渭河下游来水来沙及冲淤情况分析
2015-07-25刘铁龙张翔宇马雪妍
◎刘铁龙 张翔宇 马雪妍
1 渭河下游的基本情况
渭河下游河段是指从渭河咸阳陇海铁路桥(渭淤37断面)至入黄口的渭河河段,其河长208km,比降较小,水流较缓,河道泥沙淤积严重,属三门峡库区的重要组成部分。
三门峡水库建库前,渭河下游是一条天然的河流,河道两岸未建堤防和河道工程。三门峡水库建成运用后,渭河下游由于泥沙的严重淤积,主槽过洪能力迅速降低,两岸先后修建了堤防和河道工程。2010年,省委、省政府站在全省经济社会发展的高度,在总结以往渭河治理经验的基础上,启动了渭河综合治理工程,目前,渭河下游两岸已全面建成连续堤防,并提高了设防标准。咸阳、渭南城市段为防100年一遇洪水,西安市城市段为防300年一遇洪水,城市段以外的农防段为防50年一遇洪水,堤防堤顶宽度20m~49m。现已建成河道整治工程66处,坝垛1428座,工程控制长度138.54km。渭河综合治理工程的建设必将进一步提高渭河防洪保安能力,以安澜渭河、绿色渭河、和谐渭河带动关中城市群及其周边经济社会持续快速发展。
目前,渭河下游设有咸阳、临潼、华县水文站和耿镇、交口、渭南、陈村、华阴、吊桥6处水位站。泾河下游设立有张家山和桃园水文站,北洛河下游设立有状头、南荣华水文站。
为观测三门峡水库建成运用后渭河下游的河道淤积情况,渭河下游共设置了56条淤积测验断面,到目前为止,除渭河河口段的渭拦12、11、1、2断面倒入黄河外,其余断面至今仍继续进行观测,为掌握渭河下游的河道冲淤情况积累了宝贵的资料。
2 渭河下游的来水来沙情况及其分析
对渭河下游咸阳、临潼、华县及支流张家山站三门峡水库建库以来的年水沙量以及2000年以来各年的水沙量情况进行统计,见表2-1。
从表中看出,咸阳、临潼、华县站1961~2013年多年平均的年水量分别为38.05亿 m3、64.88亿 m3、64.94亿 m3,泾河张家山站多年的平均水量为12.62亿m3。从多年平均水量来看,临潼、华县站的水量相差不大,主要是区间的支流流域面积较小;从多年平均沙量来看,咸阳站多年平均沙量为0.926亿t,泾河张家山站的沙量为2.00亿t,临潼站和华县站多年平均沙量分别为2.79亿 t和 2.88亿 t。
根据以上数据分析,渭河干流咸阳站年平均水量占泾渭河汇流后的临潼水文站的年平均水量的58.6%,泾河张家山站的年平均水量占临潼站年平均水量的19.5%,咸阳站的年平均沙量占临潼站年平均沙量的33.2%,泾河张家山站的年平均沙量占临潼站年平均沙量的71.7%。由此说明,三门峡水库建成运用以来,渭河下游的水量主要来自渭河干流,而渭河下游的泥沙主要来自泾河干流。
表2-1 各水文站历年水沙量统计表
2000 年以来,咸阳站的年平均水量为27.43亿m3,占咸阳站多年平均水量(1961~2013年)的 72.1%,泾河张家山站年平均水量为7.803亿m3,占张家山站多年平均水量(1961~2013年)的61.8%,渭河临潼、华县站年平均水量分别为53.14亿m3和50.70亿m3,分别占多年平均水量(1961~2013年) 的 81.9%和78.1%。以上数字表明,渭河下游2000年以来,其年水量是减小的,仅占多年均值的80%左右,咸阳干流以上来水量只有多年均值的72.1%,而泾河来水量减少的较多,仅为多年均值的61.8%。由此说明,2000年以来泾河来水来沙更少,南山支流(沣河、灞河)的来水增多,也从一定角度说明局部暴雨对渭河下游来水条件的影响。
2000 年以来,咸阳站的年平均沙量为0.278亿t,是1961年以来多年均值0.926亿t的30.0%,从渭河干流来沙情况看,其年沙量是大幅减少的。泾河张家山站1961年以来的多年平均沙量为2.00亿t,2000年以来的年平均沙量为1.02亿t,为多年平均沙量的51.0%。渭河下游干流的临潼和华县站,1961年以来的多年平均年沙量分别为2.79亿t和 2.88亿t,而2000年以来,临潼站和华县站的年平均沙量分别为1.13亿t和1.26亿t,分别为多年平均沙量的40.5%和43.8%。从以上数据分析,渭河下游自2000年以来,其来沙量是减少的,基本上仅为1961年以来的多年均值的四成左右。其中,渭河干流来沙仅占多年均值的30.0%,泾河来沙仅占多年均值的51.0%。因此,渭河下游干流的来沙减少的幅度更大。
