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三门峡库区近期入库水沙及渭河下游河道变化分析

2015-07-25◎王

陕西水利 2015年4期
关键词:华县减幅沙量

◎王 冰

1 近期入库水沙条件分析

1.1 龙、华、河、状入库水沙

整理近九年来龙门、华县、河津、状头、潼关等水文站的水沙资料,与多年特别是20世纪90年代以来水沙系列对比分析。

2002 年~2011年汛后龙华河状四站入库水、沙量统计见表1。九年平均入库水量243.3亿m3、沙量2.626亿t,平均含沙量10.8kg/m3,平均来沙系数0.014。其中汛期水量114.2亿m3、沙量2.265亿t,分别占年水沙量的46.9%、86.3%;非汛期水量129.1亿m3、沙量0.361亿t,分别占年水沙量的53.1%、13.7%。年入库水、沙量与1974年~2002年相比,分别减少71.5亿 m3、6.32亿 t,减幅分别为 22.7%、70.6%;与1986年~2002年相比,分别减少 11.2亿 m3、5.33亿 t,减幅分别为4.4%、67.0%;与1992年~1996年相比,分别减少30.3亿m3、8.48亿t,减幅分别为11.1%、76.3%。汛期入库水、沙量与1974年~2002年相比,分别减少49.9亿m3、5.45亿 t,减幅分别为 30.4%、70.7%;与1986年~2002年相比,水量增加0.12亿m3,沙量减少4.37亿t,沙量减幅为65.9%;与1992年~1996年相比,分别减少 18.16亿 m3、7.73亿 t,减幅分别为13.7%、77.3%。

1.2 潼关站入库水沙

2002 年~2011年汛后潼关站水、沙量统计见表2。九年平均水量231.8亿 m3、沙量 2.62亿 t,平均含沙量11.3kg/m3,平均来沙系数0.015。其中汛期水量 108.5亿 m3、沙量 2.00亿 t,分别占年水沙量的46.8%、76.3%;非汛期水量 123.3亿 m3、沙量 0.617亿 t,分别占年水沙量的53.2%、23.5%。年水、沙量与1974年~2002年相比,分别减少79.7亿 m3、5.85亿 t, 减 幅 分 别 为25.6%、69.1%;与1986年~2002年相比,分别减少 16.5亿 m3、5.8亿 t,减幅分别为6.6%、68.9%;与1992年~1996年相比,分别减少36.7亿m3、5.23亿t,减幅为 13.7%、66.6%。汛期水、沙量与1974年~2002年相比,分别减少54.1亿 m3、4.73亿 t,减幅分别为33.3%、70.3%;与1986年~2002年相比,分别减少2.10亿m3、4.72亿t,减幅分别为1.9%、70.2%;与1992年~1996年相比,分别减少20.6亿m3、4.24亿 t,减幅分别为 16.0%、67.9%。

表1 龙华河状四站近期入库水沙量统计

1.3 渭河华县站水沙

2002 年~2011年汛后华县站水、沙量统计见表3。九年平均水量53.0亿 m3、沙量 1.57亿 t,平均含沙量29.6kg/m3,平均来沙系数 0.176。其中汛期水量35.1亿m3、沙量1.47亿 t,分别占年水沙量的 66.3%、93.6%;非汛期水量 17.9亿 m3、沙量0.103亿 t,分别占年水沙量的33.7%、6.56%。年水、沙量与1974年~2002年相比,分别减少5.12亿m3、1.22亿 t,减幅分别为 8.8%、43.7%;与1986年~2002年相比,水量增加12.1亿m3,沙量减少0.7亿t,沙量减幅为30.8%;与1992年~1996年相比,水量增加10.5亿m3,沙量减少 1.77亿 t,沙量减幅为53%。汛期水、沙量与1974年~2002年相比,分别减少1.07亿m3、0.99亿t,减幅分别为 3.0%、40.2%;与 1986年~2002年相比,水量增加9.9亿m3,沙量减少 1.04亿 t,沙量减幅为58.6%;与1992年~1996年相比,水量增加9.4亿m3,沙量减少0.91亿t,沙量减幅为61.9%。

表2 潼关站近期水沙量统计

表3 华县站近期水沙量统计

2 渭河下游河道变化

2.1 泥沙淤积的分布特点

2002 年汛后至2011年汛后渭河下游的淤积情况见表4。从表中可看出非汛期除2011年外均为冲刷,汛期有冲有淤,至2011年汛后渭河下游共冲刷泥沙2.0845亿m3;主要是2010年冲刷量较大,为1.0278亿m3,其次是 2011年、2005年、2003年,分别冲刷 0.5813亿 m3、0.1775亿 m3、0.1741亿 m3。

图1 2002年10月-2011.11月渭河下游断面淤积分布图

表4 2002年汛后至2011年汛后渭河下游冲淤量统计 单位:亿m3

表5 2003年至2011年汛后渭河下游常水位变化表 单位:m

自2002年汛后三门峡水库实行原型试验监测以来,渭河下游经历了“03·8”、“05·10”、“11·9”洪水,洪水主要来源秦岭北麓南山支流,含沙量小,洪水后渭河下游总的是冲刷的,河槽普遍展宽刷深,基本呈现上、下段冲刷,中间淤积的特点,如图1。

