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渭河下游近期冲淤情势分析

2015-12-15赵凯云

地下水 2015年3期
关键词:华县潼关渭河

赵凯云

(陕西省江河水库管理局,陕西 西安710016)

1 渭河下游概况

渭河是黄河的第一大支流,发源于甘肃省渭源县鸟鼠山,流经甘肃、宁夏和陕西省,在陕西省潼关县港口镇附近汇入黄河,流域面积13.48 km2,干流全长818 km。咸阳陇海铁路桥至入黄口为渭河下游,河道长208 km。

渭河下游的支流属于不对称水系,左岸支流源远流长,主要有泾河、石川河和北洛河,主要流经黄土高原区,洪枯流量相差大,洪水泥沙含量大,是渭河下游主要的来沙区;渭河下游右岸支流多而短,发源于秦岭北麓的土石山区,河道比降大,但洪水泥沙含量小,渭河下游右岸支流主要有沣河、灞河、尤河、赤水河、遇仙河、石堤河、罗纹河、罗敷河、柳叶河、长涧河等。

渭河下游的河型分为三种:咸阳陇海铁路桥至耿镇为游荡型河道,耿镇至赤水河口为游荡型向弯曲型的过渡型河道,赤水河口至渭河入黄口为蜿蜒型弯曲河道。渭河下游河道比降从上到下由大变小,比降从6.5到至1.0左右。三门峡水库建成运用以来,渭河下游成为水库的淹没区和影响区,两岸均建有防洪大堤,河道内建有多处河道工程。渭河下游河道泥沙淤积严重,直接影响到渭河下游的泄洪能力。

渭河下游干流上设有多处水文站,咸阳水文站为渭河下游的进口站,渭河干流上还设有临潼水文站和华县水文站,主要支流泾河上设有张家山等水文站。为观测三门峡水库运用期渭河下游的冲淤变化,在渭河下游共设立淤积观测断面56条,为渭河下游的冲淤情况分析积累了宝贵的资料。

2 渭河下游近期冲淤情况及其分析

2.1 渭河下游的冲淤情况

根据实测淤积资料统计,渭河下游不同时期的冲淤情况列于表1。

从表1中看出,在21世纪以前,渭河下游共淤积泥沙12.539 9亿 m3,各河段均为淤积,渭淤10断面(华县)以下共淤积 8.791 0亿 m3,占渭河下游总淤积量的 70.1%。2000年以来,渭河下游总体是冲刷的,共冲刷泥沙1.650 3亿 m3,除渭淤10~26断面河段淤积泥沙0.194 4亿 m3外,其余河段均为冲刷,特别是渭淤26~37断面河段(临潼以上)冲刷泥沙 1.140 5亿 m3,占渭河下游总冲刷量的69.1%。因此,近期渭河下游河道以冲刷为主要趋势。

表1 渭河下游不同时期冲淤情况统计表

2.2 渭河下游冲淤部位分析

自1960年三门峡建成运用以来,渭河下游共淤积泥沙10.889 6亿 m3,各断面间的冲淤情况详见图1。

图1 1960-2013年渭河下游各断面间累计冲淤量图

从图中看出,第一,渭河下游在渭淤26断面(临潼)以下河段为淤积,以上河段为冲刷;第二,在渭淤26断面以下淤积河段,其下游断面间的淤积量大,从下游向上游有逐渐减小的趋势,具有水库溯源淤积的特性,到目前为止,仅从淤积方面分析,三门峡水库在渭河下游的淤积末端在临潼水文站附近。

近期(2000~2013年)渭河下游共冲刷泥沙1.650 3亿m3,各断面间的冲淤情况详见图2。

图2 2000-2013年渭河下游各断面间累计冲淤量图

从图中看出,在渭河下游渭淤10断面(华县)以下河段,除渭淤5~6断面间略有淤积外,其余各断面间均为冲刷;在渭淤10~26断面(华县~临潼)河段,除个别断面间略有冲刷外,大部分河段为淤积;在渭淤26断面以上河段,各断面间均为冲刷。不难看出,近期渭河下游形成上下冲中间淤的格局。

