沁河口河段主流线变化分析

2012-10-26郑州大学水利与环境学院

河南科技 2012年9期

郑州大学水利与环境学院邹磊夏凡

沁河口河段主流线变化分析

郑州大学水利与环境学院邹磊夏凡

沁河是黄河下游的一条支流，是三门峡至花园口区间洪水的主要来源之一。沁河水系年降水量受当地气候和地形影响，分布极不均匀，且年际变化幅度较大。沁河下游系重要防洪河段，全长89.5 km，两岸堤距600～1 500 m，目前的设防标准为防御小董站4 000 m3/s的洪水。沁河水沙量年际变化大，年内分配不均匀，含沙量变化幅度大。小董站实测最大洪峰流量为4 130 m3/s（1982年8月2日），实测最大含沙量为103 kg/m3（1961年8月14日）。沁河下游河道为复式断面，据1999年汛前实测大断面资料统计，五龙口至小董滩槽高差为0.5～2.5 m，小董至沁河口滩槽高差为0.5～2.0 m。沁河下游河道特征见表1。

表 1 沁河下游河道特征

一、沁河口河段防洪形势

沁河口东关险工以下至新孟公路桥河段，河道走向为东西向；新孟公路桥以下河段，河道内水流走向自上而下基本上由东西转向南北流动。河道内水流不仅受大堤走向约束，还受河道工程控制，该河段主流线流向变化上游受东关险工控制，下游受南贾险工及方陵险工控制。此外，笔者还与沁河入黄河口门处花坡堤险工控制密切相关。

二、主流线变化分析

整个沁河下游从河流形态和其动态特征看，属不稳定的弯曲性河道。典型年份桥渡河段主流线变化如图1所示。结合图1，笔者对新孟公路桥位置主流线变化进行以下分析：

1.东关险工以上，受1981年杨庄改道工程影响，主流线走向变化较大。东关险工以下，上游来流紧靠东关险工，经工程调整后沿老河槽下泄，新孟公路桥以上河势变化不大，主流线在河道内没有出现大幅度摆动，但在新孟公路桥上下范围主流仍有一定摆动，从该河段主流线图还可看出，新孟公路桥以下河道水流仍比较散乱，主流线摆动较大，主流线摆幅达300～900 m。

2.1982 年以前，桥位处主流线位置基本靠中部偏右（西）岸行走。从图1-a可以看出，1964年桥位处主流线基本走中间，到1972年汛前时主流线则又偏向河道右（西）岸，主流线距右岸大堤距离约占大堤间距的1/3，至1982年时主流线仍走在中部偏右（西）位置，主流线与桥位斜交并有一定的夹角。

3.1982 年以后，桥位处主流线走势位于河道中部偏左（东）岸行走。由图1-b可以看出，1982年汛后，桥位附近主流线仍有一定范围的左右摆动，但桥位处主流线（河槽）基本位于河道中部，与桥位线基本正交，夹角较小。

图 1 典型年份桥渡河段主流线变化

三、发生大洪水时主流变化分析

沁河20年一遇洪水流量为4 000 m3/s，100年一遇洪水流量为7 000 m3/s。当发生上述洪水时，根据河段主流线变化分析可知，该河段的河势仍有出现一定横向摆动的可能，且流向与新孟公路桥轴线会有一定夹角。当流向与桥轴线存在一定夹角时，桥墩的阻水及部分挑溜作用将会使附近河段的水流方向产生变化，从而引起新孟公路桥以下主流线上提下挫，继而造成大堤局部着溜；同时，主流线的上提下挫还可能会影响到桥下游南贾险工（左岸）及方陵险工（右岸）靠溜的变化。此外，上述主流线的变化还有可能会引起沁河口花坡堤险工的靠溜位置变化，从而改变或调整沁河入黄的水流方向。若此时沁河发生大洪水，进而有可能引起黄河下游局部河段水流的变化。