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渭河下游近期冲淤情势分析

2013-09-05蒋亚萍

地下水 2013年5期
关键词:临潼潼关渭河

蒋亚萍

(陕西省三门峡库区水文水资源局,陕西渭南 714000)

渭河下游近期冲淤情势分析

蒋亚萍

(陕西省三门峡库区水文水资源局,陕西渭南 714000)

渭河是黄河的最大支流,渭河下游是三门峡水库建库以来的淹没区和影响区,泥沙淤积严重,给陕西关中东部的防洪带来不利的影响。对21世纪以来渭河下游的冲淤情况,影响河道冲淤的影响因素进行分析,提出减缓渭河下游泥沙淤积。降低潼关高程,以利下游河道冲刷,加强河道冲淤和河势观测工作,为度汛预案提供依据。

冲淤;分析;渭河下游

渭河是黄河最大的支流,发源于甘肃渭源县鸟鼠山,流经甘肃、宁夏、陕西三省(区),于陕西省潼关县港口附近汇入黄河,流域面积13.48 km2干流全长818 km.咸阳陇海铁路桥至入黄口208 km称渭河下游。

渭河下游支流较多,右岸支流密而短,主要有沣河、灞河、沋河、赤水河、罗敷河、长涧河等,均发源于秦岭北麓;左岸支流少而大,主要有泾河和北洛河,是渭河下游泥沙的主要来源区。渭河下游河道开阔,从上段到下段分别为游荡型、过渡型和蜿蜒型河道,河床滩槽分明,滩地广阔。

1960年建成了黄河三门峡水库,渭河下游在三门峡水库建库前是一条冲淤相对平衡的河流,历史上未设堤防。三门峡建库以来,由于水库枢纽泄流排沙能力的限制,库区泥沙淤积迅速发展,地处黄、渭、洛河交汇处下游的潼关高程(1 000 m3∕s的水位)迅速抬升。潼关高程历来是黄、渭、洛河的侵蚀基准面,随着潼关高程的抬升,渭河下游泥沙淤积迅速发展,同流量水位不断抬升,洪涝灾害频繁发生,在渭河下游修建了防洪大堤和河道工程以及排涝工程。随着渭河下游泥沙的大量淤积,淤积部位逐渐向上游延伸,渭河下游成为三门峡水库的淹没区和影响区,渭河下游河道的冲淤既受到来水来沙条件的影响,同时又受到潼关高程升降的影响。

1 渭河下游冲刷与淤积

1.1 1960-2000年的冲淤概况

三门峡水库建成运用以来,水库经过了蓄水拦沙,防洪排沙和蓄清排浑运用方式,其中枢纽进行了两次大的改建,其泄流排沙能力有所增大,但潼关高程仍然居高不下,渭河下游泥沙淤积持续发展,根据实测资料统计,三门峡建库以来至2000年渭河下游共淤积泥沙12.834 1亿m3,各河段的淤积量详见表1。

表1 渭河下游1960-2000年各河段淤积量表

从表中看出,渭河下游在2000年以前共淤积泥沙12.834 1亿m3,其中渭淤10断面(华县)以下淤积量占69.2%,渭淤 10~26断面(华县 -临潼)的淤积量占28.5%,渭淤26~37断面(临潼-咸阳)淤积量仅占2.3%,不难看出,渭河下游河道淤积是严重的,泥沙淤积的重心在华县以下河段,且泥沙淤积向上游呈减少的趋势,说明了渭河下游泥沙淤积主要为水库溯源淤积。

1.2 渭河下游近期的冲刷与淤积

1.2.1 近期冲淤量及分布

本文所指近期为2001-2010年。在该时期,渭河下游总的来讲河道是冲刷的,共冲刷泥沙1.110 6亿m3,各河段的冲淤分布情况列于表2.

表2 渭河下游2001-2010年各河段冲淤分布表

从表2中看出,渭河下游河道近期主要以冲刷为主要趋势,其冲刷的部位主要在华县以下和临潼以上河段,而华县-临潼河段仍然为淤积,特别在临潼-咸阳河段冲刷泥沙达0.862 9亿m3,为多年以来之少见,因此渭河下游在近期出现两头冲中间淤的冲淤格局。

1.2.2 渭河下游淤积末端的变化

在河道修建拦河建筑物后河道产生溯源淤积的最远点称之为淤积末端,三门峡水库建成运用以来,库区淤积严重,在渭河下游泥沙逐渐向上游发展,淤积末端逐渐向上游延伸。根据三门峡建库以来渭河下游各断面的淤积测验资料分析,其累计淤积量在河道的断面间出现冲刷时,而该断面下游为全部淤积,则该处为其淤积末端,淤积末端随着河道的冲淤变化而进退。渭河下游近期的淤积末端变化情况列于表3。

表3 渭河下游近期淤积末端变化表

从表3中看出,渭河下游近期随着河道的冲刷,特别是在临潼以上河段冲刷量较大,渭河下游的淤积末端逐渐向下游后退,2001年在渭淤34断面,而2010年已后退到渭淤27断面,即高陵耿镇渭河大桥下游附近。

