河下游河势演变浅析

2017-04-07 16:07王亚梅续彩虹
陕西水利 2017年6期
关键词:大荔险工河势

刘 浩 ,王亚梅 ,续彩虹

(1.陕西省江河水库管理局,陕西 西安 710018;2.陕西水环境工程勘测设计研究院,陕西 西安 710018)

近期,渭河水沙条件发生变化,相对有利,渭河下游泥沙总体上由淤变冲。另外,渭河综合整治在下游实施了一批河道工作,这些均对渭河下游河势调整起到了一定的作用。

1 近期渭河下游河势

西安~咸阳河段:2005~2011年该段河势总体变化不大,主流南靠,形成单一河道,部分河势相对变化较大,其中老铁路桥到渔王工程河势相对变化较大,有部分形成新的沙洲,水流相对散乱,但是整体河段主流仍靠北岸。2005年后渭淤33~34河湾变小,受控导工程影响,水流顶托右岸作用减弱,河道向左岸摆动。2011~2015年该河段河势总体稳定,部分河段湾顶上提下挫,主槽刷深。渭淤34断面下皂河口上游处,受支流水流顶托作用,河道向左偏移,至2015年河道整体向右岸摆动,平均移动约为400m。咸阳至农六河段河槽下切加剧,深度达2~3m,上段已发展至西宝客运专线桥附近,并形成一个明显的跌水。受工程建设影响,部分河段出现嫩滩,水流向右岸靠近。咸阳铁桥下游1.3 km处修建滚水低坝,上游水面抬升,近几年形成的下切刷深河槽逐渐淤积,河势变得散乱,出现多处心滩。

临潼~高陵河段:2005~2011年该河段总体河势变化不大,主流紧靠左岸,只有部分河段出现弯顶上提下挫现象,河道摆动不大,部分河湾,较大心滩消失,有众多小心滩生成,河道更为顺直,拓宽明显,河道水流归顺。2011~2015年该河段河道变化较明显,水面拓宽,河湾摆动剧烈,临潼季家河段形成“Ω”型河湾,任陈工程河段主槽向右摆动,幅度较大,湾顶上提,形成“V”型河湾,张庄工程河段形成直角“L”型河湾,水流直接顶冲工程。

渭南河段:2005~2011年该河段河势变化较大,整体河湾继续下挫南移,局部呈上提下挫趋势,河道演变剧烈,主流摆动频繁,而河槽宽度变化幅度较小,几乎保持不变。树园河段河道自然裁弯,河势顺直,整体弯道减少,河湾发展受到遏制,河道呈“几”字形态,流路归顺。至2011年河滩李控导工程与对岸梁赵工程之间呈南北“S”型河湾,河滩李湾顶继续上提北移,主流直接顶冲8#坝及上游工程段,形成南北“S”横河。2011~2015年该河段河势有新的演变,河势趋于平顺,河道有一定幅度摆动,部分湾顶继续下挫,部分河道缩窄,主槽位置基本上没有改变,河弯继续发展,沙王桥河段倒“S”河弯进一步发展,继续顶冲沙王工程。树园工程处河湾不断下挫,形成“几”字型河势,八里店工程上游段河势变化较大,有不断下挫趋势。

华县大荔河段:2005~2011年该河段整体河势无较大变化,部分弯顶上提下挫变化明显,部分河段河湾继续下挫,控导工程坍塌、脱流,主槽拓宽。受主流顶冲作用,魏三庄河段成“L”型发展趋势,也有些河湾上提向右岸靠近。2011~2015年该河段总体河势变化不大,河湾上提下挫明显,湾顶长度有所增加。2011年洪水中槐园河段“Ω”型河湾河段出现自然裁湾,河道顺直,华县北王工程河段形成“Ω”型河湾,魏三庄工程河段形成倒“S”型河湾等不利河势,部分河槽有所拓宽,苏村河段形成“U”型河湾,主河槽有北移的趋势。

移民围堤河段:2005~2011年该河段河势变化明显,弯道多以凸向反转变化为主,弯顶上提幅度大于下挫幅度,河湾明显减少,部分河湾消失,河段趋于顺直。其中,冯东工程、华农工程处河势有明显的北移趋势。2011~2015年该河段河势整体变化不大,部分河势发生明显变化,河道摆动明显。仁西工程呈“V”字型河弯,渭淤2+1下游河段弯顶下挫明显,护岸工程脱流。

