石長(zhǎng)偉， 張 英， 梁林江， 劉 俊

(1.陜西省河流工程技術(shù)研究中心， 陜西 西安 710018；2.陜西省江河水庫(kù)管理局， 陜西 西安 710018；3.陜西水利水電工程集團(tuán)有限公司, 陜西 西安 710086)

1 渭河下游沖淤概況

渭河下游歷史上是微淤的沖淤平衡的地下河[1]，由于三門峽水庫(kù)修建與運(yùn)用，渭河下游河道局部侵蝕基準(zhǔn)潼關(guān)高程大幅度抬升，造成渭河下游泥沙大量淤積，由微淤的沖淤平衡的地下河演變?yōu)榈厣稀皯液印?，從根本上改變了渭河下游的河道條件和沖淤形勢(shì)，影響深遠(yuǎn)而復(fù)雜[2]。

渭河下游不同時(shí)期沖淤情況統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1，可以看出，渭河下游淤積呈“下大上小”典型的溯源淤積形態(tài)，2002年汛期后累計(jì)淤積體達(dá)歷史最大值13.2182×108m3；之后，渭河下游沖淤以沖為主，2015年汛后累計(jì)淤積體10.4876×108m3，較最大淤積量減少2.7306×108m3，有所沖刷[3]。從淤積程度看，淤積最嚴(yán)重時(shí)期發(fā)生在蓄清排渾運(yùn)用之前，累計(jì)淤積體10.0746×108m3，占?xì)v史最大淤積量的76.22%，占目前下游總淤積量的96.06%。從淤積部位看，各個(gè)時(shí)期淤積重心均在渭淤10以下河段，一般占下游全部淤積的70%左右；渭淤10～26河段也有較大的累計(jì)淤積量，一般占下游全部淤積的30%左右；渭淤26以上河段有沖有淤，總體呈沖刷狀態(tài)，共沖刷1.4923×108m3。

2 渭河下游近期(2002年汛后原型試驗(yàn)以來(lái))沖淤變化情況分析

2.1 綜合整治前沖淤變化情況

2002年汛后三門峽水庫(kù)開始原型試驗(yàn)運(yùn)用至渭河下游綜合整治前(2002年9月-2010年11月)，渭河下游沖淤體成果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2?？梢钥闯?，該時(shí)期河道以沖為主，共沖刷泥沙1.5023×108m3，年均沖刷量0.1879×108m3。從河段沖淤看，渭淤10以下河段年度有沖有淤、總體以沖為主，沖刷1.0068×108m3；渭淤10～26河段年度有沖有淤、總體以淤為主，淤積0.3390×108m3；渭淤26以上河段全部為沖刷，沖刷0.8354×108m3；全河段呈“上下沖、中間淤，總體沖”的淤積分布。

表1 渭河下游不同時(shí)期各河段淤積量統(tǒng)計(jì)成果表(斷面法成果,以水文年計(jì)) 108 m3

表2 2002年汛后-2010年汛后渭河下游各河段沖淤量 108 m3

從時(shí)段沖淤變化來(lái)看：2002年10月-2009年10月期間，渭河下游年度沖淤變化為沖淤相間，泥沙沖淤量一般介于-0.18×108～0.14×108m3的正常年度沖淤量之間，7年共沖刷0.4754×108m3，年均沖刷量為0.0679×108m3；2009年10月-2010年11期間，渭河下游在沒(méi)有發(fā)生較大洪水(2010年最大洪水臨潼站洪峰流量為2 800 m3/s)的情況下，沖刷量達(dá)1.0278×108m3，遠(yuǎn)超過(guò)正常年份沖淤變化，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這主要是渭河華縣河段淤背工程建設(shè)在河道內(nèi)大量取土及由此影響斷面測(cè)量造成的。

2.2 綜合整治以來(lái)沖淤變化情況

渭河下游綜合整治以來(lái)(2010年11月-2015年10月)總體來(lái)講是沖刷的，共沖刷泥沙1.2274×108m3，年均沖刷0.2455×108m3，詳見(jiàn)表3。

