汾河下游河道冲淤情况分析

范国鹏

（山西省汾河流域管理局，山西 太原 030002）

1 汾河概况

黄河的第二大支流汾河，干流全长716km。根据地形，义棠以下至出口下游段河道长378km，流域面积15526km2，占整个流域面积的39.5%。汾河两岸泉水较多，土地肥沃，临汾段和运城段是汾河下游重要组成部分，临汾段北自霍州市王庄入境，南至侯马市张王村出境，干流全长173.5km；运城段全长132.1km，上起新绛县南梁，下至万荣县庙前。洪安涧河、涝河等支流在临汾盆地北段汇人汾河，支流上建有曲亭、涝河、洰河3座中型水库。

汾河下游属于淤积型河道，常出现泥沙淤积，1998年汾河下游修建堤防之后，两岸间淤积了不少泥沙，且淤积速度加快。由于河道工程管理和维修养护费用不足，堤防、护堤护岸坝垛、护坡、排退水涵闸等河道工程及附属工程无法得到及时的修建和养护，导致工程在投入运行后，部分河段的行洪能力受到一定影响，出现暴雨、洪水灾害时，河道防洪状况令人堪忧。

2 汾河干流水沙特性

近些年，随着汾河流域城乡居民生活水平大幅度提升，用水需求不断增多，河道内水量逐渐变少，且由于干支流水库的调蓄作用，影响到了下游的水沙关系。经过比较分析干流沿程的水沙量可知，导致水沙量不断上升的原因，主要来源于汇入汾河的大量支流。

赵城断面1952—2010年多年平均水量是6.11亿m3，多年平均沙量是1667万t，汛期水量占据了全年的70.5%，沙量则占据了全年的93.5%。结合历年的水量与沙量，可发现赵城断面历年水沙量呈现的都是逐次递减的趋势，且水量减少幅度比沙量更低。

河津断面1964—2010年多年平均水量是8.04亿m3，平均沙量是1096万t，汛期水量占据了全年的61.3%，沙量则占据了全年的90.6%。结合历年的水量与沙量，可发现河津断面水沙量随着年代逐渐递减，且水量减少幅度比沙量更低。

结合以上水沙特性可知，近期各个时段的减水幅度要比减沙幅度低。

3 汾河河道淤积成因与对策

汾河流域处于半干旱的黄土高原。通过对汾河主要水文站建站以来的历年实测资料可看出，半个世纪以来，汾河下游水沙系列的变化较大，变化主要体现在两个方面：一是年径流量与输沙量大幅度降低；二是年最大洪峰流量下降速度明显，洪水历时则相对更长。之所以会出现这些变化，主要是引蓄水工程增加与枯水年份比例增大两方面原因造成的。

一是，自20世纪50年代以来，汾河流域内兴建的水库与引水灌溉工程数量越来越多，仅大中型水库总控制面积便已占据汾河流域面积的30%以上，水库对河道径流与泥沙的调节起到了很大的影响。由于流域内工农业用水需求日益增长，大中型水库及引水工程对径流的拦蓄作用也相应提升。

二是，从70年代后期，汾河流域枯水年份逐渐变长。通过对基本处于自然状态的中小型流域水文测站的实测径流统计，80年代年平均径流量约为60年代的40%～70%。七八十年代汾河下游一度出现断流，断流时间与断流段长度逐渐变长。水库在调蓄较大范围的暴雨洪水的同时，截留出大量泥沙。水库群对洪水的调蓄作用反映在汾河下游，表现为河道洪水历时延长以及洪峰流量降低。

结合汾河河道实际状况，提升河道防洪标准，根据20年一遇标准，对现有堤防进行加高培厚等处理，下延至汾河入黄口，从而达到提高行洪能力的目的。通过降低河床、加固堤防，使其形成河道内清淤、有效利用汾河自身水沙资源达到降淤、阔河与固堤等方式扩宽主槽，加强主槽泄洪能力。加强险工与控导工程，控导与险工工程都是汾河河道中极为关键的部位，在新建或是防护险工、控导工程时，可尝试使用新工艺、新技术、新材料，力求把汾河堤防修建成高新技术工程。有效利用各种新技术挖河降淤，对于掉滩区出现的行洪障碍，要及时清除，确保河道过洪能力不受影响。

此外，采用各种非工程措施。利用“世界水日”等宣传形式，加强对河道方面法律法规的宣传，使人们全面了解河道安全运行以及防洪的重要性；通过信息化网络建设，以信息化方式管理河道，实现科技治河；同时，还应建立完善的管理制度，规范河道管理制度，加强对河道的巡查力度，并强化对建设项目程序的日常管理与督察，以便能及时发现并上报、解决问题。

4 来水来沙预测

结合赵城、柴庄以及河津水文站的实测水沙资料，对相邻之间各站的年沙量与年水量关系进行了点绘，再通过对水量相关方程（W上站=K1W下站+C1）与沙量相关方程（WS上站=K2WS下站+C2）的计算，算出其相关关系。各相邻断面之间的年沙量与年水量的相关参数见表1。

表1 汾河下游河段相邻水文站水量与沙量相关关系参数

通过对河津站和柴庄站年水量与年沙量的相关关系分析，建立了河津断面的月水量与月沙量的相关关系，在当前平均水沙量的基础上，结合分别缩小水利水保措施新增加的减水量及减沙量数据，最终可预测出2020年的平均年输沙量。计算结果见表2。

表2 2020年平均年各站来水量与水沙量

5 冲淤预测

目前，还未对汾河干流大断面进行系统的实际测量，因此这方面的资料比较少，加之汾河支流数量较多，且多半支流并未设水文站，若靠沙量平衡法计算河道冲淤量难度很大。因此，仅就水文站实测断面冲淤厚度进行计算。经过对赵城、柴庄以及河津水文站1965—2009年的实测断面资料的查阅分析，算出水文站各断面不同年代冲淤变化参数。具体见表3。

表3 各断面不同时段内冲淤变化参数

结合赵城、柴庄以及河津3站2020年平均来水量与来沙量，去掉河道受已建水库蓄水拦沙造成的影响；以10年平均滑动速度测出各站的实际水沙量，以其中最接近设计平均来水量与来沙量的实测系列为代表；将与之对应水文站断面年平均冲淤面积和厚度，作为规划期年平均冲淤面积和厚度。推算出赵城的冲淤面积、计算宽度、淤积厚度分别是5.37m2、246m、0.022m；柴庄的冲淤面积、计算宽度、淤积厚度分别是3.62m2、228m、0.016m；河津的冲淤面积、计算宽度、淤积厚度分别是22.69m2、530m、0.043m。

6 结语

因汾河下游属于淤积型河道，又是水库较多的特殊河段，不能很好地控制流域来水量与来沙量，无法准确算出河道的冲淤量，很难对冲淤量进行较为精确的预测。针对汾河下游河道的淤积情况，分析河道淤积成因，探讨了汾河干流水沙特性以及对来水来沙预测，通过对赵城、柴庄以及河津3个水文站年平均淤积厚度的分析与计算，对其冲淤面积、计算宽度、淤积厚度进行了预测。

［1］尹立生，王宏图，赵克梅，等.汾河下游王庄──柴庄河道特性及河床演变分析［J］.山西水利科技，1996，03：15-21.

［2］范国燕.汾河下游河道特性及治理措施浅议［J］.山西水利，2011，06：19-20.

［3］王兵.汾河下游河道存在问题及治理对策［J］.山西水利，2004，04：44-45.