河口段:2005~2011年渭河入黄流路持续改善,至2011年沿南岸老坎下行入黄,入黄口下移约3.0 km,入黄流路有所恢复,渭河对潼关河段冲刷作用有所增强。2011年由于河口进行人工湿地景观建设,北岸与黄河相交处修建控导工程,右岸修建护岸工程,河道顺直、河口下移。2011年之后该河段河势变化不大,河道稳定。

2 当前河势变化存在的问题

依据河势变化情况、分析得出2005年以来渭河下游河势变化存在的主要问题:

(1)河势总体变化不大,局部变化剧烈,形成畸形河湾。

渭河下游2005年以来,主槽有所拓宽、河道趋向顺直,平面形态整体看变化不大。咸阳西安河段冲刷下切明显,河床失稳,新建滚水低坝后,上游水面抬升,下切刷深河槽逐渐淤积消失,河势变得散乱,出现多处心滩。泾河口、树园、槐园三处发生自然裁弯,局部河段变化较大;2005~2011年渭河断面083~082河道一直向右摆动逐渐形成向左凹的新弯道、入黄口下移约3.0 km流路变得顺畅,2011~2015年皂河口上游处河段整体向右岸摆动约400m。目前,渭河下游还存在临潼季家、临渭区渭河14断面上下游、华县北王河段的“Ω”型河湾,任陈工程河段“V”型河湾,临渭区树园、大荔陈村、仁西与仓西河段河弯呈“几”字型河湾,临渭区沙王、华县魏三庄河段形成倒“S”横河,华县北王工程14#-19#坝间、大荔苏村工程河段形成“U”型河湾等10余处不利河势的畸形河湾。

(2)畸形河湾顶冲河道或堤防工程、产生新的险工险段。

一些河道畸型弯顶顶冲工程,一些河湾目前距离堤防较近,产生了一些新的险工险段。渭淤10上游、任陈工程、仁西工程河段形成“V”型河湾,张庄工程、树园工程河段形成90°直角“L”型河湾,苏村、北王河段形成“U”型河湾,这些河湾水流直接顶冲工程。临潼~高陵河段张庄工程、任陈工程、张义工程受主流直接顶冲。河滩李上游河段弯顶上提北移,形成南北横河,主流直接顶冲-2#~2#坝段。新兴工程上首河湾最近距堤防坡脚距离为29m。华农工程6#~11#坝处河势明显南移,在上游形成新的河湾,最近距堤防25m。三河口上延工程主槽北移,弯顶下挫,在工程下首形成新的河湾,河湾长约1000 m,距堤防50~80m。这些工程段主流距离堤防非常接近,威胁堤防安全,形成新的险工险段,若遇较大洪水可出现较大险情,甚至会危及堤防安全。

(3)部分河段仍偏离治导线,河道控导治理仍需加强

2005年以来,经过多年河势控导治理,大部分河段主流控制在治导线范围内(如渭淤18~19河段、陈水河段等),但个别河段河势仍偏离治导线。任陈工程河段、树园河段、渭淤13上游河段、詹刘工程~台台工程河段、渭淤11~12河段、南解弯道河段、朱家工程河段、槐园工程、溢渡工程、北洛工程河段、华阴长涧河~柳叶河河段、渭淤3+1断面上游、渭淤2+1断面河段、仓西工程上游河段、渭河1+1处河段均已偏离治导线较多。其中,渭淤11~12河段河势向右偏离治导线超过1.0 km,渭淤3+1断面上游河段向左偏离治导线超过2.5 km。这些河段河势急需加强控导治理,防止河势进一步发生不利变化。

(4)局部河段岸坎坍塌,部分工程出现根石走失、坝面塌陷等险情。

近年来渭河下游河道工程水毁十分严重,大部分着流坝垛存在不同程度的根石走失、坝面毁坏等险情,坝头坍塌、坝裆淘刷等险情最为严重。仅在发生超1000m3/s洪水的2015年汛期,大荔新兴工程9#坝上游段出现约80m长的塌岸,苏村2#坝上游受桃汛小洪水淘刷影响出现约100m长的塌岸。冯东工程上首河湾北移,下首主流南靠,顶冲13#~16#坝,北洛险工3#~4#坝裆、4#~5#坝裆受水流淘刷,三河口工程39#~40#坝裆及40#坝受水流淘刷。仓西、陈村、新兴、滨坝、台台、冯东、三河口、北洛、梁赵、八里店、河滩李、上涨渡等12处工程发生根石或坡石走失、坎坡坍塌或下滑变形、坝面塌陷、坝裆淘垮等险情,若遇较大洪水可出现较大险情。

