雙捷水文站河床沖淤情況分析

周建剛

（廣東省水文局江門水文分局，廣東 江門 529000）

雙捷水文站河床沖淤情況分析

周建剛

（廣東省水文局江門水文分局，廣東 江門 529000）

近年來，隨著經濟社會不斷發展，河砂作為一種建筑材料，需求日益增大，許多河流受過度采砂影響出現河床下切現象。文章從多個角度分析了漠陽江雙捷段河床沖淤情況，為加強河道采砂管理提供了依據。

雙捷水文站；河床沖淤；分析

1 引言

隨著經濟社會的不斷發展，交通、水利、城市市政等基礎設施建設突飛猛進，黃砂作為建筑材料，其需求量日益增大，而目前黃砂基本采自于天然河道。自20世紀90年代中期至今，在漠陽江河道內取砂逐年增多，造成河床逐年下切，直接影響河床的穩定，甚至影響到堤岸的安全[1]。本為根據漠陽江干流雙捷水文站40多年水文資料，從多個角度對河床沖淤情況進行分析，對于目前地區城市發展中的河道黃砂開采管理提供了技術依據。

圖1 漠陽江雙捷站以上流域水系

2 測站概況

雙捷水文站是漠陽江干流控制站，位于陽江市江城區雙捷鎮，東經 111°48'21″，北緯 21°57'15″。該站設立于 1952 年4月，集水面積4345 km2，是國家重要水文站、中央報汛站、一類精度站。測驗項目主要有水位、流量、泥沙、降雨量、水質等。建站以來，實測最高水位9.04 m（全文水位、高程均為凍結基面），相應流量4390 m3/s，出現在1981年10 月9日。

雙捷水文站控制斷面所在河段順直，高水位時無漫灘分流，兩岸為泥土質，河床為沙質。測流斷面上游1125 m有雙捷水利樞紐一座，興建于1958年10月，1960年3月竣工運行，包含攔河壩一座以及捷東、捷西渠道引水工程，攔河壩有閘門72孔控制，左側有船閘，右側于2001年8月建成電站。漠陽江雙捷站以上流域水系見圖1。

3 大斷面變化情況

鑒于雙捷水文站1971年以前實測大斷面資料不全，本次分析所選取的資料為流速儀測流斷面（基下1170 m）1972～2013年資料。由于河床變化主要體現在大斷面面積上，下面就從斷面面積變化情況來分析河床變化情況。

針對1972～2013年大斷面資料，計算其不同水位下的斷面面積，并按水位點繪于圖上（如圖2）。可以看出，在1972～1995年期間，同一水位級下斷面面積基本沒有變化，河床自然沖淤平衡[2]；在1996～2013年期間，各級水位斷面面積逐年增大，河床沖刷明顯，表現為河床逐年下切。

為量化雙捷站河床沖淤情況，鑒于1972～1995年期間河床基本保持穩定，現以1995年為基準，根據各級水位斷面面積（見表 1）計算斷面面積增值（見表 2）。可見，近年來雙捷站河床沖刷明顯，在1996～2013年期間，各水位級斷面面積累積增加了486～630 m2，主槽（起點距110～460 m）位置累積平均沖刷深度為 1.54 m，平均每年斷面面積增加約 30 m2，主槽位置平均每年沖刷深度為0.09 m。

圖2 雙捷站歷年同級水位面積變化過程

表1 雙捷站水位面積關系 單位：m2

表2 雙捷站各水位級面積增值 單位：m2

圖3 雙捷站各特征水位過程線

4 水位變化情況

選取1972～2013年年最高水位、年平均水位、枯水期平均水位和年最低水位系列，點繪于圖上（如圖3）。可見，1972～1995年各系列數值均在均值上下浮動，并無明顯偏離；1996～2000年年最高水位系列在均值上下浮動，年平均水位、枯水期平均水位和年最低水位系列數值則略有下降；而 2001～ 2013年各系列水位下降趨勢明顯。為更直觀展現各特征系列變化情況，繪制各系列的累積曲線（如圖4），可見，2001年以后年最高水位系列與2000年以前不一致；1996年以后年平均水位、枯水期平均水位和年最低水位系列和1995年以前不一致。至于年最高水位系列與其他水位系列不同步，分析其原因，主要為年最高水位均值（約為7 m）所對應的大斷面面積增值百分比最小，年最高水位系列受大斷面沖淤影響也最小。

