渭河中下游“19·9”洪水特性及对河道影响分析

包岁利，白少智

（陕西省河流工程技术研究中心，陕西 西安 710018）

0 引言

2010年渭河综合整治以来，渭河中下游河道条件发生变化，对河道洪水演进带来一定影响[1]；本次“19·9”洪水以渭河中游及支流区间来水为主，林～魏区间未控支流洪水峰、量均较大，加之干支流上水库的调洪作用，使得林～魏区间河道洪峰、洪量有所增加，从而对渭河中下游“19·9”洪水特性进行了分析与探讨，建议开展渭河中下游类似洪水的水库联合防洪调度研究。

1 雨区分布及洪水组成

1.1 雨区分布及暴雨中心

受副热带高压外围暖湿气流和低窝系统共同影响，2019年9月9～15日，渭河流域出现一次大范围高强度持续的暴雨过程，暴雨中心位于渭河支流黑河、葫芦河、清姜河、金陵河、千河、漆水河、泾河、石头河、沣河、灞河及南山支流；最大日降雨量集中在9月15日，7日累积降雨量大于100 mm的有256站,大于125 mm的有104站,大于150 mm的有41站, 大于250 mm的有3站，最大7日累积降雨量分别为虎豹河红旗站的331 mm、黑河大坪站268.6 mm、厚畛子站270.4 mm，最大日降雨为虎豹河红旗站109.2 mm，7日降雨量等线图见图1。

图1 渭、泾、洛河流域9月9～9月15日降雨量等线图

1.2 洪水组成

受渭、泾、洛河流域强降雨影响，渭河中游干流林家村站9月15日2时39分流量为550 m3/s,魏家堡站9月14日23时0分洪峰流量1990 m3/s，渭河支流石头河鹦鸽站9月14日15时27分洪峰流量227 m3/s，汤峪河漫湾站9月14日14时27分洪峰流量101 m3/s，黑河黑峪口站9月14日15时15分洪峰流量1070 m3/s，涝河涝峪口站9月14日15时30分洪峰流量179 m3/s；咸阳站9月15日05时48分洪峰流量2860 m3/s，黑河金盆水库从9月14日14时40分出库流量由876 m3/s调整为1126 m3/s，持续12.33小时，9月15日4时出库流量由1126 m3/s调整为826 m3/s持续8小时，依据2019年防洪技术预案中泾、洛、渭河洪水传播时间，黑河黑峪口洪水传播到咸阳站的时间大约在9 h～13 h，相应的咸阳站流量由1290 m3/s涨到2620 m3/s，经过15.8小时，15日5时48分咸阳站到达洪峰2860 m3/s，说明金盆水库放水对咸阳洪峰过程影响明显。支流沣河秦渡镇站9月14日16时15分洪峰流量252 m3/s，灞河马渡王站9月15日12时27分洪峰流量659 m3/s；泾河张家山站9月16日5时洪峰流量是458 m3/s，相应的最大含沙量132 kg/m3，桃园站9月15日0时24分洪峰流量427 m3/s，相应的最大含沙量114 kg/m3。渭河下游临潼站9月15日19时洪峰流量3990 m3/s；渭河华县站9月17日2时洪峰流量2760 m3/s。洪水特征值统计见表1，渭河中、下游洪水过程线见图2。

图2 渭河下中游控制站（2019年）

林～魏区间支流清姜河益门镇站洪峰流量156 m3/s，千河千阳站洪峰流量174 m3/s，千河王家崖水库最大出库流量为204 m3/s，石头河鹦鸽站洪峰流量227 m3/s，石头河水库最大出库流量为300 m3/s，林～魏区间支流控制站洪峰简单叠加为660 m3/s，与林家村站洪峰相加仅1210 m3/s，仅占魏家堡洪峰流量的60.8%。也就是说，除上述来源外，形成魏家堡洪峰流量的洪水中，还有780 m3/s来自区间。同时王家崖、石头河水库的出库流量比相应的入库站流量大，增峰率分别为14.7%、24.3%，此时水库的作用是“增峰增量”。

