对松花江干流岸线控制线划定成果的研究——基于河道演变特性及河势稳定性分析

2015-03-27 03:26屈明洋李严坤
黑龙江水利科技 2015年9期
关键词:河势外缘临水

屈明洋,李严坤,江 明

(1.黑龙江省水利水电勘测设计研究院,哈尔滨150030;2.黑龙江省引嫩工程管理处,黑龙江 大庆163316)

0 前 言

松花江干流自嫩江、第二松花江汇合口称三岔河起到松花江入黑龙江止,从哈尔滨到佳木斯市段,为丘陵与河谷平原相间区,佳木斯以下,进入广阔平原区,是三江平原的主要组成部分。松干岸线长度为679.50 km,面积为702.74 km2。由于各地区间社会经济发展差异,特别是各行政区域交界处,岸线控制线划分不合理,没有保持连续性和一致性,因此按照河流特性,岸线保护的要求,对岸线控制线科学合理的划定是十分必要的[1]。

1 松花江干流河道演变特性与河势稳定性分析

1.1 河道形态

松花江干流流域面积18.46×104km2,其中平原面积5.50×104km2,松干哈尔滨以上为平原区,坡度缓,滩地宽阔,有湿地和牛轭湖,河道主槽宽为400 ~600m,平槽水深4 ~7 m;哈尔滨至佳木斯段为高平原和丘陵区,河谷狭窄,在牡丹江口上游为浅滩,河宽2 000 m,岛屿多、水流分散、河床比降陡,河床底质为坚硬板岩和花岗岩;佳木斯以下为低平原,河道宽阔,主槽宽达1 500 ~2 000 m,平槽平均水深2 ~3m,河道中有沙洲,河槽滞蓄能力较大。

1.2 水沙特性分析

松干属少沙河流,整个流域年输沙模数分布呈东南部大,西北部小;丘陵区大,山区和平原区小的趋势。哈尔滨以上来沙量746 万t,占56.9%,其中哈尔滨河段的床沙中值粒径为0.17 ~0.26mm,推移质中值粒径约为0.2mm 左右;佳木斯段的床沙中值粒径为0.23 mm。

松干主要测站有关泥沙特征值见表1。

表1 松花江干流主要控制站泥沙特征值统计表

1.3 河道演变特性

1.3.1 肇源河段

肇源河段河道平面形态呈不对称的哑铃形,河道内有加信子和菱角泡2 座洲岛,二岛均为老河裁弯取直后形成。肇源港位于下游菱角泡左汊左侧凹岸处。随着新河(右汊)发展和老河(左汊)的淤废,加信子弯道和肇源弯道逐渐演变为弓形分汊河道。加信子岛尾汇合口处河道显著收缩后进入上、下两弯道之间的顺直微弯过渡段。从加信子岛至菱角泡岛,河道走向由自西向东骤变为自北向南。肇源河道枯水期河滩裸露,河宽300 ~700m;洪水期水流漫滩,河宽可达9 000 m。

60 年代后,加信子弯道人工裁弯,而肇源弯道也在70 年代初—90 年代初实现了裁弯取直,造成肇源河段航线发生了较大幅度的变迁。目前,加信子左汊泥沙淤积严重,枯水期已不过流;右汊为通航汊道,枯水河宽300m 左右,航道水深5m 左右,河道蜿蜒曲折,水流沿凹岸流动,航道直线段较短。菱角泡左汊(肇源港汊道)因口门处泥沙淤积严重,枯水期船舶需从左汊下口进出肇源港,形成枯水期船舶倒进港局面;右汊枯水河宽约250m,航道水深约7m,现为通航汊道。

1.3.2 哈尔滨市上游段

该江段江心有一处江心岛,属松花江低漫滩部分,由泥沙淤积作用而形成,呈椭圆形。该江心岛将松干分为南北两汊,并形成大套子弯道。北汊先向东北方向运动,后由陡弯折向东南,河道曲率较大;南汊基本由西向东,至四方台折向东北,至一水源处与北汊汇合。南北两汊所处相对位置多年来基本没有变化。70 年代以前,大套子弯道主流位于江道北侧,南侧仅有一串沟。由于大套子弯道入口处经历年冲刷,南侧串沟逐渐冲深发展,分流比加大,北侧分流减少,至70 年代,逐步形成以南侧江道为主流的河势。

1.3.3 哈尔滨市区段

松花江哈尔滨江段现有江道平面形态、河相关系以及河底与水面纵向比降均失去了天然河道的特点,但主流和江道总体都是稳定的。

1.3.4 佳木斯段

本依据佳木斯市水文站1963、1995、2003 年3 个年份的横断面实测资料分析,该段其主河槽的河床有变化。河槽左侧的冲淤变化小,河槽右侧冲淤变化大,同高程水位水面宽变小。

