淤積不斷發(fā)展,潼關(guān)高程的升降與渭河下游的沖淤其趨勢是基本上一致的。1999年汛后,潼關(guān)高程為328.12 m,渭河下游累計(jì)淤積泥沙 12.539 9億 m3,2000年以來,潼關(guān)高程有升有降,但以下降為主要趨勢,到2013年汛后,潼關(guān)高程為327.50 m,該時(shí)期潼關(guān)高程下降0.62 m,而該時(shí)期渭河下游沖刷泥沙1.650 3億 m3,不難看出,近期潼關(guān)高程的下降對渭河下游的河道沖刷是有一定影響的。

        圖3 渭河下游累計(jì)淤積量與潼關(guān)高程變化圖

        3.2 有利的水沙條件對渭河下游河道沖刷的影響

        三門峽水庫建成以來,經(jīng)過蓄水運(yùn)用和滯洪排沙運(yùn)用,于1973年汛后開始全年控制運(yùn)用。三門峽水庫全年控制運(yùn)用以來,渭河下游不同時(shí)期的沖淤量和華縣的水沙量列于表2。

        表2 渭河下游不同時(shí)段華縣站水沙量及沖淤量統(tǒng)計(jì)表

        華縣站多年平均水量為64.94億 m3,多年平均沙量為2.88億 t。從表2中看出,在1974~1985年華縣水沙量均偏豐,其來沙系數(shù)為0.041,渭河下游沖刷 0.627 9億 m3,1986~2002年屬枯水平沙時(shí)期,其來沙系數(shù)為0.055,該時(shí)期河道淤積3.533億 m3。2003~2013年屬平水枯沙時(shí)期,其來沙系數(shù)為0.020,該時(shí)期河道沖刷2.322億 m3。因此,渭河下游近期來沙量小,其來沙系數(shù)為各個(gè)時(shí)期的最小值,更有利于渭河下游的河道沖刷。

        根據(jù)渭河下游實(shí)測資料分析,渭河下游由于來水的區(qū)域不同,其洪水的水沙條件亦不相同,當(dāng)以渭河干流和南山支流來水為主時(shí),其洪水的含沙量較小,當(dāng)以涇河來水為主時(shí)含沙量較大。從近期(2000~2013年)渭河下游的洪水來看,以華縣站洪峰流量大于1 000 m3/s,渭河下游共發(fā)生36場洪水,其中大于渭河下游主槽過洪能力的洪水共出現(xiàn)4場,最大一場洪水發(fā)生于2011年,華縣站最大洪峰流量5 050 m3/s,洪水過程中的最大含沙量僅12.8 kg/m3,為渭河干流及南山支流來水,其余3場洪水亦為渭河干流及南山支流來水。以涇河來水為主的洪水僅出現(xiàn)5場,但洪峰流量均不大,最大一場洪水發(fā)生于2010年8月11日,華縣站洪峰流量1 270 m3/s,洪水過程中的最大含沙量高達(dá)566 kg/m3,涇河來水為主的洪水均未漫灘,不會(huì)給灘地帶來淤積,沖淤僅限于主槽內(nèi)。不難看出,近期渭河下游的水沙條件是極為有利的。

        在渭河下游的上段由于來水的含沙量小,加之河道比降大,經(jīng)過多場洪水河道產(chǎn)生較大的沖刷,在渭河下游的下段,由于潼關(guān)高程的下降,更有利于渭河下游的溯源沖刷,從而形成近期渭河下游上下沖中間淤的格局。

        4 結(jié)語

        近期渭河下游河道總的來講是以沖刷為主要趨勢,2000~2013年渭河下游共沖刷泥沙1.650 3億 m3,形成上下沖中間淤的格局,在臨潼水文站以上河段呈現(xiàn)全河段沖刷的態(tài)勢,目前三門峽水庫在渭河下游溯源淤積末端在臨潼水文站附近。近期渭河下游河道的沖刷,有利于渭河下游洪水的渲泄。根據(jù)實(shí)測資料分析,近期渭河下游河道沖刷主要是有利的水沙條件和潼關(guān)高程的降低。

        目前渭河下游仍淤積泥沙10.889 6億 m3,臨潼站以下河段為全河段淤積,淤積的重心仍在華縣以下河段,渭河下游泥沙淤積仍然是嚴(yán)重的。因此建議應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化三門峽水庫的運(yùn)用方式,必要時(shí)應(yīng)采取如清淤等的工程措施,使潼關(guān)高程穩(wěn)定下降,以減少渭河下游的淤積量,更有利于渭河下游洪水的渲泄。

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