辽河中下游段河道演变及水力几何形态研究

高宇

（辽宁省白石水库管理局，辽宁朝阳122000）

辽河中下游段河道演变及水力几何形态研究

高宇

（辽宁省白石水库管理局，辽宁朝阳122000）

文中根据辽河中下游河段实测地形资料，从河道横断面、纵剖面、平面及主河槽演变规律几个方面，对辽河中下游河段近期河道演变规律进行分析研究，预计今后一段时期内，该河段总体上仍将维持现有河势，为辽河中下游河段两岸经济建设发展提供有利条件。

辽河中下游段；河道演变；水力几何形态；河型

随着经济的快速发展，辽河中下游河段两岸水利工程建设、跨河桥梁建设、生态景观建设等工程越来越多。河道内工程的建设必然会对河道的演变发展产生一定的影响，反过来，河道演变也会对工程建设及取水设施布置产生一定的影响。因此，对辽河中下游河段河道演变规律进行分析，对河道内水利工程建设、取水设施布置及经济发展布局具有十分重要的意义。

1 河段概况

辽河中下游主要指辽宁省昌图县福德店至辽中县六间房河口段的辽河干流地区，流域面积4.5×104km2，全长512 km。福德店至铁岭段是低山丘陵区，铁岭以下逐渐进入平原地区，且河流密布于平原。流域内共有100 km2以上河流129条，其中直接汇入的一级支流29条。福德店至巨流河为辽河中游，该段东侧汇入清河、柴河、凡河等支流，西侧汇入秀水河、养息牧河。巨流河以下至六间房河口为辽河下游，该段西侧有柳河汇入[1]。辽河中下游流域地势自北向南缓倾，主要地貌类型是受新华夏系构造第二沉降带控制的冲积平原—辽河平原，东西两侧是山地、丘陵，海拔多在500 m左右。中部的辽河平原由巨厚的第四纪冲积层构成，平原南部地势低洼，海拔均在50 m左右；平原北部因下降幅度较小，且受第四纪松辽分水岭上升的影响，形成起伏平缓的漫岗丘陵[2]。

2 水沙特性

辽河中下游地区径流补给主要来自降水，所以径流在地区分布、年际变化、年内分配上与降水较为一致。辽河径流的丰枯变化较大，辽河干流通江口、铁岭、巨流河3座水文站历年天然最大径流量分别为56.5×108，94.7×108，111.2×108m3。历年天然最小径流量分别为2.62×108，7.07×108，8.05× 108m3，年最大径流量与年最小径流量的比值分别达到了21.6，13.4，13.8。

辽河铁岭站多年平均天然径流量35.22×108m3，枯水期多年平均径流量8.11×108m3，年平均流量117.48 m3/s，枯水期平均流量为25.72 m3/s；六间房站多年平均径流量为42.71×108m3，枯水期多年平均径流量为10.22×108m3，年平均流量为96.14 m3/s，枯水期平均流量为32.4 m3/s。年径流量的年内分配也极不均匀，7和8月份径流量基本都占到全年径流总量的50%以上。

辽河东部各支流输沙量占全部输沙量的11.61%，西部各支流输沙量占全部输沙量的88.39%，特别是西辽河与柳河输沙量分别占全部输沙量的43.78%与34.11%，西辽河流域的年均产沙模数为53.77 t/km2，而柳河流域的年均产沙模数高达366.09 t/km2，因此辽河有“水沙异源，东水西沙”的特点[3]。

3 河道演变

3.1 横断面演变

采用基本水尺兼流速仪测流及浮标中断面方法测得铁岭、马虎山、平安堡、间房4站1988，1994，1995和2004年的大断面套绘图。从整体上看，2004年比1988年河底高程低、断面横比降大、主槽偏右，体现为河床冲刷。

从平面形态上看，铁岭站断面主槽右迁100 m，滩唇、滩地淤高。且此时为分叉河道。马虎山站断面主槽整体右迁200 m，滩地冲刷。平安堡站断面距石佛寺水库96.81 km，其间有秀水河、养息牧河、柳河汇入，并且距柳河口1.08 km。由于有高含沙支流柳河的汇入，滩地淤积，主槽河床整体抬高1.63 m，由于左岸有护岸等控制性工程，所以横向摆动不大，较稳定。六间房站断面由于有两岸大堤的约束，主槽横向迁移不大，河床明显冲深、下切4.03 m，滩地微冲。在1994和1995年大水时，各断面均表现为滩地淤积、主槽冲刷，深泓线右偏。六间房站断面冲刷最为剧烈、主槽下切3.64 m。

从下游到上游，主槽平均每年迁移速度加快，幅度加大，这充分说明辽河干流河床在六间房以下具有弯曲性河道特点，主槽稳定，从六间房往上逐渐过渡到游荡性河道，主槽摆动频繁，幅度加大。

3.2 纵剖面演变

总体而言，在巨流河站上游河道经历先淤积，然后再冲刷的过程。巨流河站以下河道则普遍淤积抬高，冲刷不明显。在经历辽河干流1994和1995年大洪水过程中，马虎山站上游河道无明显冲淤变化。马虎山站下游河道则经历了先冲刷再淤积的过程，到2004年有较弱的冲刷出现。

