沁河口河段主流線變化分析

鄭州大學 水利與環(huán)境學院 鄒 磊 夏 凡

沁河口河段主流線變化分析

鄭州大學 水利與環(huán)境學院 鄒 磊 夏 凡

沁河是黃河下游的一條支流，是三門峽至花園口區(qū)間洪水的主要來源之一。沁河水系年降水量受當?shù)貧夂蚝偷匦斡绊?，分布極不均勻，且年際變化幅度較大。沁河下游系重要防洪河段，全長89.5 km，兩岸堤距600～1 500 m，目前的設防標準為防御小董站4 000 m3/s的洪水。沁河水沙量年際變化大，年內(nèi)分配不均勻，含沙量變化幅度大。小董站實測最大洪峰流量為4 130 m3/s（1982年8月2日），實測最大含沙量為103 kg/m3（1961年8月14日）。沁河下游河道為復式斷面，據(jù)1999年汛前實測大斷面資料統(tǒng)計，五龍口至小董灘槽高差為0.5～2.5 m，小董至沁河口灘槽高差為0.5～2.0 m。沁河下游河道特征見表1。

表 1 沁河下游河道特征

一、沁河口河段防洪形勢

沁河口東關險工以下至新孟公路橋河段，河道走向為東西向；新孟公路橋以下河段，河道內(nèi)水流走向自上而下基本上由東西轉(zhuǎn)向南北流動。河道內(nèi)水流不僅受大堤走向約束，還受河道工程控制，該河段主流線流向變化上游受東關險工控制，下游受南賈險工及方陵險工控制。此外，筆者還與沁河入黃河口門處花坡堤險工控制密切相關。

二、主流線變化分析

整個沁河下游從河流形態(tài)和其動態(tài)特征看，屬不穩(wěn)定的彎曲性河道。典型年份橋渡河段主流線變化如圖1所示。結合圖1，筆者對新孟公路橋位置主流線變化進行以下分析：

1.東關險工以上，受1981年楊莊改道工程影響，主流線走向變化較大。東關險工以下，上游來流緊靠東關險工，經(jīng)工程調(diào)整后沿老河槽下泄，新孟公路橋以上河勢變化不大，主流線在河道內(nèi)沒有出現(xiàn)大幅度擺動，但在新孟公路橋上下范圍主流仍有一定擺動，從該河段主流線圖還可看出，新孟公路橋以下河道水流仍比較散亂，主流線擺動較大，主流線擺幅達300～900 m。

2.1982 年以前，橋位處主流線位置基本靠中部偏右（西）岸行走。從圖1-a可以看出，1964年橋位處主流線基本走中間，到1972年汛前時主流線則又偏向河道右（西）岸，主流線距右岸大堤距離約占大堤間距的1/3，至1982年時主流線仍走在中部偏右（西）位置，主流線與橋位斜交并有一定的夾角。

3.1982 年以后，橋位處主流線走勢位于河道中部偏左（東）岸行走。由圖1-b可以看出，1982年汛后，橋位附近主流線仍有一定范圍的左右擺動，但橋位處主流線（河槽）基本位于河道中部，與橋位線基本正交，夾角較小。

圖 1 典型年份橋渡河段主流線變化

三、發(fā)生大洪水時主流變化分析

沁河20年一遇洪水流量為4 000 m3/s，100年一遇洪水流量為7 000 m3/s。當發(fā)生上述洪水時，根據(jù)河段主流線變化分析可知，該河段的河勢仍有出現(xiàn)一定橫向擺動的可能，且流向與新孟公路橋軸線會有一定夾角。當流向與橋軸線存在一定夾角時，橋墩的阻水及部分挑溜作用將會使附近河段的水流方向產(chǎn)生變化，從而引起新孟公路橋以下主流線上提下挫，繼而造成大堤局部著溜；同時，主流線的上提下挫還可能會影響到橋下游南賈險工（左岸）及方陵險工（右岸）靠溜的變化。此外，上述主流線的變化還有可能會引起沁河口花坡堤險工的靠溜位置變化，從而改變或調(diào)整沁河入黃的水流方向。若此時沁河發(fā)生大洪水，進而有可能引起黃河下游局部河段水流的變化。

四、結論

1.從武陟東關險工以下至新孟公路橋，歷年主流線基本從河道中部通過，主流線雖有一定擺動，但位移幅度不大。新孟公路橋以下河段，主流線擺動比較頻繁，擺幅為300～900 m。

2.今后發(fā)生大洪水時，新孟公路橋以下主流線可能發(fā)生上提下挫，并造成兩岸險工的靠溜變化，影響沁河洪水入黃河的方向，進而引起黃河局部河段水流的變化。