1.2.3 渭河下游河床质的变化

渭河下游的河床质随着河道比降和河道的冲淤变化而变化。渭河下游的河道比降具有上大下小的显著特征,在西安咸阳河段的河道比降为6.3左右,而在渭河的尾闾段河道比降1.0左右。根据2008~2010年的实测资料分析,在渭河下游的西安咸阳河段的河床质平均中数粒径为0.528 mm,渭南河段的河床质中数粒径为0.116 mm,在华县河段的河床质平均中数粒径为0.075 9 mm,因此,渭河下游从上至下具有河床质逐渐减小的显著特征。

从上面的近期冲淤情况分析可知,渭河下游近十年来河道冲刷1.1106亿m3,冲刷的重点河段为咸阳-临潼河段,其冲刷泥沙0.862 9亿m3,本文统计了渭河下游1991-1993年和2008-2010年西安咸阳河段渭淤32~35断面间的河床质粒径情况,列于表4.

表4 渭淤32-35断面河段河床质变化表

从表4中看出,在渭河下游的西安咸阳河段由于近期河道产生较大的冲刷,经与90年代典型时段的比较,河床质出现严重粗化现象,其他冲刷河段也有类似的现象。渭河下游近期河床质变粗,进一步论证了渭河下游河道冲刷的结果。

2 河道冲刷影响因素分析

2.1 渭河下游的水沙条件影响

根据实测资料分析,渭河下游的水量主要来源于渭河干流及其南山支流,而渭河下游的泥沙主要来源于泾河流域。渭河下游的冲淤特性是河道主槽有冲有淤,当水沙条件有利时主槽冲刷,水沙条件不利时主槽淤积,而河道滩面只淤不冲。

近10年来,临潼站年最大流量大于2 000 m3/s的有3年,2003年临潼站最大洪峰流量5 090 m3/s,相应咸阳站最大洪峰流量5 170 m3/s;2005年临潼站最大洪峰流量5 270 m3/s,相应咸阳站最大洪峰流量3 130 m3/s;2010年临潼站最大洪峰流量2 800 m3/s,相应咸阳站最大洪峰流量1 440 m3/s.因此,近10年来,渭河下游的较大洪水主要来源于咸阳以上的干支流,由于含沙量较小,对渭河下游的滩面不会带来较大的淤积,河道冲淤主要发生在主槽内。其余年份渭河下游的洪水量级均较小,且多为渭河干流南山支流来水,加之泾河近期未出现较大洪水,对主槽的冲刷影响较大。不难看出,渭河下游近期河道以冲刷为主要趋势,主要是近期渭河下游的水沙条件较为有利。

2.2 潼关高程的影响

潼关高程历来是渭河下游的局部侵蚀基准面,它的升降对渭河下游的冲淤影响较大,近10年来,地处渭河入黄口下游附近的潼关高程的变化情况见图1.

图1 2001-2002年潼关高程变化图

从图中看出,2001年汛后潼关高程为328.23 m,2002年汛后潼关高程抬升至328.78 m,为多年以来的最高值,2003年由于三门峡水库非汛期控制运用水位318 m和汛期洪水期敞泄,平水期控制运用的运用方式以及实施适当的工程措施,从2003年开始潼关高程有所下降,到2010年汛后潼关高程为327.76 m,在此期间潼关高程有升有降,但以下降为主要趋势,共下降0.47 m,因此,潼关高程的缓慢下降对渭河下游河道的冲刷创造了有利的条件,在近十年来,华县以下河段为冲刷,共冲刷泥沙0.6907亿m3。

2.3 河道采砂对渭河下游减淤的作用

进入21世纪以来,为规范河道的采砂行为,科学合理的开采砂石资源,在渭河下游编制了河道采砂规划,河道管理部门加强了对河道采砂的管理。根据采砂规划每年渭河下游的采砂量达数百万m3,特别在西安临潼河段的采砂规模较大,这对渭河下游的河道减淤也有一定的作用。

3 结论与建议

渭河下游近10年来河道产生冲刷,其冲刷泥沙1.110 6亿m3,呈现出上下冲中间淤的格局,三门峡水库在渭河下游的淤积末端已后退在渭淤27断面附近(耿镇渭河大桥下游),河床质泥沙粒径粗化。根据初步分析主要是近期水沙条件较为有利,潼关高程以下降为主要趋势,对渭河下游河道的冲刷创造了条件,加之渭河下游的采砂对河道的冲刷也有一定的作用。但是如果遇不利的水沙条件,渭河下游仍然会加重河道泥沙淤积,为此提出如下建议:

(1)继续采取有力措施,降低潼关高程。虽然近10年来潼关高程有所下降,但下降幅度较小。为此建议有关部门进一步优化三门峡水库的运用方案,使潼关高程大幅度下降,以利渭河下游的河道冲刷,减轻渭河下游的防洪压力。

(2)加强渭河下游的河道冲淤和河势观测工作。河道冲淤直接关系到同流量水位的升降,河势变化直接影响到防洪工程的安全,加强渭河下游的河道冲刷和河势观测工作,以为科学合理的制定渭河下游度汛预案提供科学的依据。

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2013-05-20

蒋亚萍(1974-),女,陕西渭南人,工程师,主要从事水文泥沙监测工作。

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