2.2 特征水位与平槽过洪能力

依据2003年~2011年渭河下游各水文水位站实测资料,分析各站汛后常水位(Q=200m3/s)见表5。从表中可以看出,耿镇至临潼河段,常水位总的趁势是降低的,耿镇站降低了1.84m,临潼站降低了1.01m;交口至渭南河段,2003年~2008年常水位是抬升的,抬升值为 0.48m~1.35m,2008年~2011年常水位是下降的,降低值为1.41m~1.94m;华县至陈村河段,2003年~2009年常水位趁势是抬升的,抬升值为0.64m~0.66m,2009年~2011年常水位是下降的,下降值为0.56m~1.36m。

依据水位流量关系分析2003年~2011年汛后临潼、华县站平槽过洪能力,2003年汛后以来,临潼、华县 站平槽过洪能力增大,分别为3500m3/s、3000m3/s左右。

2.3 河势变化

2.3.1 2003 年河势变化

2003 年汛后,河势较汛前发生较大的变化,渭河下游咸阳至泾河入渭口段,河弯变化最为剧烈,水流散乱,主流摆动不定,河弯弯顶淘深,河道较汛前趋于顺直,局部河段有向新弯发展趋势,如柳叶河~长涧河河段形成新弯。

典型河弯变化情况:(1)泾渭汇流区,泾河口上提400m,泾河入渭口北岸塌岸严重,长 150m、宽 30m,“03·8”洪水后在泾渭河汇流区形成一个新的“S”型河弯。(2)张庄险工段(临潼水文站)主流向右岸摆动350m,河道主流顺直,主槽过洪能力增大。(3)渭洛河汇流区:渭河主流向南展宽200m,三河口工程主流下挫1000m,北洛河入渭口向南下移300余m。

图2 2011年汛后华县大荔部分河段河势变化图

2.3.2 2005 年河势变化

渭河下游经2005年汛期洪水后河势发生了较大的变化,主槽拓宽,部分河段主流摆动较大,裁弯取直和上提下挫较多。主槽较汛前拓宽50m~100m。

河势变化特点:(1)主槽摆动大。在渭淤34断面附近,洪水后主流靠近左岸堤防,摆动距离长达1km左右,在卓所河段和正阳河段,主流分别左移700m、500m左右。赤水河口河段主流向右岸摆动30m左右。在大荔河段,主流均左摆,在柳叶河口以东河段主流距移民围堤更近。(2)弯顶上提下挫。如临渭区的梁赵河段,弯顶上提200m;河道弯顶下挫较大的公庄弯顶下挫260m,距大堤仅剩23m。(3)河道出现自然裁弯现象。河道自然裁弯三处,高陵上马渡、临渭区树园、、华县滨坝河段的自然裁弯。水流较为顺直。

2.3.3 2011 年河势变化

全河段总体河势变化明显,西安咸阳段主流普遍右移,高陵以下河段主流普遍左移。河湾普遍发生下挫,主流线顺直。河槽普遍展宽、刷深。河道出现自然裁弯。公庄湾道自然裁弯,槐园弯道有裁弯趋势。

典型河弯变化情况:(1)咸阳西安段,上林大桥处河势南移约200m,沣河入渭口上移至上林大桥上游。(2)高陵临潼河段,泾河在工程上游500m处改道,河口上提约800m。(3)渭南河段,河滩李控导工程处形成新的南北“S”型横河,河岸坎距堤防仅有35m。(4)华县大荔河段,詹刘险工河势继续下挫约80m;大荔朱家工程河势下挫长度约160m;槐元弯道有自然裁弯趋势;陈村工程段河势距堤防25m。(5)华阴潼关河段,北洛险工段河势形成新河湾。公庄弯道自然裁弯,河势由公庄顺接吊桥工程。华县大荔部分河段河势变化见图2。

3 结论与建议

(1)2002年~2011年汛后龙华河状四站入库水、沙量分别为243.3亿 m3、2.626亿 t,是多年均值(1974年~2002年)的77.3%、29.4%,来水接近均值,来沙偏枯;潼关站水、沙量分别为 231.8亿 m3、2.62亿 t,,是多年均值的74.4%、30.9%;华县站水、沙量为53.0亿m3、1.57亿t,是多年均值的91.2%、56.3%。

(2)2002年汛后至2011年汛后渭河下游共冲刷泥沙2.0845亿m3,主要是2010年冲刷量较大,为1.0278亿m3,其次是 2011年、2005年、2003年,分别冲刷 0.5813亿 m3、0.1775亿 m3、0.1741亿 m3。非汛期除2011年外均为冲刷,汛期有冲有淤。

(3)2011年渭河下游各水文、水位站常水位与2002年汛后相比,均是下降的,下降值为 0.59~1.84;2003年至2011年汛后,临潼、华县站平槽过洪能力增大,分别为3500m3/s、3000m3/s左右。

(4)经过“03·8”、“05·10”、“11·9”洪水后,下游河势变化较大。一是主流摆动大。咸阳西安河段,“05·10”洪水后主流在渭淤34断面附近,主流左摆约达1km左右;临潼河段,主流倒向右岸;大荔河段,主流左摆,华阴柳叶河口以东河段主流右靠,距移民围堤更近。二是顶上提下挫。三是自然裁弯三处。四是形成新的河弯。

(5)近期渭河水沙及冲淤使河道条件发生了较大变化,建议开展专题研究,进一步研究变化机理。陕西水利

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