從河段沖淤分布看，渭攔河段沖刷0.0124×108m3；渭淤1～10河段淤積0.3919×108m3，其中渭淤1～4河段沖刷0.2187×108m3，渭淤4～10河段淤積0.6106×108m3，河槽變化不明顯；渭淤10～26河段沖刷0.6786×108m3,渭淤26～37河段沖刷0.9283×108m3，部分河段河槽河底刷深明顯，如咸陽(yáng)至農(nóng)六河段河槽下切加劇，下切最大深度大約達(dá)2～3 m，上游段已發(fā)展至西寶客運(yùn)專線橋附近，并向上游較快發(fā)展；河道總體上呈“上下沖、中間淤”的沖淤格局。

表3 2010年汛后-2015年汛后渭河下游各河段沖淤量 108 m3

從年度沖淤變化來(lái)看：2010年11月-2015年10月期間，渭攔河段有沖有淤，主要是“11.9”洪水沖刷，總體呈沖刷；渭淤1～4河段除2013年度外，其他年度均為沖刷，總體為沖刷；渭淤4～10河段除2015年度外均為淤積，總體為淤積；渭淤10～26、26～37河段各年度均為沖刷。

3 近期沖淤變化原因分析

3.1 潼關(guān)高程變化的影響

2002年汛后三門峽水庫(kù)開始原型試驗(yàn)運(yùn)用[4-5]，加之水沙條件有所改善與相關(guān)各方先后采取了潼關(guān)河段清淤[6]、東轤裁灣[7]、黃河北干流放淤試驗(yàn)[8]與調(diào)水調(diào)沙[9]等措施，渭河下游局部侵蝕基準(zhǔn)——潼關(guān)高程由2003年汛前歷史最高328.82 m逐步下降，2012年汛后潼關(guān)高程為327.38 m；之后，潼關(guān)高程又呈連年抬升變化，2016年汛后潼關(guān)高程抬升至327.94 m。三門峽水庫(kù)非汛期運(yùn)用水位與非汛期潼關(guān)高程升降變化關(guān)系見(jiàn)圖1，可以看出：三門峽非汛期平均運(yùn)用水位高低對(duì)潼關(guān)高程升降有著明顯而重要的影響，特別是原型試驗(yàn)以來(lái)，關(guān)系更為密切，相關(guān)系數(shù)R=0.79。因此，由于2010年度以來(lái)三門峽水庫(kù)汛期、非汛期運(yùn)用水位全方面突破原型試驗(yàn)指標(biāo)與“潼關(guān)高程控制與三門峽水庫(kù)運(yùn)用方式研究[10]”確定的指標(biāo)，潼關(guān)高程又呈抬升趨勢(shì)。

圖1 1973年汛后以來(lái)非汛期平均水位(Z非)與潼關(guān)

1973年汛后三門峽水庫(kù)蓄清排渾運(yùn)用以來(lái)潼關(guān)高程升降變化與渭河下游累計(jì)淤積量關(guān)系見(jiàn)圖2，可以看出：2010年前隨著潼關(guān)高程的升降渭河下游累計(jì)淤積量發(fā)生相應(yīng)的沖淤變化，變化趨勢(shì)基本一致，只是略有滯后；2010年汛后以來(lái)潼關(guān)高程變化不大，圍繞327.50m上下波動(dòng)，相對(duì)穩(wěn)定，渭河累計(jì)淤積量大幅度下降；2012年之后潼關(guān)高程微升，渭河下游累計(jì)淤積量仍呈下降趨勢(shì)；表明在潼關(guān)高程較為穩(wěn)定條件下，對(duì)渭河下游沖淤變化有重要影響的潼關(guān)高程影響因子的作用有所減弱，并且有一定的滯后現(xiàn)象。盡管兩個(gè)時(shí)期兩者相關(guān)性不盡一致、有一定變化，但渭河下游泥沙淤積量隨著潼關(guān)高程的抬升或降低而增大或減少的規(guī)律仍然明顯存在[3]。因此，渭河下游累計(jì)沖淤量與潼關(guān)高程變化密切相關(guān)，潼關(guān)高程升降變化對(duì)渭河下游沖淤有著重要影響，是渭河下游沖淤的直接影響因素。

