渾河閘下游河道沖刷分析

陳立新，王曙光，陳曉清

（1.遼寧省大伙房水庫管理局，遼寧 撫順 113000；2.遼寧省水文局撫順分局,遼寧 撫順 113000）

渾河閘下游河道沖刷分析

陳立新1，王曙光2，陳曉清2

（1.遼寧省大伙房水庫管理局，遼寧 撫順 113000；2.遼寧省水文局撫順分局,遼寧 撫順 113000）

渾河閘下游河道下切嚴重，文章利用觀測資料對 1995 年特大洪水及其前后的渾河閘下游河道進行沖刷分析，得出渾河閘下游河道下切主要是洪水沖刷和下游采砂形成的，2007年以后洪水沖刷是河道下切的主要原因。

渾河閘；河道；“95”洪水；沖刷

渾河閘位于渾河中下游，距大伙房水庫 75 km，坐落沈陽市鐵西區(qū)后謨家堡村，控制流域面積 7 919 km2，以灌溉供水為主，灌溉面積 5.4 萬 hm2， 多 年 平 均 流 量 35.86 m3/s。20 世紀 80 年代初，渾河閘上下游河道為渾河自然比降，渾河閘上下游河底高程基本相同，在經(jīng)歷 1995 年特大洪水和 2005 年洪水后，渾河閘下游河道下切嚴重，渾河閘上游河底高程 30.5m，下游河底高程 20 m，相差達 10 m以上，對形成原因做如下分析。

1 水沙條件

渾河是一條含沙量較小的河流，撫順以上干流有大伙房水庫控制。大伙房水庫以下至沈陽渾河閘段有撫順和沈陽兩個水文站，渾河閘以下河段有較完整測沙資料的站為邢家窩堡站。撫順站自 1956 年開始測流；沈陽站自 1955 年后始有測沙資料，但 1955 年和 1956 年僅 7—8 月有流量、含沙量測驗。兩站部分年份缺測，缺測部分利用其年徑流與輸沙量相關(guān)關(guān)系進行插補 （資料統(tǒng)計由 1959 年至 2001年）。撫順站年輸沙量為沈陽站的 54.5%，沈陽站年輸沙量為邢家站的 66.3%。這一結(jié)果反映了大伙房水庫建成后，下游泥沙來源的特點是3站多年平均輸沙量沿程增加，含沙量沿程也是增加的，說明區(qū)間洪水含沙量要大于干流含沙量。

2 “95”洪水前河道沖刷分析

20 世紀 80 年代初，渾河沈陽城市段河道受人為影響較小，可視為自然狀態(tài)。經(jīng)過 70 年代連續(xù)枯水年，河道過流斷面較小，河道屬于多江心灘的分岔型河道。河床比降較陡，河道較順直。在全段河道上因有 12 座橋梁和 6 座閘壩形成控制節(jié)點，河道平面變形不大，主槽寬一般為 200～300m，局部河段略寬。發(fā)生大洪水時，因渾河左岸無堤，水面寬最大可達 4 714m。

80 年代至 90 年代初，渾河沈陽段采砂主要集中在渾河閘以上河段，渾河閘以下采砂范圍較小，采挖強度相對不大。

分析渾河閘下游不同年份的河底最深點縱斷，1990 年與 1982 年相比，閘下至大埃金（H 45）斷面沿程有所沖深，但沖深不大。閘下 3 010m（H 50）斷面沖深 1.31m，并向下游遞減，至大埃金（H45）斷面與 1982 年河底高程基本一致。大埃金（H 45）斷面至燈塔東七臺子村南（H30）斷面間河段基本平衡，以下至三岔河段有沖有淤，幅度不大。

分析渾河閘下游不同年份的河道橫斷面成果，1990 年與 1982 年相比，主槽的斷面形態(tài)包括主槽的寬、深及面積變化均不大。

渾河閘以上沈陽河段，根據(jù)現(xiàn)掌握的 1982 年以后的資料分析，沈陽段河床一直在下切，至“95”洪水前，河床下切已非常劇烈。而同期沈陽以下渾河河道雖在 1985 和1986 年洪水中有所沖深，除彎道段外，沖深幅度不大。分析1988 年實測橫斷面，平均主槽面積為 1 296 m2，而 1982 年的平均斷面積為 926 m2，擴大了 1.4 倍。至 1995 年洪水前市區(qū)段河道已發(fā)生了巨大的變化，原多江心灘的分岔型河道已基本歸于單一河槽。

