流溪河人和坝址河段河床演变分析

朱金和

摘 要：人和坝处于流溪河下游、河口段交界位置，坝址河段的历史演变及近期2008～2016年实测资料演变分析，特别是坝址上游局部的河床演变分析表明，坝址上游段河道河床主槽呈轻微淤积趋势，近坝址的弯道至坝下主槽呈冲刷下切趋势。

关键词：从化 流溪河 人和坝 河床演变

1.坝址河段概况

流溪河是广州市境内一条雨量充沛的重要河流，位于广州市的北郊，干流全长156km，流域面积2300km2。人和坝址处于流溪河干流下游、河口段交界位置，坝址以上属于下游段，该河段为太平场～人和坝，长31.3km，集雨面积421.5km2。流溪河下游段水系图如图1所示。

洪水由暴雨产生。流溪河洪水出现的频次，时间和时程分布等均与暴雨相应。大洪水多出现在5～6月份，个别年份也出现在4月或7月份以后，但7月以后的洪水往往显示涨洪历时加长和洪峰平缓的特点。

按以前实测含沙量计算，牛心岭站多年平均输沙量为17.34萬t，流溪河流域面积为2300km2，按输沙模数127.8kg/km2计算多年平均输沙量为29.4万t。输沙量多寡与年径流量变化基本一致，年输沙量一般随年径流量增大而增大，但也常出现中水丰沙年。

人和坝处于流溪河下游、河口段交界位置，是流溪河最下游的开发梯级，位于广州市白云区，距离流溪河河口约18.3km，是一座集防洪、灌溉、发电、航运、供水、生态等于一体的综合利用水利工程，包括拦河闸、船闸、电站等，枢纽工程设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为100年一遇。拦河闸共12孔，净宽120m，总宽151.25m。

坝址上游段河道平均水面宽 200～400m，河床平均高程0.56～0.74m，河床比降约在0.3‰～0.7‰，河段内主槽左右摆动，整体上河道过流断面呈不规则“U”型。

2.历史演变

1960年后由于上游人为活动加剧，而人和至河口一带则采砂日增，河床加深，泥沙变化完全受人类活动影响，失去天然河道泥沙原有规律。1995～2002年根据广州市水文局2002年流溪河中下游水面线复核报告的成果，1995年到2002年间，由于两岸及周边城市的经济发展，部分河段采砂严重，断面变化较大，统计显示高增桥、龙塘、龙塘上断面所在河道均呈现河床下切趋势，而河段内的其他断面（新鸦湖、人和一中、高增桥42、龙塘砖厂）均呈现轻微的淤积趋势。

3.近期演变

在人和坝下游500m至上游约3000m的河段内剖划14个特征断面，如图2所示，并根据2008年、2013年1月和2016年2月附近流溪河水下地形图进行河演分析。

3.1 平均河底高程变化

图3给出了2008～2016年坝址附近河段平均河底高程的沿程变化，其中横坐标为各断面与1#断面的距离。由图可知，1#～2#平均高程有所降低，3#～5#断面平均高程有所抬高，6#～14#断面，2008年平均高程为0.62m，2013年平均高程为0.39m，2016年平均高程为0.16m；2013年与2008年相比平均高程降低了0.23m，2016年与2013年相比平均高程降低了0.23m。除6#断面外，其他断面平均高程呈降低变化；整个河段，2008、2013、2016年平均高程分别为0.37m、0.39m、0.16m，呈现为先增高后降低。

3.2 深泓变化

图4给出了2008～2016年坝址附近河段深泓高程的沿程变化，其中横坐标为各断面与1#断面的距离。由图可知，2008～2013年，距离人和坝略远的6#～11#深泓搞高程有所降低，近坝址300m段的12#、13#则有所抬高，下游的14#有所降低；整体上平均深泓高程有所降低，由2008年的-2.03m降至-2.09m。2013～2016年，则呈现为相反的趋势，近坝址附近表现为降低，整体上河段平均深泓高程仍趋向降低，由2013年的-2.09m降至-2.36m，降幅为0.27m。

3.3 宽深比变化

坝址河段宽深比沿程变化见图5。1#～5#断面，2016年与2008年相比，河段平均宽深比增大了0.11，其中，1#、2#宽深比减小，3#～5#宽深略有增加。6#～14#断面，2013年与2008年相比河段平均宽深比减小0.23，各断面宽深比均呈减小趋势，减小最大是位于弯道上的6#、7#断面，减幅分别是0.54和0.43；2016年与2013年相比河段平均宽深比减小0.28，各断面宽深比总体呈减小趋势，减小最大的是11#和12#断面，减幅分别是0.79和1.66。

3.4 横断面变化

选取典型断面中的4个断面（4#、9#、12#、14#）的演变趋势进行具体分析，图6给出了四个断面的断面地形变化图。

由图中可知，工程所在河段，深泓略有降低，但是河道主槽局部抬高，上游4#断面近右侧处于弯道凸岸，淤高显著，河道断面形态随着局部河床淤高而发生变化，总体向窄深方向发展；高增桥下游的9#河段河道形态基本不变，河道深泓略有降低，河道主槽呈冲刷下切趋势；太阳岛两侧的主、支汊床面均呈冲刷下切状态，2016年与2008年相比深泓最大下切约0.85m；位于人和坝下的14#床面主槽呈淤积状态。

3.5 河段冲淤变化

表3给出了1～14#断面间0m水位以下河槽容积、冲淤变化的统计结果。通过分析2008年、2013年和2016年水下地形资料，得出工程附近河道的近期冲淤特征如下：

从图5和表3中可知，2016年与2008年相比，工程附近河段（1#～14#）总体呈淤积状态，其中总淤积量19.41×104m3，平均淤积厚度0.22m，平均淤积强度0.03m/a。但上下游不同河段有所差异，位于工程所在的1#～6#河段总体呈现淤积，位于工程下游的6#～14#断面总体呈现冲刷。

4.河道演变趋势分析

通过以上河床演变分析可知，该河段多年来处于稳定状态，受两岸堤围的控制，该河段的平面形态基本无太大变化。近期坝址上游高增桥以上河道河床主槽呈淤积趋势，坝址上游弯道处至坝下主槽呈冲刷下切趋势。

2013年和2014年，流溪河流域发生了超50年一遇大洪水，洪水携带大量泥沙下泄，工程所在高增桥上游河段床面淤积；同时由于人和坝敞泄，人和坝坝前的泥沙随水流下泄，坝前太阳岛两侧主槽冲刷显著，坝下主槽淤积显著。

5.结论

坝址附近河段的河床演变分析表明：受两岸堤围的控制，虽然弯段呈现凹岸冲刷、凸岸淤长的特点，但是在两岸堤围的约束下，河道岸线将维持现有状态。近期坝址上游高增桥以上河道河床主槽呈淤积趋势，坝址上游弯道处至坝下主槽呈冲刷下切趋势。随着河道管理的加强，采砂的禁止，且近期流溪河无大的水利工程建设，河道演变将向自然状态的有冲有淤、冲淤平衡发展。

参考文献：

[1]古莉.人和拦河坝重建工程设计实例[J].城市建设理论研究，2013， （20）.

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[4]钱宁，张仁，周志德.河床演变学[M].北京：科学出版社，1987.