圖4 雙捷站各特征水位累積曲線

5 水位流量關系變化情況

在1970年以前，雙捷水文站采用水工建筑物進行推流，實行間測，后來因閘門改變，于1971年恢復測流，1972～1993年期間，由于大斷面基本穩定，雙捷水文站當年所施測流量并未明顯偏離綜合歷年線，一直采用歷年線進行推流；1994年以后，隨著河床沖淤變化，當年所施測流量逐漸偏離綜合歷年線，只能依據當年施測的流量采用單一線法和臨時曲線法進行定線推流。雙捷水文站歷年同級水位相應流量過程線如圖5，可見，在1972～1993年期間各級水位相應流量基本穩定；而在1994年以后，各級水位相應流量逐年增大趨勢明顯。

圖5 雙捷站歷年同級水位相應流量變化過程

6 河床演變及其影響分析

河床演變是指在河道水流與河床相互作用下，通過侵蝕、搬運、堆積活動及其所導致的河床地貌在三維空間上的變化，以及河床類型的變化。河床演變的具體原因盡管千差萬別，但根本原因總是歸結為輸沙不平衡[3]。雙捷水利樞紐竣工于1960年3月，而根據實測資料，1972～1993年期間河床基本保持穩定，由此可見，雙捷水利樞紐并非造成近年來河床下切的主要原因。而近年來，隨著經濟社會發展，基礎設施建設規模逐年加大，黃砂作為建筑材料，其需求量日益增大，而目前黃砂基本采自于天然河道。漠陽江雙捷段主要受下游過度采砂影響，泥沙沖淤平衡狀態被打破，其影響主要表現在以下幾個方面：

6.1 對洪水位的影響

由于河道過度采砂，使得河床逐年下切，斷面水位流量關系線逐年向右偏移，這無疑加大了河道過水能力。雙捷站1993年7 m水位能通過的流量為2240 m3/s，而在2005年7 m水位能通過的流量為3050 m3/s，在2013年7 m水位可通過流量則為3900 m3/s。由此可見，大規模采砂，增強了河道過水能力，大幅降低了洪水位，提高了大堤的防洪標準。

6.2 對水文站的影響

受河道過度采砂影響，水文站水位流量關系線逐年向右偏移，這在一定程度上加重了水文站流量測驗整編工作。雙捷站1972年～1993年期間斷面穩定，采用綜合歷年線進行推流，只需在各水位級施測較少流量進行關系線驗證即可；而1994年以后，隨著河床演變，只能依據當年實測流量采用單一線法和臨時曲線法進行定線推流，這就增加了全年流量測驗次數，同時也加大了資料整編環節中定線推流難度。

6.3 對供水系統、水利工程的影響

河道過度采砂導致河床下切，河段水位降低，部分供水系統的泵房可能不能足量取水，一些自流引水渠道喪失自流引水功能。另外隨著河床不斷沖刷，河床嚴重變形，縱剖面易呈現過度下凹型形態[4]，造成該河段的河勢惡化，這種情況如不及時遏制，極易危及堤防安全。

7 結語

受漠陽江下游河段過度采砂影響，河段河床逐年下切，雖然增加了河道過水能力，提高了大堤的防洪標準，但是這會造成河勢惡化，給堤防帶來安全隱患。同時，河段水文站水位面積關系線和水位流量關系線逐年向右偏移，水位資料一致性被破壞。

對于河道無序采砂作業，不能聽之任之，必須嚴格控制，根據江河治理原則，從優化河勢的角度規劃控制采砂。河道主管部門要引起足夠的重視，加強河道采砂管理，建議盡快出臺并嚴格執行相關采砂規劃和管理辦法。

[1]江海洋,盧祥興.大規模采砂后富春江富陽河段河床演變分析[J].泥沙研究,2002,(4):64-68.

[2]謝鑒衡,張瑞瑾,丁君松.河流泥沙工程學(上冊)[M].北京:水利出版社,1981.

[3]謝鑒衡,丁君松,王運輝．河床演變及整治[M].北京:水利電力出版社,1990.

[4]錢寧,張仁,周志德.河床演變學[M].北京:科學出版社, 1987.

Analysis on riverbed scouring and siltation of ShuangJie hydrological station

In recent years, with economic and social development, river sand demand was increasing as a building material, and many rivers had the appearance of the riverbed incised affected by extracting sand. This article analysed the riverbed of Mo Yangjiang-Shuangjie river scouring and siltation from multiple angles, which would be provided a basis for strengthening the management of extracting sand.

ShuangJie hydrological station;Riverbed scouring and siltation;Analysis

P33

A

1008-1151(2015)05-0041-03

2015-04-12

周建剛（1984－），男，湖北黃梅人，廣東省水文局江門水文分局水文水資源工程師，研究方向為水文資料整編、水文分析計算、水資源信息編發。