表3-1 渭河下游冲淤情况统计表 单位:108m3
图3-2 1960~2013年渭河下游各断面间累计淤积量图
图3-1 2000~2013年渭河下游各断面间冲淤量图
经过与1961年以来各站多年平均水量相比得出,2000年以来,渭河下游的来水来沙量均呈减少的趋势,其中来水量减少约2成左右,而来沙量减少约6成左右。由此可以得出,2000年以来,渭河下游基本上为平水枯沙系列。
3 渭河下游的冲淤情况及其分析
三门峡水库建成运用以来,随着潼关高程的抬升,渭河下游泥沙淤积不断发展,渭河下游各时段的冲淤情况统计详见表3-1。
根据表3-1的冲淤数据分析,1960~2013年,渭河下游共淤积泥沙10.8896亿m3,其中渭淤10断面以下河段淤积泥沙8.0868亿m3,占渭河下游淤积总量的74.2%,渭淤10~26断面河段淤积泥沙3.6897亿m3,占渭河下游总淤积量的33.9%,渭淤26~27断面冲刷泥沙0.8869亿m3,其冲刷量占渭河下游总淤积量的8.1%。由此可见,三门峡水库建成运用以来,渭河下游泥沙淤积的重心仍在华县以下河段,华县~临潼站河段(渭淤10~26断面)仍为淤积,但淤积量较小,仅占渭河下游总淤积量的33.9%,临潼~咸阳站河段(渭淤26~37断面)为全河段冲刷。渭河下游各断面间的冲淤量详见图3-2。
从图中看出,渭河下游在渭淤26断面(临潼水文站)以下河段为全段淤积,在渭淤26断面以上为全河段冲刷;在渭淤26断面以下淤积河段,其下游的断面间淤积量大,以下游向上游有逐渐减少的趋势,具有水库溯源淤积的特性,到目前为止,仅从淤积方面的分析,三门峡水库在渭河下游的淤积未端在临潼水文站附近。
2000 年以前,渭河下游共淤积泥沙12.5399亿m3,各河段都基本上为淤积,其淤积的重心在华县水文站(渭淤10断面)以下河段,渭拦~渭淤10断面共淤积泥沙8.7910亿m3,占渭河下游淤积量的70.1%,而渭淤10断面以上仅占29.9%。
2000~2013 年,渭河下游总的来讲是以冲刷为主要趋势,共冲刷泥沙1.6503亿m3,除渭淤10~26断面淤积泥沙0.1944亿m3以外,其余河段均为冲刷,特别是渭淤26~37断面冲刷泥沙1.1405亿m3,占该时期渭河下游总冲刷量的69.1%,渭淤10断面(华县水文站)以下河段冲刷泥沙0.7042亿m3,占渭河下游冲刷量的42.7%。从冲淤部位来讲,出现了上下冲中间淤的格局,冲刷的重心在渭淤26断面(临潼水文站)以上河段。2000~2013年,渭河下游各断面间的冲淤情况详见图3-1。
从图3-1看出,在渭河下游渭淤10断面以下河段,除渭淤5~6断面间略有淤积外,其余各断面间河段均为冲刷。在渭淤10~26断面河段,除渭淤12~13断面、渭淤13~14断面、渭淤18~19断面、渭淤19~20断面间略有冲刷外,其余河段均为淤积。在渭淤26~37断面间河段,各断面间均为冲刷。
4 结论与建议
(1)2000年以来,渭河下游华县站的年平均水量为50.70亿m3,占三门峡水库建成运用以来多年平均值64.94亿m3的78.1%,年平均沙量为1.26亿t,占三门峡水库建成运用以来多年平均值2.88亿t的43.8%,属于平水枯沙系列年。
(2)2000年以来,渭河下游总的来讲以河道冲刷为主要趋势,共冲刷泥沙1.6503亿m3。从冲淤时间来看,除2000~2002年、2004年和2006年渭河下游河道有所淤积而外,其余各年渭河下游河道均为冲刷;从冲淤的部位来看,在渭淤10断面(华县水文站)以下河段总体是冲刷的,其冲刷泥沙0.7042亿 m3,在渭淤 10~26断面(华县~临潼河段)淤积泥沙0.1944亿m3,渭淤26断面以上河段冲刷泥沙1.1405亿 m3,因此,2000年以来,渭河下游形成上下冲中间淤的格局,但渭淤10~26断面的淤积量不大,而冲刷的重心在渭淤26断面以上河段。
(3)渭河下游河道的冲淤影响到渭河下游洪水的渲泄和同流量水位升降,直接关系到渭河下游的防洪和治理问题,因此建议:一是加强渭河下游的淤积测量工作,随时掌握渭河下游的冲淤变化;二是加强渭河下游水文泥沙的分析研究工作,及时掌握渭河下游水沙条件的变化和河道的冲淤情况以及演变趋势,为渭河下游的防洪、治理和采砂管理提供科学的依据。陕西水利