浑河闸下游河道冲刷分析

2014-03-22陈立新王曙光陈晓清

东北水利水电 2014年1期

关键词：主槽大伙房浑河

陈立新，王曙光，陈晓清

（1.辽宁省大伙房水库管理局，辽宁抚顺 113000；2.辽宁省水文局抚顺分局,辽宁抚顺 113000）

浑河闸下游河道冲刷分析

陈立新1，王曙光2，陈晓清2

（1.辽宁省大伙房水库管理局，辽宁抚顺 113000；2.辽宁省水文局抚顺分局,辽宁抚顺 113000）

浑河闸下游河道下切严重，文章利用观测资料对 1995 年特大洪水及其前后的浑河闸下游河道进行冲刷分析，得出浑河闸下游河道下切主要是洪水冲刷和下游采砂形成的，2007年以后洪水冲刷是河道下切的主要原因。

浑河闸；河道；“95”洪水；冲刷

浑河闸位于浑河中下游，距大伙房水库 75 km，坐落沈阳市铁西区后谟家堡村，控制流域面积 7 919 km2，以灌溉供水为主，灌溉面积 5.4 万 hm2，多年平均流量 35.86 m3/s。20 世纪 80 年代初，浑河闸上下游河道为浑河自然比降，浑河闸上下游河底高程基本相同，在经历 1995 年特大洪水和 2005 年洪水后，浑河闸下游河道下切严重，浑河闸上游河底高程 30.5m，下游河底高程 20 m，相差达 10 m以上，对形成原因做如下分析。

1 水沙条件

浑河是一条含沙量较小的河流，抚顺以上干流有大伙房水库控制。大伙房水库以下至沈阳浑河闸段有抚顺和沈阳两个水文站，浑河闸以下河段有较完整测沙资料的站为邢家窝堡站。抚顺站自 1956 年开始测流；沈阳站自 1955 年后始有测沙资料，但 1955 年和 1956 年仅 7—8 月有流量、含沙量测验。两站部分年份缺测，缺测部分利用其年径流与输沙量相关关系进行插补（资料统计由 1959 年至 2001年）。抚顺站年输沙量为沈阳站的 54.5%，沈阳站年输沙量为邢家站的 66.3%。这一结果反映了大伙房水库建成后，下游泥沙来源的特点是3站多年平均输沙量沿程增加，含沙量沿程也是增加的，说明区间洪水含沙量要大于干流含沙量。

2 “95”洪水前河道冲刷分析

20 世纪 80 年代初，浑河沈阳城市段河道受人为影响较小，可视为自然状态。经过 70 年代连续枯水年，河道过流断面较小，河道属于多江心滩的分岔型河道。河床比降较陡，河道较顺直。在全段河道上因有 12 座桥梁和 6 座闸坝形成控制节点，河道平面变形不大，主槽宽一般为 200～300m，局部河段略宽。发生大洪水时，因浑河左岸无堤，水面宽最大可达 4 714m。

80 年代至 90 年代初，浑河沈阳段采砂主要集中在浑河闸以上河段，浑河闸以下采砂范围较小，采挖强度相对不大。

分析浑河闸下游不同年份的河底最深点纵断，1990 年与 1982 年相比，闸下至大埃金（H 45）断面沿程有所冲深，但冲深不大。闸下 3 010m（H 50）断面冲深 1.31m，并向下游递减，至大埃金（H45）断面与 1982 年河底高程基本一致。大埃金（H 45）断面至灯塔东七台子村南（H30）断面间河段基本平衡，以下至三岔河段有冲有淤，幅度不大。

分析浑河闸下游不同年份的河道横断面成果，1990 年与 1982 年相比，主槽的断面形态包括主槽的宽、深及面积变化均不大。

浑河闸以上沈阳河段，根据现掌握的 1982 年以后的资料分析，沈阳段河床一直在下切，至“95”洪水前，河床下切已非常剧烈。而同期沈阳以下浑河河道虽在 1985 和1986 年洪水中有所冲深，除弯道段外，冲深幅度不大。分析1988 年实测横断面，平均主槽面积为 1 296 m2，而 1982 年的平均断面积为 926 m2，扩大了 1.4 倍。至 1995 年洪水前市区段河道已发生了巨大的变化，原多江心滩的分岔型河道已基本归于单一河槽。

3 “95”洪水河道冲刷分析

1995 年 7 月下旬，浑河流域遭受大暴雨袭击，发生了有历史记录以来的最大洪水。抚顺站实测洪峰流量 6 050 m3/s，沈阳站实测洪峰流量 5 010m3/s 。“95”特大洪水造成了整个浑河大伙房以下河道的普遍冲刷，抚顺、沈阳城市段河道冲刷均非常剧烈，下游农村段也普遍冲刷。

从不同年份的纵断、横断成果来看，“95”洪水后的1996 年地形较 1990 年地形变化较大。浑河闸下至侯家堡（H44）断面河道下切最为严重，如闸下 3 010 m（H50）断面最深点下切了 6.85 m、大埃金（H 45）断面也下切了 4.75 m。朴坨子（H 41）～朱据敬老院（H32）河段河道冲刷下切较弱。从横断面看，经过“95”洪水，与 90 年断面相比，一些断面主槽有明显的拓宽；如王纲堡桥（H 40）断面主槽基本右移变化剧烈；也有一些断面平面形态较稳定，没有明显的横向变形。

从河道输沙分析，95 年抚顺站实测悬移质输沙量为80.5 万 t、沈阳站实测悬移质输沙量为 301 万 t、邢家窝堡站实测悬移质输沙量为 307.5 万 t，其中沈阳和邢家窝堡站的悬移质输沙量仅次于 1960 年的量，为实测系列第二和第三大输沙年。但从沙量平衡分析，抚顺～沈阳段发生了剧烈冲刷，而沈阳站以下至邢家窝堡段则基本平衡。一方面是主槽冲刷，滩地淤积的交换，另外还有区间沙量的平衡作用。但闸下河段的河床下切实际状况与沙量平衡的成果仍存在矛盾，因此认为闸下河床的下切是自 1990—1996 年累积形成的，其中包括了“95”洪水的冲刷作用。东七台子北（H 31）断面以下至三岔河段非采砂区的冲刷则表明大洪水对河道演变的重要影响和作用。因此，“95”大洪水对沈阳河段的河床下切作用巨大。

4 “95”洪水后河道冲刷原因分析

“95”洪水后，从河道输沙分析，浑河闸下河段冲淤量不大。由于“95 洪水”冲刷造成抚顺、沈阳河段的河床下切严重，加之抚顺沈阳段修建了大量的拦河工程，使得浑河原本较小的来沙量又沿程被拦截，通过浑河闸下泄的小洪水的含沙量变得更小，这也加剧了浑河闸下游河道的冲刷。

从纵断面套绘成果看，1996—2005 年闸下（H 51）至大埃金（H45）断面河段的河床发生了剧烈下切，平均下切7.71m，最大冲深 11.4m。见表 1。

表 1 浑河闸下 1996—2005 年河底高程比较表

从横断面套绘看，闸下（H 51）至大埃金（H 45）河段内地形较 1990 年地形变化较大，主槽有较大幅度展宽，主槽断面面积亦大幅度增加。自 1981 年以来，6 条横断面的主槽面积逐年扩大，平均主槽面积由 1981 年的 1 473 m2扩大到 2005 年的 3 588 m2，扩大了 2 114 m2，扩幅达 2.44倍。其中 1996 年以后增幅更为明显，2005 年主槽面积是1996 年的 1.89 倍。见表 2。