吕蕾
(湖南省株洲水文水资源勘测中心,湖南 株洲 412000)
现状河道洪水演进速度变缓原因多种多样,在多种因素的共同作用下,无形中就会加大长江水沙流失淤堵现象的发生概率,如果未能及时处理,极易使下游河道产生更加严重的淤积状况,特别是在主槽产生淤积问题之后,还会加快河道萎缩速度,进而就会使增大漫滩几率。河道洪水演进速度变缓,会使河道的实际传播时间多于正常的传播时间,在导致下游防洪工程长期处于较长时间的高水位状况,就会增加防洪工作难度。对于洪水运动而言,其实际上就是一种具有较强复杂性的自然现象,会对人们正常生活和生产造成严重影响。这就要求做好防洪工作,在保证人们财产安全的同时,促进生态环境和社会经济良性循环。
通过对河道洪水演进进行细致分析,发现其主要就是指洪水波的波形、波高、传播速度等,在河道中沿着河岸的边界,逐步向前演进变化的具体过程。对计算机技术充分应用,来开展洪水动态数值模拟工作,这是现代化社会下洪灾预测和风险分析期间,对洪水演进全过程进行分析、研究总趋势的一项重要方式,主要就是由上断面水位,或是流量过程计算下游河道重点站点的实际水位和流量的过程。在实际对洪水演进的数值进行模拟之后,人们能够就能够精准有效的模拟洪水的全过程,进而就能够为后续开展防洪调度、洪灾预测预警等多项工作提供重要参考依据。
对于我国大陆长江而言,主要就是由长江、珠江、松花江、黄河等一共7 大江河共同组建而成,本文主要就是研究长江流域湘江河流的洪水演进状况。我国自然灾害种类较多,像洪水灾害就具有灾害时期长、涉及范围广的特征,一旦产生洪水灾害,就会对人们的生命安全和财产安全造成严重威胁,无形中也会对我国水利工作者工作带来了严峻挑战[1]。我国整体在着重开展经济建设工作期间,也要在水利水电工程开发方面投入更多的时间和精力,在精准掌握河道洪水演进规律的同时,对洪水波在天然河道中发生的运动特征,以及其对下游造成的具体影响进行细致研究,甚至也要不断加大河道非恒定流洪水演变研究力度,从而为后续有效减少洪灾损失创造条件。
对于洪水演进速度而言,其又被称为河道水流速度。如果是从力学的角度进行分析,水流实际速度,除了在与过流段断面形态、面积、便捷糙率因素具有紧密关联以外,还与实际的来水量和来沙量这些因素息息相关[2]。通过对长江流域湘江河流进行细致分析,能够显著发现断面形态具有较强的复杂性,并且河槽断面也是由多级滩组合而成的。比方说处于洪水漫滩状况时,就会使断面平均流速的变率与过流面积变率的比值变小,这也就意味着洪峰传播速度处在小于洪水流速的状态。经过分析,这也是现阶段洪峰传播时间不断边长的一项关键原因。因此,在实际对河道洪水演进变化进行研究期间,需要着重研究河道边界条件、来水来沙条件等多项因素。
长江流域湘江河流道淤积问题非常严重,如对于主槽的冲淤量而言,会在整个全断面冲淤量中占据大部分比例[3]。深究产生这一现象的原因,主要就是不同河段的河型存在显著差异。如上段实际上是“游荡性河段”,其表面形态具体表现为宽浅散乱,河道在洪泄期间河面会比较宽,所以泥沙极易在主槽内和滩上淤积;下段是“蜿蜒型河段”,其表面形态是窄深弯曲,河道在洪泄期间,考虑到水流自身的挟沙能力非常强,所以泥沙在此河段的实际淤积量会较少一些。一旦产生漫滩问题,滩地就会产生淤积问题。因此,发生规模较大的洪水,主要就是因为主槽的过洪能力不足,漫滩几率增大,在此种状况下一旦产生洪水漫滩现象,无论是从量的角度进行分析,还是从断面横向预计比例分配的角度进行分析,都会产生较为显著的变化。