3 渭河下游近期河道冲刷的因素分析

3.1 潼关高程对渭河下游河道冲刷的影响

潼关河床断面处于黄、渭、洛河交汇处的下游,是一个天然的卡口,潼关河床的高低起着局部侵蚀基准面的作用。潼关河床高程(简称潼关高程)的高低用潼关[六]断面1 000 m3/s的水位表示。点绘三门峡水库建成运用以来渭河下游历年的累计淤积量与历年潼关高程过程线图,如图3所示。从图中看出,三门峡水库建成运用以来,随着潼关高程的不断抬升,渭河下游泥沙淤积不断发展,潼关高程的升降与渭河下游的冲淤其趋势是基本上一致的。1999年汛后,潼关高程为328.12 m,渭河下游累计淤积泥沙 12.539 9亿 m3,2000年以来,潼关高程有升有降,但以下降为主要趋势,到2013年汛后,潼关高程为327.50 m,该时期潼关高程下降0.62 m,而该时期渭河下游冲刷泥沙1.650 3亿 m3,不难看出,近期潼关高程的下降对渭河下游的河道冲刷是有一定影响的。

图3 渭河下游累计淤积量与潼关高程变化图

3.2 有利的水沙条件对渭河下游河道冲刷的影响

三门峡水库建成以来,经过蓄水运用和滞洪排沙运用,于1973年汛后开始全年控制运用。三门峡水库全年控制运用以来,渭河下游不同时期的冲淤量和华县的水沙量列于表2。

表2 渭河下游不同时段华县站水沙量及冲淤量统计表

华县站多年平均水量为64.94亿 m3,多年平均沙量为2.88亿 t。从表2中看出,在1974~1985年华县水沙量均偏丰,其来沙系数为0.041,渭河下游冲刷 0.627 9亿 m3,1986~2002年属枯水平沙时期,其来沙系数为0.055,该时期河道淤积3.533亿 m3。2003~2013年属平水枯沙时期,其来沙系数为0.020,该时期河道冲刷2.322亿 m3。因此,渭河下游近期来沙量小,其来沙系数为各个时期的最小值,更有利于渭河下游的河道冲刷。

根据渭河下游实测资料分析,渭河下游由于来水的区域不同,其洪水的水沙条件亦不相同,当以渭河干流和南山支流来水为主时,其洪水的含沙量较小,当以泾河来水为主时含沙量较大。从近期(2000~2013年)渭河下游的洪水来看,以华县站洪峰流量大于1 000 m3/s,渭河下游共发生36场洪水,其中大于渭河下游主槽过洪能力的洪水共出现4场,最大一场洪水发生于2011年,华县站最大洪峰流量5 050 m3/s,洪水过程中的最大含沙量仅12.8 kg/m3,为渭河干流及南山支流来水,其余3场洪水亦为渭河干流及南山支流来水。以泾河来水为主的洪水仅出现5场,但洪峰流量均不大,最大一场洪水发生于2010年8月11日,华县站洪峰流量1 270 m3/s,洪水过程中的最大含沙量高达566 kg/m3,泾河来水为主的洪水均未漫滩,不会给滩地带来淤积,冲淤仅限于主槽内。不难看出,近期渭河下游的水沙条件是极为有利的。

在渭河下游的上段由于来水的含沙量小,加之河道比降大,经过多场洪水河道产生较大的冲刷,在渭河下游的下段,由于潼关高程的下降,更有利于渭河下游的溯源冲刷,从而形成近期渭河下游上下冲中间淤的格局。

4 结语

近期渭河下游河道总的来讲是以冲刷为主要趋势,2000~2013年渭河下游共冲刷泥沙1.650 3亿 m3,形成上下冲中间淤的格局,在临潼水文站以上河段呈现全河段冲刷的态势,目前三门峡水库在渭河下游溯源淤积末端在临潼水文站附近。近期渭河下游河道的冲刷,有利于渭河下游洪水的渲泄。根据实测资料分析,近期渭河下游河道冲刷主要是有利的水沙条件和潼关高程的降低。

目前渭河下游仍淤积泥沙10.889 6亿 m3,临潼站以下河段为全河段淤积,淤积的重心仍在华县以下河段,渭河下游泥沙淤积仍然是严重的。因此建议应进一步优化三门峡水库的运用方式,必要时应采取如清淤等的工程措施,使潼关高程稳定下降,以减少渭河下游的淤积量,更有利于渭河下游洪水的渲泄。

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