浅析淮河临蚌段2020年洪水影响及河势变化
2022-05-27王韵哲杨向圆卢燕龙
王韵哲 杨向圆 卢燕龙
(安徽省淮河河道管理局 蚌埠 233000)
1 基本情况
淮河安徽段全长418km,其中临淮岗控制工程至蚌埠闸枢纽河段(以下简称临蚌段)全长约155km,系安徽段治淮项目较多、投资较大的重要河段。该河段主槽宽220~600m,两岸干堤间距为0.5~2.0km,从河道平面形态看,该河段属弯曲型河道,且多处河岸坐湾迎流,塌岸严重。右岸有淠河、东淝河、窑河等支流汇入,左岸有颍河、西淝河、茨淮新河、涡河等支流相连。沿河道两岸分别有城东湖蓄洪区1 处,寿西湖、董峰湖、上六坊堤、下六坊堤、汤渔湖、荆山湖等行蓄洪区6 处,是防汛工作的重点河段之一。
2020年,淮河发生了全线超警戒水位的较大洪水,7月20日,王家坝时隔13年后再次开闸泄洪,同时先后启用了沿淮南润段、邱家湖、姜唐湖、董峰湖等6 个行蓄洪区。汛期最高水位鲁台子26.26m,超1954年鲁台子最高水位0.33m;汛期鲁台子最大泄洪流量9060m3/s,泥沙含量0.26kg/m3,给淮河河道安全及河势稳定带来了一定影响。
为了解2020年洪水影响及河势变化状况,安徽省淮河河道管理局于2021年汛前实施了淮河安徽段水下地形及大断面测绘项目,并收集多年历史资料套绘分析。笔者根据套绘成果,从中提取2020年、2021年汛前实测资料对比分析,并结合历史资料,就淮河临蚌段2020年洪水影响及河势变化进行了简要对比分析。
2 测绘方法及数据获取
2.1 投入主要设备
南方银河系列GPS、索佳SDL1X 电子水准仪、大疆精灵PHANTOM4RTK 无人机、中海达测深仪MAX、笔记本电脑等,投入的所有仪器设备均在检定合格有效期内。
2.2 数据获取及套绘
(1)平面采取CGCS2000 国家坐标系,中央子午线117°,三度分带;高程采用1985 国家高程基准。通过淮河流域D 级控制点38 座求取参数,控制点覆盖整个测区,精度满足规范要求。
(2)布设断面线,断面线与2020年布设线保持一致,平均断面间距为500m。
(3)数据采集,岸上使用大疆精灵PHANTOM4RTK无人机和南方银河系列GPS 采集;水下利用南方银河系列GPS 配合中海达测深仪MAX 获取数据,在测船上将测深仪、GPS(流动站)分别与便携机通过传输电缆相连接,做到现场数据(包括水下地形点平面坐标、高程)采集自动化。使用便携机内“船只导航软件”保证测船在预定航道横断面线上行驶并传输RTK 作业数据,使用“测深仪数据实时传输软件”同步测量水深,记录方式用固定2m 间距采样。
(4)外业数据采集完成后,及时转存至计算机并进行数据计算处理,南方CASS9.1 地形地籍成图软件生成图形。内业处理使用多种滤波方式进行滤波处理,简化人工操作,同时使用手动加点的方式,将按距离采样后遗漏的特征点再进行采样,保证断面图更加准确。
(5)数据及图形检查无误后进行套绘和比较,套绘纵、横断面使用统一基点位置,与往年资料对比分析。
3 数据对比分析
3.1 纵断面深泓冲淤变化分析
从横断面数据提取河道深泓高程点,提取的2020年汛前和2021年汛前数据位置一致。共提取312 组坐标高程点对比并绘制纵断面图,在提取的深泓数据中可看出,受2020年大水影响,临蚌段大部分河段呈下切趋势,局部河段淤积。全段平均下切深度约0.4m,最大深泓高程为-6.03m;在淮南淮上大桥上约2km 处。2020年汛前深泓高程在-6.55~14.14m,2021年汛前深泓高程在-6.03~13.71m。具体变化分析见图1。
图1 2020年和2021年汛前平圩大桥至淮上大桥段河道深泓高程纵向变化图
临淮岗枢纽至淠河口河段,河床以冲刷下切趋势为主,平均下切0.4m(局部淤积)。淠河口至鲁台子水文站河段,河床底高程起伏变化大,呈犬齿状,最大河底高程10.81m,最小河底高程-5.47m,且冲淤不断交替变化。最大淤深达3.78m(深槽淤积)。
鲁台子水文站至凤台淮河大桥河段,河床总体平稳;孔李大桥以下二道河南汊口开始,河底纵向深泓变化起伏加剧,深泓最低处-4.16m。
二道河南汊口以下至蚌埠闸河段,除淮南淮上大桥以下河段因施工弃土堆积,受洪水冲刷后河底深泓变化起伏较大外,其余河床总体呈下切趋势,下切量呈相对均匀状态,平均下切0.5m 左右。
3.2 横断面冲淤变化分析
临淮岗至正阳关段2020—2021年间河道主槽岸线均无明显变化,河床深泓没有发生左右摆动现象,大部分河段河床冲淤相抵处于冲淤平衡状态,局部河床冲深。滩地略有淤积,平均淤积0.12m。汲河口至管家沟段主槽岸坡略有变化,主要变化为左侧淤积,右侧冲刷,冲刷量略大于淤积量。正阳关附近河段河床平均冲深1.2m。
颍河口至平圩大桥段通过实测断面套绘比较,该河段河槽岸线无明显变化,受2020年洪水影响,该段河道主要表现为河床冲深,水下岸坡冲刷,但局部河段河床有一定的淤积。如颍河口至鲁口孜河床略有淤积,左侧淤积程度大于右侧。新建队以下河段至凤台东老滩处滩槽分界点基本未动,左右岸滩地略有淤积,河床扩宽,水下岸坡左侧冲刷明显,水下岸坡变陡;哑巴度上段两岸滩槽分界点变化不大,滩地略有淤积,河槽左岸冲刷右岸淤积,河道深泓向左移动15~18m(见图2)。
图2 淮河干流凤台县东老滩处(187+060)实测断面套绘图
平圩大桥至姚湾段2020—2021年间左侧滩槽分界点相对稳定,无明显后退,主槽变化表现为先左淤右冲后左冲右淤,河道深泓未发生摆动;田家庵至荆山湖进洪闸段河道左侧滩槽分界点比较稳定,右侧局部(洛河电厂上游和窑河圩)后退,河槽总体表现为冲刷,河道深泓相对稳定,局部发生变化(淮上大桥上游河道深泓表现左右摆动);马城至涡河口段河道岸坡稳定,滩槽分界点未发生移动,受洪水影响局部河槽水下岸坡略有冲刷,河床略有冲刷,河道深泓位置未发生改变。
4 结语
通过2020年汛前与2021年汛前实测数据对比,并查考历史年份测绘数据比较可以看出,临淮岗至蚌埠闸河段多年来平面形态较稳定,河床刚性较强,河道没有出现较大的平面变迁,但在淮河禁采之前受人工采砂影响,河底起伏变化紊乱,局部河道主槽宽度扩大较多;河道近期演变的主要特点是主槽冲刷,滩地基本平衡,河床边界条件相对稳定。河道纵断面总体冲刷下切,局部淤积,但河势总体处于相对稳定状态■