圖2 1973年以來(lái)渭河下游歷年累積淤積量與潼關(guān)高程變化

3.2 水沙條件變化的影響

渭河下游不同時(shí)期水沙量變化統(tǒng)計(jì)(圖3)可以看出：2002年汛后渭河水沙發(fā)生了較大變化，華縣站2003-2015年系列年均徑流54.78×108m3、年均輸沙量0.986×108t，分別為1961-2002年系列均值67.18×108m3、3.336×108t的81.5%、29.6%，屬平水特枯沙系列。對(duì)比分析表明：1973-2002年華縣站水沙一致性較差；2003-2015年華縣水、沙量關(guān)系相關(guān)系數(shù)為0.645(圖3)，說(shuō)明該時(shí)期水沙較為協(xié)調(diào)，有利于河道沖刷；而各個(gè)時(shí)期渭河水沙量與下游河道淤積量均無(wú)明顯相關(guān)性，說(shuō)明水沙量對(duì)沖淤的影響受其它因素的制約，處于從屬地位。

圖3 渭河下游華縣站水沙量關(guān)系圖

3.3 人類活動(dòng)的影響

按臨渭區(qū)河段從2005年采砂量[11]42×104m3增加至2010年采砂量[12]196×104m3估算，渭河下游2003-2010年平均年采砂量大致在120×104～150×104m3，對(duì)于多年平均可能補(bǔ)給量[13]252×104～568×104m3而言，采砂對(duì)渭河下游河道沖淤影響較小。

2010年10月渭河全線綜合整治工程正式開工，為保障綜合整治建設(shè)，渭河下游全線禁采(偷采除外)，綜合整治期間人類活動(dòng)主要是渭河中下游兩岸堤防新建、改建與加固擴(kuò)建建設(shè)用土；按渭河下游綜合整治期間堤防長(zhǎng)度與新、舊堤防斷面的新增工程量估算從河道取土量大約為0.3723×108m3，占同期沖刷量1.2274×108m3的30.3%，可見(jiàn)綜合整治期間人工干擾對(duì)渭河下游沖淤有著重要影響。

4 結(jié)論與建議

(1)渭河下游近期沖淤由淤積演變?yōu)闆_刷，呈“上下沖、中間淤，總體沖”的沖淤格局；渭河綜合整治前、后兩個(gè)時(shí)期“中間淤”部位分別在渭淤10-26、渭淤4-10河段，有著明顯的區(qū)別。

(2)2002年汛后至2010年汛后潼關(guān)高程下降是渭河下游沖刷最主要的影響因素，水沙變化特別是河道輸沙量大幅度減小增大了水流挾沙力也有一定作用，但處于從屬地位，人工干擾影響較小。綜合整治期間，渭河下游沖刷量增大主要是大規(guī)模工程建設(shè)在河道內(nèi)取土、潼關(guān)高程下降造成的，渭河來(lái)沙量銳減引起的水沙搭配變化居于從屬地位。

(3)由于河口侵蝕基準(zhǔn)、水沙條件、人工采砂(含取土)等各種因素共同影響，下游河段沖淤變化較大，工程垮塌險(xiǎn)情近年來(lái)時(shí)有發(fā)生。建議近期防汛中應(yīng)注重畸形不利河灣變化與洪水頂沖工程的觀測(cè)，適時(shí)修建控導(dǎo)工程、加固或續(xù)建洪水頂沖工程，加強(qiáng)對(duì)不利河勢(shì)的控導(dǎo)，確保岸坡穩(wěn)定與防洪工程安全。

(4)由于潼關(guān)高程對(duì)渭河下游沖淤有著直接的、重要的影響，三門峽水庫(kù)運(yùn)用水位對(duì)潼關(guān)高程控制有著重要的作用，建議加強(qiáng)對(duì)包括“按《潼關(guān)高程控制與三門峽水庫(kù)運(yùn)用方式研究》確定指標(biāo)進(jìn)行水庫(kù)運(yùn)用”在內(nèi)的綜合措施，努力將潼關(guān)高程控制在325.60～325.69m以下[14]，繼續(xù)減少渭河下游淤積，改善河道行洪條件。

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