通过对河道断面形态进行分析,能够发现早在80 年代中后期,具体的淤积量就呈现出了减少的趋势,直到洪水漫滩之后,主槽与滩地的实际淤积量逐步增多。在此期间,主槽的淤积量,要大于滩地淤积量,对于下游河道而言,其具体的淤积形态表现为游荡性河道,并且更加宽浅散乱[4]。对于长江流域湘江河流而言,随着来水和来沙条件的不断变化,导致近年来主槽淤积问题严重,进而使主槽过流面积逐步减少,具体的河道断面形态表现为窄而不深。考虑到河道主槽的淤积呈现出萎缩的状态,进而使下游各站的漫滩流量逐步变少,无形中增加了漫滩的几率,在此种状况下就会降低河道自身的输水输沙能力。
全面结合洪水演变的过程进行分析,不难发现洪水漫滩的实际范围、过水量,与原型实际情况进行对比,呈现出明显增加的趋势。在滩地条件复杂的状况下,洪水在滩地的运行图形也变得非常复杂,进而就会使滩地积水的实际归槽速度变得非常缓慢,为下游高水位长期处于这种状态提供了基础条件[5]。因此,这能够说明河道发生的严重萎缩问题、漫滩几率增加问题等,实际上都是导致洪水演进变换的主要原因。
通过上述对下游河道的冲淤变化、断面形态的实际演变进行细致分析,能够显著发现缓和下游洪水演进的速度比较慢,不仅仅只是与河道严重、主槽过洪能力小、河水漫滩几率大这些因素有关,也与河道前期的来水来沙条件具有紧密关联。考虑到河道前期的来水来沙量比较大,会使河道主槽和滩地的行洪条件呈现出逐步恶化的现象,不论是主槽还是滩地,都不利于自身调整方向的发展。这样在呈现出长江下游高滩不高、主槽不深问题的同时,也会对河道行洪的断面形态造成影响,进而就会使洪水演进的速度变得更加缓慢。除此之外,在滩地长时间没有上水状况的影响下,会使滩地糙率显著增加,进而就会对漫滩的洪水演进速度造成影响。
为了能够更深层次的了解洪水演进速度变缓慢的原因,就要真正做到全面了解长江水沙流失淤堵,从而为治理长江水沙流失淤堵决策,提供更具有针对性和优质性的服务[6]。洪水演进速度变缓,在造成严重的河道泥沙淤积问题的同时,也会加长江防洪难度。因此从防洪角度进行思考,为了能够改善下游河道行洪条件,就要着重开展河道输水输沙能力。一是稳定主槽和流路,进而达到提高河道水输沙能力的目的。特别是对于游荡性河道而言,主槽和流路具备较强的稳定性,能够进一步提升河道自身的过洪能力。二是逐步加快河道疏竣工作开展速度,做好该项工作,能够对河道减淤和泄洪提供重要帮助。三是对上游、中游的水库进行充分利用,同时也要做好调水和调沙工作,进而使下游河道逐步向有利于行洪的断面形态所发展。四是适当加大河道整治力度,为后续达到“束水攻沙”的目创造条件。五是全面贯彻并落实“节水灌溉”工作,在对水资源合理利用的同时,全面提升长江水沙流失淤堵问题解决有效性。
结束语:综上所述,洪水灾害危害性非常大,在实际对河道洪水演进速度变缓原因进行细致研究时,能够发现其具有较强的复杂性。即便社会整体发展,但是对于洪水而言,其仍然是需要投入大量时间和精力进行研究的一项内容。近年来在对河道恒定流洪水演算进行研究期间,细致分析其内容和意义,在明确影响洪水演进主要原因的基础上,制定与之相对应的解决方案,在保证防洪管控各项工作顺利开展的同时,保证各项解决工作落实到实处,从而降低洪水灾害对人们生命和财产安全造成的影响。