淮河中游六坊堤河段近期河床演变分析

2014-02-27 05:28胡国良
治淮 2014年10期
关键词:行洪河段冲刷

胡国良

(安徽省·水利部淮委水利科学研究院 安徽省水利水资源重点实验室 蚌埠 233000)

淮河中游六坊堤河段近期河床演变分析

胡国良

(安徽省·水利部淮委水利科学研究院 安徽省水利水资源重点实验室 蚌埠 233000)

六坊堤河段是淮河中游的分汊河段,河势复杂,现状过流能力达不到设计要求。为提高河道的过流能力,必须对该段河道进行整治。根据多年实测地形资料,分析该段河床演变趋势,为河道整治提供参考。

六坊堤河段 冲淤 河势 演变

1 河道概况

六坊堤河段是淮河中游的分汊河段,主要包括灯草窝生产圩、上下六坊堤两个行洪区、左右两汊河道以及灯上横汊和二道河,河势复杂,左右两股汊河均长约24.6km。其河底高程相对上下游河道较高,单汊主槽宽相对较小。其中左汊河底高程一般在10~12.5m,平均11.77m,其中河底高程较低的超河哑巴渡口处为-1.2m,石头埠处为-4.1m。主槽平滩宽度,左汊一般在170~250m;右汊比左汊要宽,一般在220~350m。左汊堤距平均700m,右汊堤距平均650m。目前灯草窝右汊和上六坊堤右汊为主流水道,下六坊堤两汊分流比接近。

六坊堤河道现状泄流能力不能满足设计要求。根据模型试验结果,在现状河道工况下,当河道通过设计流量10000m3/s、控制田家庵水位24.45m时,实测峡山口水位

25.98m,这比规划要求的峡山口25.54m水位高出0.44m。因此,该段现状河道泄流能力远未达到设计要求。

六坊堤行洪区为低标准行洪区,1950年以来,共行洪12次,约5年一遇。按照规划要求,需要对该段河道进行整治。整治措施主要包括铲除灯草窝圩,废弃上下六坊堤行洪区,疏浚二道河、上六坊堤右汊河道以及下六坊堤左汊河道及其组合。因此,分析该段河道河床演变具有重要意义。

本文根据1971年、1983年、1992年、2005年、2008年河道实测资料,分别计算水位20.5m和23.5m以下的断面面积,采用断面法计算河段槽蓄量和冲淤量,进而分析河道冲淤特点,比较主槽和滩地的变化,分析近期河床演变。

2 河道冲淤计算

根据淮河中游河道1971~2008年5个测次的河道地形资料,采用断面法对河道冲淤量进行计算,结果见表1和表2。

表1 1971~2008年六坊堤右汊河段冲淤(+为淤,-为冲)

表2 1971~2008年六坊堤左汊河段冲淤(+为淤,-为冲)

2.1右汊河段冲淤变化

右汊河道超河段,1971~2008年间5个测次相比,河道主槽总体呈逐次扩大之势,总体冲刷409.5×104m3,年平均冲刷10.8×104m3。至2008年,主槽的槽蓄量与1971年相比,增大62%。滩地5个测次相比,有冲有淤,总体冲刷142.3×104m3,年平均冲刷3.7×104m3。超河哑巴渡口冲刷严重,河底高程由1971年的9.8m冲深至2008年的-1.2m。但1971年与1983年相比,深泓高程并没有多大变化。根据实地了解,除汛期高水外,此处常年有采砂船在此采砂,因此,违章采砂也是局部冲坑形成的主要原因之一。

右汊中段河道在1971~2008年间冲刷891.7×104m3,年平均冲刷23.5×104m3,总体呈逐次扩大之势。滩地5个测次相比,有冲有淤,总体冲刷14.0×104m3,年平均冲刷0.4× 104m3。右汊下段即二道河进口以下河段总体也呈逐次扩大之势,在1971年与2008年间冲刷 1541.0×104m3,年平均冲刷 40.6× 104m3。滩地5个测次相比,总体呈逐次扩大之势,总体冲刷115.8×104m3,年平均冲刷3.0×104m3。

2.2左汊河段冲淤变化

从表2中可以看出,左汊从进口至灯上分汊河道主槽总体冲刷,而滩地总体淤积。左汊中段河道有冲有淤,在1971~2008年38年间总体表现为淤积。而下段即二道河出口以下河段,从5次测图来看,主槽槽蓄量呈逐次扩大之势,2008年比1971年增大51%,滩地槽蓄量变化很小,2008年比1971年增大3.7%,河道总体表现为扩大。

总之,六坊堤河段右汊比左汊的过水面积大;右汊河道总体冲刷严重,尤其是1992~2005年间,冲刷最为严重;左汊河道总体冲刷较重,但冲刷幅度远小于右汊。

二道河1992年漏测,从1971年、1983年、2005年和2008年实测地形来看,变化不大。而灯上横汊从实测的资料看,逐年淤积,最低深泓高程2008年已达到16.6m以上。

上述河道特征从两汊的过流量也可得到验证。根据正

阳关至淮南田家庵段的河工模型试验实测分流比,1992年河道状况下,未启用行洪区时,右汊超河过流量占总流量的67%,二道河以下右汊过流量占总流量的50%;7000流量级时,超河过流量占总流量的60%,由于行洪区分泄部分流量,二道河以下右汊过流量占总流量的40%,实际过流量占河道的57%。

2.3河段冲淤成因浅析

河道的冲淤变化规律可以从河段来水来沙的条件变化进行初步分析。如表3所示,1971~1983年、1983~1992年、1992~2005年和2005~2008年4个时段的日均来沙系数分别为0.72×10-3kg·s/m6、0.35×10-3kg·s/m6、0.20×10-3kg·s/m6和0.11×10-3kg·s/m6,而4个时段河道年平均冲刷量分别为30.4×104m3、73.7×104m3、102.2×104m3和138.0×104m3。可以看出,随着日均来沙系数的减小,河道年平均冲刷量随之增大,即来沙系数越小,河道的冲刷程度越大。此外,近期河道冲刷强度加剧,与人工采砂也有着密切的关系。

表3 鲁台子站各年代水沙特征变化

3 河道纵剖面变化

5次测量的河道深泓纵剖面表明,右汊河道1992~2005年深泓高程降低幅度较大,左汊河道2005~2008年间深泓高程降低幅度最大。而2005~2008年间未发生大洪水,可见深泓高程的降低一方面说明河道冲刷强度增大,这与来沙量减少和行洪区运用效果不佳、主槽集中冲刷有关;另一方面说明该段河道非法采砂较为严重,导致河底急剧下切。

4 结语

六坊堤河段两汊总体冲刷,右汊冲刷幅度较左汊大,主槽冲刷幅度较滩地大。同时,人工采砂导致局部冲坑急剧下切。河道冲刷扩大,有利于增加河道泄量,但无序采砂也给河道稳定带来不利影响■

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