3 防汛对策及建议

3.1 重点险工险段

西安~咸阳河段:咸阳铁桥下游1.3 km处修建滚水低坝,上游水面抬升,下切刷深河槽逐渐淤积,河势变得散乱,出现多处心滩。发生较大洪水时易出现滚河等河势剧烈变化情况,是易产生险情的河段。

店上控导工程、正阳工程、长兴工程、卓所工程部分坝垛着流或受水流顶冲,是西安~咸阳河段汛期防守的重点险工段。

高陵~临潼河段:临潼季家河段形成“Ω”型河湾,任陈工程河段形成“V”型河湾,这些畸形河湾一方面严重威胁着所在河段防洪工程的安全,一方面洪水期易发生较大的河势变化,洪水风险较大。

目前高陵上马渡工程、吴村杨工程、夹滩工程、泾渭堡工程与临潼西渭阳险工、张庄工程、席家工程、三王工程、季家险工、任陈工程、南赵工程等受水流顶冲,根石走失较为严重,是高陵~临潼河段汛期防守的重点险工段。

临渭区河段:沙王险工与对岸的梁赵工程之间呈南北“S”型河湾,河滩李湾顶继续上提北移,主流直接顶冲沙王工程8#坝及上游工程,已形成的南北“S”横河河势。树园工程处河湾不断下挫,形成“V”字型河势。两处畸形河湾,严重威胁着所在河段防洪工程的安全。

八里店与梁赵工程近年来由于水流顶冲根石走失严重。张义工程、西庆屯工程、河滩李工程、上涨渡工程部分坝垛着流或受水流顶冲,是临渭区河段汛期防守的重点险工段。

华县~大荔河段:华县北王工程河段形成“Ω”型河湾、魏三庄工程河段形成倒“S”型河湾等不利河势。滨坝、北拾工程水流顶冲,近年来根石淘刷走失、坝档淘垮情况突出,是华县~大荔河段华县汛期防守的重点险工段。

大荔新兴、苏村河段由于河槽刷深,2015年工程出现约100m的塌岸。陈村工程水流顶冲,朱家、北塬、溢渡工程等部分坝垛着流或受水流顶冲,是华县~大荔河段大荔县汛期防守的重点险工段。

大荔~华阴(潼关)河段:大荔北洛、仓西工程2015年汛期在小洪水条件均发生坝坡坍塌、坝裆淘垮、根石坡石走失险情,仁西工程呈“V”字型河弯顶冲16#~17#坝,华阴冯东险工、华农险工、北洛险工、三河口下延工程,潼关公庄护堤险工、吊桥工程等部分坝垛着流或受水流顶冲,是大荔~华阴(潼关)河段汛期防守的重点险工段。

3.2 应急防守措施

新兴工程上首河湾最近距堤防坡脚为29m、华农工程最近处距堤防25 m,三河口上延工程主槽距堤防50~80 m,这些河段受主流顶冲,且距离堤防非常接近,形成新的险工险段,若遇较大洪水可出现较大险情,甚至会危及堤防安全,是汛期防守的重中之重,应在加强观测的基础上,做好物料、人员、预案等方面的防险、抢险准备工作。

临潼~高陵河段张庄工程、任陈工程、张义工程,临渭河段八里店、梁赵工程,大荔陈村、新兴、仓西工程,华县滨坝、北拾工程,华阴三河口、北洛工程受水流顶冲严重,洪水时易发生坝坡坍塌、坝裆淘垮、根石、坡石走失等险情,需要做好抢险防护措施的准备工作,确保工程安全渡汛。

对于咸阳铁桥下游1.3 km处滚水低坝上游水流散乱段,临潼季家与华县北王河段的“Ω”河湾,临渭区河滩李~梁赵与华县魏三庄河段的倒“S”河湾和临潼任陈、临渭树园与大荔任西河段的“V”字型畸型河湾等不利河势,在汛期应加强观测,作好河势发生剧烈变动时的上报与记录,在河势发生剧烈变动时应根据险情需要安排相应的防洪抢险措施。

3.3 建议

(1)在河势变化分析中发现,河势连续变化观测资料不足,河湾生成、发展、消亡等连续的变化过程观测记录资料缺失,难以深入开展渭河下游治理,急需弄清的下游河势演变机理方面的研究。建议研究出台渭河下游河势日常观测记录细则等方面的方法与标准。

(2)目前渭河下游还有多处河段河势偏离治导线,个别河段偏离较多。建议对长度不足的控导工程与流路偏离治导线较大的河段加强观测与统计,根据主槽流路变化情况适时实施控导工程,以达到理顺与稳定河势的治理目标。

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