3.3 平面演变

由辽河下游巨流河至朱家房河段的1958年、1978年和2000年的河道套绘图，可以看出1958—1978—2000年间河道的平面演变规律为：巨流河至柳河口河段及卡力马到朱家房河段这两段变化不是十分明显，大部分是河弯的基本演变，以伸展和侧向移动为主，有不少河道流路基本重合；柳河口至老达房河段变化非常剧烈；3年的河道套汇图呈麻花状，大部分河弯呈复杂变化和复合型变化，变化规律难寻；1978年的河道在网户屯和老达房附近出现分叉现象，该河段河道表现为游荡性；老达房至卡力马段河道，在1958年时较为顺直，之后的1978年和2000年河道形态较为弯曲。

3.4 主河槽演变

3.4.1 主槽摆动频率

在1958—1978年间因大水大沙年频繁发生，主槽摆动幅度较大，一般在800～1 400 m之内，且总体略偏向右岸。1978—2000年间枯水枯沙年份多，主槽摆动幅度较小，一般在100～300 m之间，且主要是向右岸方向。所以，1978年以后的演变速度变慢了。

统计1958—2000年共43年的柳河口至朱家房河段的摆动周期（a）与摆动幅度（m）数据，采用一元线性回归分析，可以得出摆动幅度与周期大体成线性规律：y=0.049 8x+0.035 2。

3.4.2 主槽宽度

辽河下游有广阔的滩地，两岸大堤间距2～4 km，主槽较窄，一般宽约200 m，形成典型的平原型“宽滩窄槽”的复式断面形态。根据历次实测断面成果统计，辽河下游从下游柳河口至盘山闸段主槽逐渐变窄，如图1所示。比如1962年，主槽宽度六间房至盘山闸河段为124～265 m，平均173 m；卡力马至六间房河段为118～376 m，平均260 m；柳河口至卡力马河段为249～783 m，平均472 m。2000年实测断面，上述3段的主槽宽度分别为109～278 m，143～287 m，156～330 m，平均宽度分别为167，214，222 m。比较历次实测断面主槽宽可以看出，从1962—1991年间主槽宽度逐渐变窄，1991—2000年间又逐渐变宽，但2000年断面主槽宽度还是比1962年断面主槽宽度窄。

图1 辽河下游主槽宽度统计图

3.4.3 主槽平均河底高程

辽河干流巨流河以下特别是柳河口以下纳入柳河泥沙后淤积严重，河床逐渐抬高，已成为“悬河”态势。根据历次实测断面计算分析，1962—1965年间，因遇到丰水丰沙年段，1965年主槽平均河底高程比1962年的低，而滩地偏淤；1965年以后遇到枯水年段，主槽逐渐淤高，滩地有冲有淤，到1980年时主槽平均河底高程已高出堤内地面高程1～2 m，形成地上河，如图2所示。1991年实测断面因受1985和1986年洪水冲刷影响，主槽河底高程降低，1995年冬实测的断面由于受当年洪水冲刷又比1991年的低，1995年至2000年间没有大水出现，主槽平均河底高程又有所抬高。

图2 1980年辽河干流柳河口至盘山闸河段河底高程与地面高程比较图

3.4.4 平滩流量

平滩流量反映的是主槽在与滩唇齐平的水位下的过流能力，在此流量下水流造床作用最强，所以平滩流量可以作为反映河床形态的一个参数。平滩流量如图3所示，可以看出1965年断面平滩流量最大，1980年断面最小，说明1965—1980年间主槽过流能力逐渐减小，到2000年又有所增大，但与1965年相比还是小。

4 结语

辽河中下游河道横断面形态变化主要表现为主槽宽度和平均水深的变化。丰水丰沙期，河道冲刷表现为主槽宽度缩窄、水深增加；枯水枯沙期，河道普遍淤积表现为主槽逐渐缩窄、水深减小，河道发生萎缩；中水中沙期，主槽宽度又逐渐拓宽，水深加大。河道纵剖面形态有淤积抬高趋于平缓发展的趋势，主槽特征断面平面形态出现向右岸迁移的趋势，六间房处由于有两岸大堤约束，迁移受阻，主槽稳定，具有游荡性河道特点。六间房往上主槽迁移速度加快、幅度加大，逐渐过渡到游荡性河道。

预计今后一段时期内，该河段总体上仍将维持现有河势，稳定的河势也为河道内的工程建设、取水设施布置以及经济发展布局提供了有利的边界条件。

图3 柳河口至盘山闸河段平滩流量变化图

［1］陈扬，郭成久，范昊明，等.辽河中下游泥沙沉积特性分析［J］.沈阳农业大学学报，2008，40（4）：510-512.

［2］黄妮，刘殿伟，王宗明.辽河中下游流域生态安全评价［J］.资源科学，2008，30（8）：1243-1250.

［3］熊敬东.辽河中下游河道冲淤分析及整治规划研究［D］.南京：河海大学，2005.

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2016-05-05