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(jì)社會發(fā)展的重要支柱，也是國家經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略布局中“關(guān)中—天水經(jīng)濟(jì)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(dá)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(diǎn)，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(yán)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(shí)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?xì)v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(dá)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(shí)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(dá)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)高程已低于1960年6月建庫初期的主槽深泓點(diǎn)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(jì)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(jì)社會的快速發(fā)展以及城市規(guī)模的不斷擴(kuò)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(diǎn)高程沖刷下切約3.7m～7.9m，渭南段河床深泓點(diǎn)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(zhǔn)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(yùn)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(diǎn)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(yùn)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(jìn)入二十世紀(jì)九十年代以后，潼關(guān)高程一直居高不下，1996年汛前達(dá)到328.5m，2003年汛前達(dá)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(yùn)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(yùn)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(dá)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(shí)際運(yùn)用未嚴(yán)格按照水利部確定的運(yùn)用方案運(yùn)用，平均蓄水位高、蓄水歷時長引起的。如2013年度水庫實(shí)際運(yùn)用超過318m的歷時達(dá)27天，最高蓄水位319.19m；非汛期平均蓄水位高達(dá)317.58m，蓄水歷時長達(dá)242天；汛期的平均運(yùn)用水位為306.82m，大于305m的天數(shù)為92天。建議三門峽水庫運(yùn)用嚴(yán)格按照水利部批準(zhǔn)方案進(jìn)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(shí)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(diǎn)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(jì)建設(shè)進(jìn)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(yùn)用嚴(yán)格按照水利部批準(zhǔn)方案進(jìn)行運(yùn)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