渭河下游河道近期沖淤變化分析

馮李駒

（陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計研究院 陜西 西安 710018）

1 流域概況

渭河是黃河最大的支流，發(fā)源于甘肅省渭源縣鳥鼠山，于潼關(guān)附近匯入黃河，全長818km，流域面積13.49萬km2。渭河流域物華天寶，人杰地靈，是陜西人民的母親河，養(yǎng)育著全省64%的人口，集中著全省65%的生產(chǎn)總值，不僅是陜西經(jīng)濟社會發(fā)展的重要支柱，也是國家經(jīng)濟戰(zhàn)略布局中“關(guān)中—天水經(jīng)濟區(qū)”的核心地帶。

渭河自咸陽隴海鐵路橋至入黃口為下游段，河長208km，是黃河三門峽水庫的影響區(qū)。三門峽水庫修建后，由于泥沙淤積，渭河下游已變成地上河，華縣一帶臨背差2m～3m，最大達4m。

渭河下游兩岸支流分布極不對稱，南多北少。北岸支流大而長，有涇河、石川河和北洛河；南岸支流短而多，有灃、灞、零、尤等16條。北岸支流穿行于黃土地區(qū)，含沙量高；南岸支流均源于秦嶺北坡，坡陡流急，集水面積小，含沙量低，多為間歇性河流。

2 水文泥沙特性

渭河下游是一條多泥沙河流，具有水沙異源的特點，渭河咸陽以上干流和南山支流水多沙少，含沙量低；涇河和北洛河水少沙多，含沙量高。主要站年均水沙量見表1。

可見渭河下游水量主要來自渭河咸陽以上干流，沙量主要來自涇河。水量，咸陽占華縣站的60%，張家山占19%；沙量，咸陽占華縣站的34%，張家山占69%。

渭河下游水、沙年內(nèi)分配極不均衡，水沙量主要集中在汛期。華縣站多年汛期平均水量41.9億m3，占年水量的62%。沙量則更集中，華縣站汛期輸沙量為2.79億t，占年輸沙量的90%。

3 渭河下游沖淤變化

1960年以后，渭河下游出現(xiàn)了比較嚴重的淤積，排洪能力迅速降低，淤積末端不斷上延，改變了60年代以前天然河道的性質(zhì)。根據(jù)實測資料統(tǒng)計，從1960年～2013年10月，渭河下游累計淤積泥沙10.88億m3。各時期各河段的沖淤情況見表2和圖2。

從表2、圖2可以看出，第一、渭河下游河道淤積仍呈持續(xù)發(fā)展趨勢。淤積雖然主要發(fā)生在1960年～1973年，該時期淤積泥沙10.08億m3，占歷年淤積總量的92.6%；1974年以后，雖然淤積的速率有所降低，但淤積總量仍在不斷增加，淤積仍呈持續(xù)發(fā)展趨勢，特別是1986年～1998年12年淤積泥沙達3.2331億m3。第二，泥沙主要淤積在臨潼以下河段。1960年～2013年10月渭河下游淤積的10.88億m3泥沙中，渭攔～渭淤10河段淤積量占74.2%，渭淤10～26河段淤積量占33.9%，渭淤26以上（臨潼以上）河段略有沖刷。

4 近期河道沖淤變化

（1）沖淤量

圖1 渭河下游平面位置圖

表1 渭河下游主要站年均水沙量成果表

根據(jù)實測資料統(tǒng)計，從2000年11月～2013年10月，渭河下游累計沖刷泥沙1.95億m3，其中2000年11月～2002年9月淤積0.378億m3，2002年9月達到建庫以來淤積的最大值 13.22億 m3；2002年 9月～2009年10月，河道沒有大的沖淤變化，河道淤積量一直在13.0億m3左右變化；2009年10月以來，河道沖刷2.33億m3。各年各河段的沖淤情況見圖3。

表2 渭河下游不同時期淤積量統(tǒng)計成果表（斷面法成果，以水文年計） 淤積量單位：108m3

圖2 渭河下游歷年累積淤積體積變化圖

圖3 渭河下游2001～2013年累積淤積體積變化圖

從沖淤部位看，渭淤10斷面以下沖刷0.79億m3，占總沖刷量的40.5%；渭淤10～渭淤26斷面沖淤量沒有大的變化，淤積0.03億m3；渭淤26～渭淤37斷面沖刷1.19億m3，占總沖刷量的60.9%。

（2）河床深泓點高程變化

統(tǒng)計渭河下游各渭淤斷面2001年汛前、2003年汛前、2008年汛后、2013年汛后河床深泓點高程詳見表3。

從表中可以看出，2001年5月～2013年10月，河床深泓點高程下降了0.3m～7.9m。

（3）河道橫斷面沖淤變化

套繪渭河下游測淤斷面1960年6月（建庫第一次）及近期2000年11月、2003年月、2008年9月和2013年10月河道橫斷面圖見圖4～圖7。

從圖中可以看出，2000年11月～2013年10月，河道灘面高程變化不大，主槽沖刷下切，寬度增大，目前渭淤10斷面以上，主槽深泓點高程已低于1960年6月建庫初期的主槽深泓點高程，主槽沖刷下切。但主河槽為窄深形，寬度僅約200m～300m，主槽寬度仍偏小。

5 沖淤變化原因分析

（1）河道采砂是河床沖刷下切的主要原因

20世紀90年代以前，渭河河道內(nèi)的采砂只是零星的，多為農(nóng)民自采自用。西安、咸陽等城市建設(shè)所需砂石資源大多來自灞河、灃河等南山支流。

