渭河2017·10洪水特性及影響分析

張廣林，孫亞茹

（1.陜西省江河水庫管理局，陜西 西安 710018；2.陜西水利水電集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710086）

渭河是黃河的最大支流，發(fā)源于甘肅省渭源縣鳥鼠山，流域面積13.48萬km2，全長818 km，其中咸陽鐵橋以下至潼關(guān)入黃口為渭河下游段。三門峽建庫以來，渭河下游河道淤積嚴(yán)重，主槽萎縮，河灣上提下挫頻繁，主流橫向擺動(dòng)劇烈，岸坎坍塌嚴(yán)重，往往危及防洪工程安全。2017年10月的秋淋洪水對(duì)渭河下游河道演變及河床沖淤變化具有一定的作用。

1 洪水情況

1.1 洪水過程

由于受副熱帶高壓外圍暖濕氣流和低窩系統(tǒng)共同影響，2017年10月兩次秋淋降雨過程，在渭河中下游形成了兩次洪水首尾相連的秋淋洪水過程。

渭河干流林家村站10月4日洪峰流量為289 m3/s，魏家堡站5日洪峰流量730 m3/s，渭河支流黑河黑峪口站4日洪峰流量303 m3/s，咸陽站5日16時(shí)24分洪峰流量1030 m3/s。在此期間支流灃河秦渡鎮(zhèn)站、灞河馬渡王站分別出現(xiàn)洪峰流量241 m3/s、476 m3/s，渭河臨潼站6日2時(shí)洪峰流量886 m3/s；渭河華縣站10月6日20時(shí)洪峰流量968 m3/s。

渭河林家村站10月9日再次出現(xiàn)洪峰流量408 m3/s，魏家堡站10日洪峰流量1020 m3/s；期間渭河支流黑河黑峪口站出現(xiàn)洪峰流量612 m3/s，千河千陽站出現(xiàn)洪峰流量294 m3/s，灃河秦渡鎮(zhèn)站出現(xiàn)洪峰流量200 m3/s；渭河咸陽站10日22時(shí)24分洪峰流量1700 m3/s，臨潼站11日23時(shí)0分洪峰流量1720 m3/s；華縣站13日6時(shí)18分華縣站洪峰流量1980 m3/s，這次洪水也是渭河2017年的最大洪水，見圖1。

圖1 2017年渭河中下游控制站秋淋洪水過程

1.2 洪水來源

兩次洪水主要來自林家村～咸陽區(qū)間支流，其中林家村～咸陽區(qū)間分別加水1.633億m3、4.290億m3，分別占咸陽站洪量的78.3%、79.9%；咸陽～臨潼區(qū)間分別加水0.560億m3、0.659億m3，分別占臨潼站洪量的21.2%、10.9%；臨潼站兩次洪量分別為2.645億m3、6.026億m3，華縣站兩次洪量分別為3.111億m3、7.486 億 m3。

由于區(qū)間支流洪水持續(xù)加入，使控制站較大流量持續(xù)時(shí)間加長，兩次洪水過程中，咸陽站流量大于1000 m3/s洪水過程持續(xù)時(shí)間分別為2 h、60 h；臨潼站、華縣站大于1000 m3/s洪水過程持續(xù)時(shí)間分別為0 h、66 h，0 h、81.45 h；臨潼、華縣站大于1500 m3/s洪水過程持續(xù)時(shí)間分別為33.25 h、54 h，較大流量洪水持續(xù)時(shí)間長。

2 洪水特性

2.1 同流量水位抬升

根據(jù)華縣站有關(guān)資料分析，1960年～1966年、1967年～1994年，1995～2003年洪水位較建庫前分別大幅度抬升約 1.2 m～1.5 m，3.0～3.3 m、4.5～4.8 m，2004～2010 年洪水位下降約0.9～1.0 m，2011～2016 洪水位下降約 0.5～0.6 m，2017 年又抬升0.5 m。各時(shí)期華縣實(shí)測(cè)年最大洪峰流量及相應(yīng)洪水位關(guān)系見圖2。

圖2 渭河華縣站不同時(shí)期年最大洪水水位～流量關(guān)系

華縣站洪水位淤積抬升或沖刷下降變化趨勢(shì)如下：1995～2003年，華縣河床淤積抬升，其上河道比降的隨即逐步減?。?004～2016年河床沖刷下降，其上河道比降隨即增大；2017年華縣站洪水位點(diǎn)據(jù)上升，落在2004～2010年的水位～流量關(guān)系線上，說明2017年華縣河段河床淤積抬升。

2.2 臨～華河段洪峰流量沿程增加

由于秋淋降雨為大面積、長歷時(shí)降水過程，區(qū)間支流洪水沿程加入，洪峰沿程增加；渭河下游臨潼～華縣支流較少，兩次洪水過程該河段也出現(xiàn)洪峰沿程增加的特殊現(xiàn)象，兩次洪水過程華縣洪峰流量較臨潼洪峰流量分別增加82.0 m3/s、260 m3/s，增加率分別為9.3%、15.1%。

2.3 洪水流速較小，傳播時(shí)間長

2017年10月渭河兩次洪水過程中，臨潼～華縣洪峰傳播歷時(shí)分別為18.0 h、31.3 h，平均傳播速度分別為1.01 km/h、3.22 km/h，第二次洪水過程臨～華洪峰傳播歷時(shí)較“81.8”洪水傳播歷時(shí)16.5 h長14.8 h，較“03.8”洪水傳播歷時(shí)25.2h長6.1 h；又根據(jù)水文測(cè)驗(yàn)資料分析，2013年7月渭河下游洪水過程中，臨潼水文站、華縣水文站斷面最大平均流速分別為4.58 m/s、2.37 m/s；而本次洪水過程中兩站的斷面最大平均流速分別2.30 m/s、1.58 m/s僅在2013年最大平均流速的一半左右。