表1 渭河中下游各站2019年9月9日至30日洪水特征值统计表

2 洪水特性分析

2.1 渭河洪水主要来源于林～魏、魏～咸区间支流

渭河魏家堡站9月14日23时洪峰流量1990 m3/s，加入支流黑河黑峪口洪峰流量1070 m3/s，9月14日14时40分黑河金盆水库泄洪最大洪峰流量1126 m3/s，形成咸阳站9月15日5时48分洪峰流量2860 m3/s的洪水过程，此后沿程汇入沣河秦渡镇站洪峰流量252 m3/s、灞河马渡王站洪峰流量659 m3/s、泾河桃园站洪峰流量427 m3/s，形成9月17日2时临潼站洪峰流量3990 m3/s，渭河华县站洪峰流量2760 m3/s。

2.2 洪水演进特点

（1）临潼～华县段洪峰传播时间偏长

渭河下游各站典型洪水传播时间统计见表2。从表中可以看出，“19·9”洪水渭河咸阳至临潼站洪峰传播时间为13.2 h，临潼至华县站洪峰传播时间为31 h。从表中数据可知，与量级接近的“92·8”、“96·7”洪水传播时间相比，此次洪水传播历时均长于这两次典型洪水，咸～临传播历时比“92·8”长9.8 h，临～华传播历时分别比“92·8”、“96·7”长 20.1 h、11.5 h。

表2 渭河下游各站洪水传播时间对比表

（2）临潼～华县河段洪峰削减率偏大

从表3可以看出，“19·9”洪水临潼～华县河段洪峰削减率为30.8%。与量级接近的“92·8”、“96·7”洪水相比，此次洪水临潼～华县河段洪峰削减率均大于这两次典型洪水的4.8%、16.1%。

（3）临潼～渭南段洪峰水位偏高

渭河下游各站典型洪水洪峰特征对比见表3。从表中可以看出，与量级接近的“84·9”、“92·8”、“96·7”洪水相比，“19·9”洪水临～华县段洪峰水位均高于“84·9”、“92·8”、“96·7”洪水，临潼站分别高1.48 m、0.53 m、0.12 m，交口站分别高3.00 m、0.90 m、-0.08 m，渭南㈡站分别高 1.64 m、0.32 m、0.14 m，华县站分别高2.32 m、0.54 m、-0.765 m。

表3 渭河下游各站典型洪水洪峰特征对比表

3 洪水对渭河下游河道的影响

3.1 漫滩及倒灌

依据典型断面图3～图6和洪水期间实地调查，在渭河“19·9”洪水中，渭河下游华县以下部分发生不同程度漫滩偎堤，入渭一级支流均存在不同程度的倒灌或顶托情况，其中二华南山支流倒灌严重。本次洪水期间尤河洪水倒灌1800 m，水深0.4 m～0.6 m；赤水河倒灌1900 m，水深0.6 m～0.8 m；遇仙河挡水闸坝前最大水深2.1 m，坝后最大水深1.5 m；石堤河挡水闸坝前最大水深1.2 m，坝后最大水深1.1 m；罗纹河挡水闸坝前最大水深1.9 m，坝后最大水深1.7 m。由于洪水漫滩，渭河下游沿河道两侧的玉米、油葵、苗圃等经济作物受到不同程度损失。

图3 咸阳水文站断面洪峰水位图

图4 临潼水文站断面洪峰水位图

图5 华县水文站断面洪峰水位图

图6 陈村水位断面洪峰水位图

3.2 下游冲淤变化

由于本次洪水过程泾河张家山含沙量132 kg/m3，一般张家山含沙量为200 kg/m3称高含沙，故本场洪水含沙量不大，整体河势变化不大，渭河“19·9”洪水下游各河段冲淤量计算见表4。从表4可以看出，按2019年9月输沙量计算，渭河下游咸阳+桃园～临潼河段冲刷泥沙725.1万t，临潼～华县河段冲刷泥沙667万t，二者合计共冲刷泥沙1392.1万t，从河段泥沙淤积的数值上可以看出，本次洪水过程主要是河道冲刷。

表4 渭河下游各河段冲淤量计算表(输沙率法)