近年來，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展以及城市規(guī)模的不斷擴大，渭河下游兩岸城市建設(shè)對砂石需求越來越大。而灞河、灃河等南山支流在2001年以后逐步禁止采砂，引起渭河西安、咸陽段開始大量采砂。根據(jù)《西安市渭河干流河道采砂規(guī)劃（2015～2019年）》、《渭河下游渭南市境內(nèi)河段河道疏浚采砂規(guī)劃報告》，2011年渭河西安市段年采砂量約為65萬m3，渭河渭南市段年采砂量約為400萬m左右。大量的采砂引起河床沖刷下切，西安咸陽段河床深泓點高程沖刷下切約3.7m～7.9m，渭南段河床深泓點高程沖刷下切約1.3m～4.3m。

（2）清水沖刷是河床沖刷下切的原因之一

2001年以來，渭河下游相繼發(fā)生了“03·8”“05·10”和“11·9”洪水，這幾場洪水均發(fā)源于渭河中下游南山支流，洪水含沙量小，洪峰流量相對較大。有利的來水來沙條件在渭河下游形成了清水沖刷，使河道河床沖刷下切。近期大洪水特征值統(tǒng)計情況詳見表4。

（3）潼關(guān)高程下降是河床沖刷下切的原因之一

潼關(guān)是黃、渭、洛河匯流后的一個天然卡口，歷來對黃、渭、洛河起著局部侵蝕基準面的作用。潼關(guān)高程（潼關(guān)站1000m3/s的水位）的變化，直接影響到黃、渭、洛河的沖淤變化。

三門峽建庫前，潼關(guān)高程為323.4m。隨著三門峽水庫的運用，潼關(guān)高程逐步抬升，到1966年汛后為 327.7m，1969年汛后為328.4m，較建庫前抬升5m。經(jīng)二期改建，泄流能力加大，1973年汛后下降到326.6m。

表3 渭河下游河床深泓點高程統(tǒng)計表

圖4 渭淤2斷面沖淤變化圖

圖5 渭淤10斷面沖淤變化圖

圖6 渭淤17斷面沖淤變化圖

圖7 渭淤33斷面沖淤變化圖

表 4 渭河下游“03·8”、“05·10”、“11·9”洪水特征值統(tǒng)計

1973年汛后三門峽水庫蓄清排渾運用以來，潼關(guān)高程有升有降，但以抬升為主要趨勢。特別是進入二十世紀九十年代以后，潼關(guān)高程一直居高不下，1996年汛前達到328.5m，2003年汛前達到328.82m。此后，受“03·8”、“05·10”洪水清水沖刷的影響，潼關(guān)高程略有下降，但仍持續(xù)在328.0m左右。2008年以后，水利部確定三門峽水庫運用方案為“汛期敞泄，非汛期平均水位不超過315m，最高蓄水位不超過318m”。隨著水庫運用方式的調(diào)整，潼關(guān)高程呈下降趨勢，到2013年汛后降至327.50m，較2003年汛前下降1.32m。潼關(guān)高程下降引起渭河下游形成溯源沖刷，沖刷達到渭淤10斷面附近。但潼關(guān)高程的下降值是有限的，按328m控制，到2013年汛前僅降低0.5m，且2013年汛后又呈抬升之勢，較2012年汛后又抬升0.11m。

經(jīng)分析，潼關(guān)高程下降值有限是由于水庫實際運用未嚴格按照水利部確定的運用方案運用，平均蓄水位高、蓄水歷時長引起的。如2013年度水庫實際運用超過318m的歷時達27天，最高蓄水位319.19m；非汛期平均蓄水位高達317.58m，蓄水歷時長達242天；汛期的平均運用水位為306.82m，大于305m的天數(shù)為92天。建議三門峽水庫運用嚴格按照水利部批準方案進行，確保潼關(guān)高程繼續(xù)保持穩(wěn)定下降。

（4）灘區(qū)取土是河床沖刷下切的原因之一

2010年以來，渭河下游開始實施全線整治，加寬加高河道兩岸堤防。工程施工過程中從河道灘區(qū)取土，如渭淤17斷面左岸灘區(qū)取土槽寬約220m，深約2m；渭淤14斷面左岸臨堤灘區(qū)取土槽寬約280m，深約1.5m；渭淤10斷面右岸臨堤灘區(qū)取土槽寬約180m，深約1.8m。灘區(qū)取土使渭河下游沖淤量減小。

6 結(jié)論

（1）近期2001年～2013年渭河下游沖刷泥沙1.95億m3，河床深泓點高程下降0.3m～7.9m。沖刷主要集中在2009年～2012年，目前沖刷趨勢已變緩。經(jīng)分析，河道采砂是渭河下游河床沖刷下切的主要因素，清水沖刷、潼關(guān)高程略有下降、灘區(qū)取土是渭河下游河床沖刷下切的原因之一。

（2）隨著我國經(jīng)濟建設(shè)進入新常態(tài)，渭河下游河道采砂、灘區(qū)取土量將大幅度減少。2001年～2013年屬平水枯沙時段，且涇河自1996年以來沒有發(fā)生過大于4000m3/s流量的洪水，若出現(xiàn)不利水沙條件，渭河下游河道仍有可能出現(xiàn)淤積量增加的不利狀況。

（3）建議三門峽水庫運用嚴格按照水利部批準方案進行運用，確保潼關(guān)高程繼續(xù)保持穩(wěn)定下降，確保渭河下游河道繼續(xù)保持沖刷下切的趨勢，確保渭河下游防洪安全。陜西水利