3 洪水對(duì)渭河下游河道影響分析

3.1 從水位分析看河道沖淤變化

本次洪水前后渭河下游各站常水位 (200 m3/s時(shí)水位)與1500 m3/s時(shí)水位變化情況統(tǒng)計(jì)見表1?？梢钥闯?，咸陽站洪水前后常水位分別為382.13 m、382.15 m，抬升0.02 m；臨潼站水前后常水位分別為352.28 m、352.22 m，降低0.06 m；華縣站水前后常水位分別為336.04 m、335.85 m，降低0.19 m；表明洪水過程河道枯水河槽沖刷，河底略有下降。

表1 本次洪水渭河下游各站水位變化情況 單位：m

洪水前后1500 m3/s時(shí)，咸陽站水位分別為384.47 m、384.44 m，降低0.03 m；臨潼站水前后常水位分別為355.30 m、355.18 m，下降0.12 m；華縣站水前后常水位分別為339.64 m、340.20 m，抬升0.56 m；表明洪水過程咸陽～臨潼河段沖刷，華縣站較大洪水水位抬升明顯，華縣段河槽淤積。

臨潼站過程常水位、1500 m3/s同流量水位均下降，表明臨潼河道最低枯水河槽沖深，河槽整體沖刷洪水位下降；華縣站洪水過程常水位下降、1500 m3/s水位抬升，表明華縣河道最低枯水河槽沖深，河槽整體淤積洪水位抬升。

因此，洪水過程中，下游上段咸陽河段河道沖刷下降；下游中下段臨～華河段河槽底部刷深、而河槽整體淤積抬升。

3.2 河勢(shì)變化

本次洪水量級(jí)較小，但渭河下游部分河段河勢(shì)變化較大，多處河段上提下挫明顯，彎道加劇，部分河段彎道自然裁彎。大荔朱家工程下首河灣灣頂下挫220 m，主流出灣后向南，在華縣濱壩河段形成“U”型河灣，“U”型河灣灣頂上提40 m?；痹こ烫幍摹唉浮睘稠斏咸?0 m左右，有小型河槽連接上下游，該處河道有自然裁彎的趨勢(shì)。溢渡工程河段的“Ω”灣發(fā)生自然裁彎，裁彎后主流頂沖部位由汛前1#壩下移至7#壩，原河槽現(xiàn)已斷流淤積。渭河大華公路橋到華農(nóng)工程處的“Z”型河灣上灣下挫100 m左右，下灣上提80 m左右，“Z”型河灣加劇。

從典型河勢(shì)變化可以看出，本年度小洪水掏刷河灣、致使彎道上提下挫的特性極為明顯。溢渡“Ω”灣的形成是由于該段河道上下游多年來受水流持續(xù)掏刷，上下游彎道持續(xù)上提下挫，由普通河灣緩慢發(fā)展成為“Ω”灣，形成“Ω”灣后繼續(xù)受洪水掏刷過程中，遇適當(dāng)洪水的沖刷形成裁彎現(xiàn)象，發(fā)生河勢(shì)的突變。這種裁彎對(duì)河道河勢(shì)的影響巨大，直接改變局部河段的河流走向。因此，當(dāng)前在渭河的枯水期，日常防汛工作中需重點(diǎn)關(guān)注那些河勢(shì)看似變化緩慢河段的變化趨勢(shì)，對(duì)其水流走向進(jìn)行預(yù)估預(yù)判，確保防汛安全。

4 結(jié)論

（1）“17.10”洪水前后渭河咸陽、臨潼、華縣站常水位(200 m3/s時(shí)水位)與流量1500 m3/s時(shí)水位變化如下：常水位(200 m3/s時(shí)水位)咸陽站抬升0.02 m，臨潼、華縣站下降分別為0.06 m、0.19 m；同流量水位(1500 m3/s時(shí)水位)咸陽站、臨潼站下降0.03 m、0.12 m，華縣站抬升為0.56 m，表明洪水過程咸陽～臨潼河段沖刷，華縣站較大洪水水位抬升明顯，華縣段河槽淤積。

（2）依據(jù)華縣實(shí)測(cè)年最大洪峰流量及相應(yīng)洪水位關(guān)系圖，華縣站洪水位淤積抬升或沖刷下降變化趨勢(shì)如下：1995～2003年，華縣河床淤積抬升，其上河道比降的隨即逐步減小；2004～2016年河床沖刷下降，其上河道比降隨即增大；2017年華縣站洪水位點(diǎn)據(jù)上升，落在2004～2010年的水位～流量關(guān)系線上，說明2017年華縣河段河床淤積抬升。

（3）本次洪水過程中渭河下游多處岸坎塌陷、灣頂上提下挫明顯，充分體現(xiàn)了“小水座灣”特性；溢渡“Ω”灣河段是由于河道灘淺而彎矩小，受水流持續(xù)沖刷而發(fā)生的自然裁彎。這也表明了當(dāng)多泥沙沖淤性河流的彎道發(fā)展到一定階段，彎道對(duì)水流順暢下泄產(chǎn)生的負(fù)面影響達(dá)到一定程度時(shí)，合適的小流量洪水也能對(duì)水流走向的改變起到較大的作用。在枯水期日常防汛工作中就要重點(diǎn)關(guān)注那些河勢(shì)看似變化緩慢河段的變化趨勢(shì)，對(duì)其水流走向進(jìn)行預(yù)估預(yù)判，確保防汛安全。