3.3 常水位及主槽过洪能力变化

依据渭河中下游各水文站洪水前后的实测水位、流量数据点绘水位～流量关系曲线，确定常流量在曲线上相应的常水位(渭河中游常流量150 m3/s，下游常流量200 m3/s)见表5。可以看出，洪水前后渭河中游林家村、魏家堡、咸阳站分别下降0.02 m、0.08 m、0.01 m；渭河下游临潼站、华县常水位分别抬升0.05 m、0.04 m，咸阳保持不变。

表5 渭河“19·9”洪水中下游各站常水位与主槽过洪能力变化统计表

依据渭河中下游主要站测流断面的滩面高程和水位～流量关系，确定各站主槽过洪能力见表5。由表5可见，洪水后林家村、魏家堡、咸阳、临潼、华县站的主槽过洪能力分别为1650 m3/s、1990 m3/s、2860 m3/s、4300 m3/s、2900 m3/s；渭河中游魏家堡、咸阳站洪水后主槽过洪能力较汛前[2]分别增大390 m3/s、760 m3/s，林家村站减小350 m3/s，渭河下游临潼站的主槽过洪能力与汛前基本接近，华县站增大700 m3/s。

3.4 洪灾损失

“19·9”洪水渭河下游共有21处河道工程出现根石走失严重、铅丝笼石坍塌、坡石冲塌等险情，5处工程进连坝路被冲毁，坝垛水毁总长度572 m，进连坝路水毁长度2600 m，造成洪水漫滩及工程漫顶、坝垛损毁、道路冲断等不同程度的水毁；下游滩区秋季作物因滩区洪水漫滩遭受一定的淹没损失。

4 结论与建议

4.1 结论

（1）受副热带高压外围暖湿气流和低窝系统共同影响，2019年9月9～15日，渭河流域出现了一次大范围持续降雨过程。渭河中下游发生了入汛以来最大的一场洪水，临潼、华县站出现最大洪峰流量分别为3990 m3/s、2760 m3/s，洪量分别为16.07 亿 m3、16.24 亿 m3。

（2）与量级接近的典型洪水相比，“19·9”洪水临潼～华县段洪峰传播历时为31.0 h，明显偏长，洪峰削减率为30.8%，明显偏大；与“84·9”、“92·8” 、“96·7”洪水相比，“19·9”洪水临潼～渭南段洪峰水位明显偏高，临潼站分别高1.48 m、0.53 m、0.12 m，交口站分别高3.00 m、2.15 m、-0.08 m，渭南㈡站分别高 1.64 m、1.20 m、0.14 m，华县站分别高 2.32 m、0.54 m、“96·7”洪水华县站低0.765 m。

（3）本次洪水中冯家山、王家崖、石头河水库作用是“增峰增量”。金盆水库入库最大流量1170 m3/s，经水库调蓄后，最大出库流量1126 m3/s，洪峰削减率3.76%；计算9月9日8时至30日8时的咸阳站涨水期水库入、出库洪量发现，咸阳站涨水期金盆水库洪量削减率2.2%，本次金盆水库的作用是“削峰减量”。

（4）按2019年9月输沙量计算，渭河下游咸阳+桃园～临潼河段冲刷泥沙725.1万t，临潼～华县河段冲刷泥沙667万t，二者合计共冲刷泥沙1392.1万t,本次洪水过程河道是冲刷；结合水文站断面过水面积变化分析，主槽过洪能力魏家堡、咸阳站较汛前分别增大390 m3/s、760 m3/s，林家村、临潼站分别减小350 m3/s、200 m3/s，华县站增大700 m3/s。洪水过程中主要体现为“河道冲刷”的冲淤特征。但由于含沙量小于200 kg/m3，洪水河势变化的影响有限，仅局部河段河势发生较大变化。

4.2 建议

“19·9”洪水中林～魏区间大中型水库调度增加了洪峰、洪量，魏～咸区间黑河金盆水库起到了削峰减量的作用，建议开展渭河中下游类似洪水的水库联合防洪调度研究，为进一步发挥已有大中型水库的防洪作用提供技术支撑。