3 “95”洪水河道沖刷分析

1995 年 7 月下旬，渾河流域遭受大暴雨襲擊，發(fā)生了有歷史記錄以來的最大洪水。撫順站實測洪峰流量 6 050 m3/s，沈陽站實測洪峰流量 5 010m3/s ?！?5”特大洪水造成了整個渾河大伙房以下河道的普遍沖刷，撫順、沈陽城市段河道沖刷均非常劇烈，下游農(nóng)村段也普遍沖刷。

從 不同年份的 縱斷、橫斷 成果來看，“95”洪 水后的1996 年地形較 1990 年地形變化較大。渾河閘下至侯家堡（H44）斷面河道下切最為嚴重，如閘下 3 010 m（H50）斷面最深點下切了 6.85 m、大埃金（H 45）斷面也下切了 4.75 m。樸坨子（H 41）～朱據(jù)敬老院（H32）河段河道沖刷下切較弱。從橫斷面看，經(jīng)過“95”洪水，與 90 年斷面相比，一些斷面主槽有明顯的拓寬；如王綱堡橋（H 40）斷面主槽基本右移變化劇烈；也有一些斷面平面形態(tài)較穩(wěn)定，沒有明顯的橫向變形。

從河道輸沙分析，95 年撫順站實測懸移質(zhì)輸沙量為80.5 萬 t、沈陽站實測懸移質(zhì)輸沙量為 301 萬 t、邢家窩堡站實測懸移質(zhì)輸沙量為 307.5 萬 t，其中沈陽和邢家窩堡站的懸移質(zhì)輸沙量僅次于 1960 年的量，為實測系列第二和第三大輸沙年。但從沙量平衡分析，撫順～沈陽段發(fā)生了劇烈沖刷，而沈陽站以下至邢家窩堡段則基本平衡。一方面是主槽沖刷，灘地淤積的交換，另外還有區(qū)間沙量的平衡作用。但閘下河段的河床下切實際狀況與沙量平衡的成果仍存在矛盾，因此認為閘下河床的下切是自 1990—1996 年累積形成的，其中包括了“95”洪水的沖刷作用。東七臺子北（H 31）斷面以下至三岔河段非采砂區(qū)的沖刷則表明大洪水對河道演變的重要影響和作用。因此，“95”大洪水對沈陽河段的河床下切作用巨大。

4 “95”洪水后河道沖刷原因分析

“95”洪水后，從河道輸沙分析，渾河閘下河段沖淤量不大。由于“95 洪水”沖刷造成撫順、沈陽河段的河床下切嚴重，加之撫順沈陽段修建了大量的攔河工程，使得渾河原本較小的來沙量又沿程被攔截，通過渾河閘下泄的小洪水的含沙量變得更小，這也加劇了渾河閘下游河道的沖刷。

從縱斷面套繪成果看，1996—2005 年閘下（H 51）至大埃金 （H45） 斷面河段的河床發(fā)生了劇烈下切，平均下切7.71m，最大沖深 11.4m。見表 1。

表 1 渾河閘下 1996—2005 年河底高程比較表

從橫斷面套繪看，閘下（H 51）至大埃金（H 45）河 段 內(nèi)地形較 1990 年地形變化較大，主槽有較大幅度展寬，主槽斷面面積亦大幅度增加。自 1981 年以來，6 條橫斷面的主槽面積逐年擴大，平均主槽面積由 1981 年的 1 473 m2擴大到 2005 年的 3 588 m2，擴大了 2 114 m2，擴 幅達 2.44倍。其中 1996 年以后增幅更為明顯，2005 年主槽面積是1996 年的 1.89 倍。見表 2。

表2 不同年份主槽面積比較表

根據(jù)初步估算，僅渾河閘至 H 45 斷面 1996—2005 年就沖刷約 2 160 萬 m3。平均年沖刷 216 萬 m3。

5 結(jié)語

渾河閘下游河道下切主要是大洪水沖刷和下游采砂形成的。在 2007 年以后渾河閘下游采砂基本停止，洪水沖刷是河道下切的主要原因，特別是由于渾河閘上下游形成10 m 多落差，在大洪水時對渾河閘下游河道將產(chǎn)生劇烈沖刷。為減少對河道和河堤的沖刷及渾河閘工程的安全，對渾河閘下游進行工程措施防護是非常重要的。

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