富县至宜川天然气输气管道工程穿越段河道演变特征研究

相里钊

(陕西省延安市宜川县河道和水库管护中心，陕西 延安 716200)

富县至宜川天然气输气管道工程穿越，富县、宜川境内，管线穿越区域仕望河设有大村水文站，根据本次评价据实地查勘，管线穿越仕望河、牛武川、牛武东川、西川河、鹿儿川等河流，气候条件、地形地貌、水文特性、河谷形态、河床质组成等与仕望河大村水文站相近。通过选用大村水文站作为参证站，对穿越段所在流域河流的水沙特性及河道演变特征进行比拟分析。为输气工程的顺利安全施工提供支撑。

1 穿越流域河流水文特性

1.1 水沙特性

仕望河流域属陕北黄土塬一部分，土壤主要有黄土性土、黑垆土褐土、红土和灰褐土，流域植被较好。洪水均系暴雨所致，具有洪枯水流量悬殊较大，含沙量相对较小，洪水暴涨暴落等特点。

通过对大村水文站建站以来至2017年水文资料分析，洪水具有陡涨陡落的特点，一般洪水历时3 h～2 d，沙峰随水峰同步，泥沙分配基本和径流年内分配一致，年际变化大。汛期6-9月来水来沙量均占全年沙量75%左右，具有来沙来水基本同步、相对集中的特点。仕望河多年平均径流量1.67亿 m3，多年平均输沙量543万 t。

1.2 河床冲淤变化

选取大村站典型年1965年、1971年、1975年、1985年、1990年、2010年、2017年、2017年汛前大断面套绘见图1。从图中分析可以看出，自1965-2017年53 a间，受洪水 “涨冲落淤” 影响，河道总体冲淤基本平衡；过水断面主流基本稳定在中间位置，冲淤变化不大。

图1 大村水文站实测大断面图

管道工程牛武川、牛武东川、仕望河、西川河、鹿儿川穿越河段部分河道弯曲、部分河段顺直，经现场踏勘及调查走访，河段冲淤变化与大村站基本一致，多年以来河床冲淤基本平衡。

2 工程穿越河道演变特征

2.1 河道历史演变特征

从漫长的历史过程来看，任何一条古老的河流都曾经经历过多次巨大的变化，造成这种变动的主要原因，一是地壳变动，二是全球性的气候波动。如果把时间的尺度缩小，单从工程的观点来说，一般常考虑几十年甚至上百年的变化，这时流域的来水来沙条件年际之间虽有周期变化，但平均来水来沙条件在长时期内具有稳定性，在这个时段内总的说来河槽特性变化就比较小，可以看成处于相对平衡状态。

2.1.1 富县

牛武川是洛河支流，从河流平面形态来看，河流总的走向受地形影响，在沟谷穿行。从断面形态看，河床断面基本多呈“U ”形,中水河槽与洪水河槽没有明显的差异。从河床演变学的角度来讲，“U”形断面的河谷是河谷发育比较成熟的标志。牛武川支流牛武东川、左家沟等历史演变趋势与牛武川河流相似。

2.1.2 宜川

(1)仕望河是黄河的一级支流，项目管线仕望河穿越经过河段处于仕望河流域下游，从水文特征来看该段河流具有洪峰暴涨暴落、流量与水位变幅大、中水历时不长的特点；从河流平面形态来看，河流总的走向比较顺直。从断面形态看，河床断面基本多呈“U ”形,中水河槽与洪水河槽没有明显的差异。从河床演变学的角度来讲，“U”形断面的河谷是河谷发育比较成熟的标志。

(2)西川河为仕望河支流，管线经过河段从断面形态看，河床断面基本呈“U ”形,中水河槽与洪水河槽没有明显的差异。从河床演变学的角度来讲，“U”形断面的河谷是河谷发育比较成熟的标志。其余流域面积较小的仕望河、西川河支流高里塬沟、槐树沟、秋林沟等历史演变趋势与西川河相似。

(3)鹿儿川是黄河支流，从河流平面形态来看，河流总的走向受地形影响，在沟谷穿行。从断面形态看，河床断面基本多呈“U ”形,中水河槽与洪水河槽没有明显的差异。从河床演变学的角度来讲，“U”形断面的河谷是河谷发育比较成熟的标志。

2.2 河道近期演变特征

根据实地访问调查，研究区在50年代以前人口较少，村庄规模不大，人类活动对河道影响相对较小，当时河道比较顺直，两岸均为沙卵石质的河滩，河道基本保持天然状态。70年代以后，两岸公路、高速公路路基相继修建。

地形图和近期影像对照牛武川、牛武东川、仕望河、西川河、鹿儿川等河流穿越河段，河道两岸大多为农田、公路，部分河道穿越断面建有护岸工程。根据对近期及历史洪水各穿越河流断面情况调查，各河流穿越河段主流未发生明显摆动，冲淤变化不大，由于河床变形与河槽横断面有密切的关系，可以认为河道近期变化不大，多年冲淤基本保持平衡。

2.3 河道演变趋势分析

(1)工程穿越河段，部分河流有堤防工程进行防护，根据对近期及历史洪水各穿越河流断面情况调查，穿越河段河道形态稳定，冲淤变化不大，由于河床变形与河槽横断面有密切的关系，可以认为河道近期变化不大，多年冲淤基本保持平衡。

(2)工程经过仕望河干支流及邻近河流，从水文特征来看该河段河流具有洪枯流量悬殊，洪水涨落急剧，历时短，峰高量小等特点；从河流平面形态上看，穿越河段大部分河段略弯曲，河槽狭窄，两岸多为自然形成的堤岸，植被覆盖率较高，部分河段有二级阶地，属于山区性河流。

(3)工程牛武川、牛武东川、仕望河、西川河、鹿儿川等河流穿越河段，大部分河道河槽呈”U”型，河流河谷发育较成熟；从阶地发育情况分析，阶地的形成与气候变迁、构造运动和侵蚀基面的升降密切相关，富县、宜川县所在地质地块较稳定，对近期河床演变影响不大。工程河段牛武川、牛武东川、仕望河、西川河、鹿儿川等河流两岸多为山地、自然岸坡及公路路基、护岸工程，受地形及各类工程影响，河道位置、形态稳定，通过实地勘察及调查，工程河段河床冲淤基本平衡，且具有大水冲刷小水淤积、涨冲落淤积的特点。

(4)受河流形态及人类工程影响，预计工程运行期及较长时期内，工程河段主流稳定不会有较大摆动，河段总体处于冲淤平衡状态。

3 结语

通过对穿越河段的实地踏勘调查、影像分析比对，可以得出如下结论：

(1)牛武川、牛武东川、仕望河、西川河、鹿儿川等为典型的降水补给型河流，洪枯水流量悬殊，洪水陡涨陡落，水位变幅较大，具有来水来沙相对集中、峰高量小的特点。

(2)穿越段河道受人类活动、地形、地质构造和岩性的控制，河道主流基本稳定不游荡，横向变化不大，河势不会发生明显变化。

(3)工程段河道在30年工程运行期以及较长时间内总体依然呈冲淤基本平衡河段，并具有洪水期大水冲刷小水淤积特点。