1.3.5 牡丹江段

牡丹江城市段属山区河流,从70 年代地形图、现状卫星地图等资料对比分析,河势相对稳定。

1.4 河势稳定性分析

河道纵向稳定系数:哈尔滨段为4.2 ~6.5,纵向相对稳定;佳木斯河段为2.6,纵向比较稳定。

河道横向稳定系数:哈尔滨段为0.33,佳木斯段为0.31,介于蜿蜒型和游荡型之间,为横向欠稳定的过渡型河道。

1.5 河势稳定性评价意见

据以上分析,该河段为对河势的稳定性进行评价,提出评价意见。岸线稳定程度通过河段主流线、河岸顶冲和河床的稳定性等因素分为3 类,分别基本稳定、相对稳定、不稳定岸线,评价结果见表2。由表2 可知,基本稳定13 段、相对稳定26 段,不存在不稳定段。

表2 松花江干流域重点河道岸线河势稳定性评价结果

2 岸线控制线划定

2.1 岸线控制线定义

岸线控制线是岸线利用管理控制线,是依据河流水流方向划定的,其包括外缘和临水控制线;外缘控制线是除无堤段以河道岸边与设计洪水位交界线为准,一般则以江河堤防工程管理范围为外缘控制线;临水控制线则是在满足安全行洪和河流健康的前提下,在顺水流方向及河岸临水侧划定的控制线[2]。

2.2 岸线控制线划定标准

根据上述原则,结合实际情况,松花江干流岸线控制线划定标准为临水控制线划定标准和外缘控制线划定标准[3]。

2.2.1 临水控制线划定标准

1)对河势稳定河段,河滩槽关系明显,则采用滩槽分界线为临水控制线。岸线控制线确定方式示意图见图1:

图1 岸线控制线确定方式示意图

2)对河势较稳定河段,但河滩槽关系不明显,则采用平槽水位与岸边的交界线,或主槽外边缘线作为临水控制线,具体情况根据实际情况分析确定[4]。

对于不容易确定岸边与平槽水位交界线,则采用堤防临水侧管理范围边缘线(距堤脚线30m,距堤脚线50m)或堤脚线,或二级台地高坎线作为临水控制线。具体情况根据实际情况分析确定。其岸线控制线确定方式参照示意图2:

图2 岸线控制线确定方式示意图

3)对于河势不稳、河槽冲淤变化明显、主流摆动的河段,考虑河势演变的影响,在划定临水控制线时,适当留有余地[5]。

在凹岸段、顶冲段,以及多汊或汊网型河段,以堤脚线或二级台地高坎线、临水侧堤防管理范围边缘线作为临水控制线;在凸岸段及淤积发展段,以滩地边缘线或平槽水位线作为临水控制线。其岸线控制线确定方式参照示意图3:

图3 岸线控制线确定方式示意图

2.2.2 外缘控制线划定标准

1)对于已建有堤防工程的河段,一般在工程建设时已划定堤防工程的管理范围,外缘控制线采用已划定的堤防工程管理范围的外边缘线;对部分未划定堤防工程管理范围的河段,参照《堤防工程管理设计规范》(SL171-96)及各省区的有关规定,并结合工程具体情况,根据不同级别的堤防合理划定。参照示意图1、2[6]。

2)对于无堤防的河道采用河道设计洪水位与岸边的交界线作为外缘控制线。对已规划建设堤防工程而目前尚未建设的河段,根据工程规划要求,以规划堤防管理范围外缘线划定外缘控制线。参照示意图1、2。

2.3 岸线控制线的划定

2.3.1 临水控制线的划定

1)哈尔滨何家沟以下段,属于大顶子山航电枢纽回水区段,在尖灭点以下河段,按实际征地高程与岸边的交界线,作为临水控制线。

2)其它河段,按照临水控制线划定标准1)、2)、3)划定。

2.3.2 外缘控制线的划定

1)肇源三岔河~古恰乡河段,堤防背水侧为蓄滞洪区预留用地,不划外缘控制线。

2)其它河段,按照外缘控制线划定标准1)、2)划定。

3)江心洲不划外缘线。

2.4 岸线控制线划定成果

根据上述岸线控制线划定的原则和标准,松干三岔河口至哈尔滨市段以及佳木斯市和牡丹江市城市河段的临水控制线总长度为679.5km,外缘控制线总长度为620.25km,岸线区总面积为702.74km2。岸线控制线成果汇总情况见表3。

表3 松花江干流重点河道岸线控制线成果表

[1]陈伟,赵瑞娟,董丽丹.浅析松辽流域河道岸线利用管理规划[J],东北水利水电,2009(10):68-69.

[2]段新虹,樊静.对河道岸线利用管理规划实施的几点看法[J],河道整治,2009(07):89-90.

[3]陈娟.科学规划、合理利用和保护松辽流域重点河道岸线[J],中国水利,2013(13):86-88.

[4]虞娟,陈一梅.河道岸线演变预测方法研究[J].三峡大学学报,2005(04):17-21.

[5]卢金友,张细兵,黄悦.三峡工程对长江中下游河道演变与岸线利用影响研究[J].水电能源科学,2011(05):79-82.

[6]中华人民共和国水利部.堤防工程管理设计规范(SL171—96)[S].北京:中国水利水电出版社,1996.

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