翟鳳君
【摘要】靜止的、不變的河道是不存在的。天然河道總是處在不斷變化發展之中,伴隨著社會經濟的發展、受人類活動影響,河道也在發生著變化。穿漳涵洞作為漳河上的節點工程,主要控制漳河右堤劉深屯—馬神廟險工段河道的沖刷和險工的穩定,在漳河上起著承上啟下的作用。
【關鍵詞】漳河;東風渠穿漳涵洞;上下游;河道演變
前言
漳河是海河流域漳衛南運河水系的主要支流,發源于山西高原,由多條支流組成,河道呈扇狀分布。漳河上游有清漳河和濁漳河兩大支流,于合漳村匯合后稱為漳河。合漳村以下漳河兩岸山谷陡峭,峰巒壁立,水流湍急;至岳城水庫出山后向東進入平原,于河北省館陶縣徐萬蒼東南與衛河匯合后稱衛運河,河長322km。總流域面積為19220km2,岳城水庫以上集水面積18100km2,占漳河流域面積的94.2%。
東風渠穿漳涵洞位于邯鄲市魏縣野胡拐鄉大王村東南約300m的漳河上,自南向北穿越漳河,為東風渠的主要控制性工程,涵洞采用雙排布置,內徑4m,為現澆鋼筋混凝土無壓涵洞,總長350m,其主要作用是輸水灌溉。東風渠及穿漳涵洞是引黃入冀補淀工程的重要組成部分。
一、漳河河道歷史演變概況
新中國成立前,漳河流域沒有系統的防洪工程體系,更無防洪工程治理規劃,山區無攔蓄工程,河道為天然河道或歷史遺留的年代久遠人工河道,抵御洪澇災害的能力極低。建國后,黨和政府領導人民對漳河實施了有計劃、有步驟的治理。經過多年的河道整治和險工治理工程,目前漳河已基本形成了“上蓄、中疏、下排、適當地滯”的防洪體系。漳河岳城水庫下游的行洪河段,堤防達到了一定標準,主槽和險工得到初步治理。
二、河道近期演變分析
漳河河道南尚村至徐萬倉段長57.1km,灘槽分明,為游蕩型向蜿蜒型發展的河道。其中東風渠穿漳涵洞以上河段長21.84km,河底縱坡1/2160~1/2440,堤距2~3km,主槽平均寬381m,深2.5~5m,平灘流量1000~1500m3/s,泄洪能力2000~3000m3/s。穿漳涵洞以下河段長35.26km,河底縱坡1/3050,堤距2~5km,最寬5.8km,河槽寬100~200m,平均深3.8m,平灘流量800~1000m3/s,泄洪能力1500m3/s。
漳河該段河道平面變化特征與漳河防洪工程的實施密切相關。在岳城水庫修建前,河段處于出山口以下沖積扇邊緣、沖積平原和交接洼地的過渡地帶,位于行洪擴散段的中下部,河道縱坡相對較緩,堤距較大;頻繁出現的中小洪水造床作用強烈,主槽游蕩明顯,且由于堤距較大,給主槽擺動提供了較大空間;岳城水庫修建以后,中小洪水得到控制,加之氣象條件變化,泄洪機率減少,一般年份造床作用明顯減弱,主槽近年大體趨向穩定;當出現較大洪水(如“96.8”洪水)時,通過水庫調蓄和調度運用,下泄洪水過程得到坦化,同時,先期較小量級的造床洪水歷時縮短,會很快過渡到灘地行洪。
至1996年,漳河南尚村至穿漳涵洞段(長18.58km),主槽已發展得較為歸順,主槽刷深,平均槽深3.31m,寬深比1981年為8.9,1990年為5.8,說明該段河槽不斷下切,向穩定的河段過渡。穿漳以下河段(長38.25km),建庫前為寬淺的地上河,建庫后形成較為穩定的深水河槽,1964~1990年平均河寬117~133 m,平均槽深2.43~3.64 m。自1996年起對京廣鐵路橋以下漳河河道進行整治,以防御1963年洪水為標準,結合岳城水庫和大名滯洪區的運用,東王村以上河道行洪3000m3/s,以下1500m3/s,東王村分洪1500m3/s,左堤超高2m,右堤超高1m,堤頂寬度原則上為8m;京廣鐵路橋—南尚村段游蕩性河道,按治導線寬400~600m因勢利導做控導工程,限制水流橫向游蕩,使中小水流固定在治導線范圍內沖刷下切,從而達到調整坡降,穩定河勢安全泄洪的目的。整治工程至2001年底基本完成。漳河河道整治后將有利于河槽穩定,使河道水流變得較為歸順,減輕對兩岸大堤的沖刷。因此,近年來穿漳涵洞所在河段上下游主槽走向和寬度變化較小,河床還是比較穩定的。
本河段河床垂向沖淤變化特征與岳城水庫的修建也有密切關系。水庫建成前,突發性洪水挾帶大量泥沙,本河段雖基本屬于沖刷河段,但沖淤形勢比較復雜。在岳城水庫運用以后,一方面下泄水流含沙量減少(尤以中小洪水明顯),水流挾沙能力增大,雖然出現中小洪水的機遇減少,但一旦水庫下泄造床流量,主槽沖刷明顯加強,切割深度加大,河床和灘地先沖后淤,對治導工程或涵洞防沖提出更高要求;另一方面,在出現較大量級洪水時,由于主槽首先沖深,開始階段由于河床質抗沖能力低,主槽、灘地都將產生較大的沖刷,而后的行洪和洪水消退階段,由于洪水過程得到坦化和本河段洪水縱坡較上下游略緩,水流挾沙能力降低,會在一定程度上抑制沖刷、增加淤積,總體上會減少沖刷深度。
自2002年以來漳河上游來水較少,岳城水庫攔洪蓄水,根據防洪需要和下游用水需求水庫每年都有放水。水庫每年放水對穿漳涵洞上下游河道的影響根據海委漳衛南運河管理局魏縣河務局實地調查資料匯總如下:
2002年,最大行洪200m3/s,涵洞上游淤積,下游基本無變化。
2003年,汛后最大行洪220m3/s,歷時45天。穿漳涵洞上游基本無變化,穿漳涵洞下游發生明顯沖刷,包括一般沖刷和局部沖刷。一般沖刷使河槽下切2-3m,涵洞防沖槽破壞,主流在左岸護岸前,左護岸前形成局部沖刷,深度達到3m左右。
2004年,80m3/s,基本無變化,主流在左岸護岸前。
2005年,80m3/s,穿漳下游繼續下切,防沖槽下局部沖刷在3m左右,底部距防沖槽頂5m左右,主流在河槽中間。
2006年,基本無變化。
2008年,80m3/s,無明顯變化。
2012年,最大100m3/s,涵洞上下游均無明顯變化。
2013年,最大300m3/s,防沖槽石料走失,局部損壞,下游河槽基本穩定,主流在中間,左岸灘地有沖刷。
根據以上調查可知,岳城水庫每次放水對穿漳涵洞上下游河道均造成不同程度的沖刷,尤其是穿漳涵洞下游河道下切深度較大。
三、河道演變趨勢分析和總結
根據《海河流域防洪規劃》及《漳衛河系防洪規劃報告》,穿漳涵洞所在河段主要的水利規劃有:堤防的加高、培厚,堤頂路路面硬化,險工險段治理等。
上述有關的水利規劃對于漳河現狀河勢穩定具有重要作用,由于受穿漳涵洞的控制,河道的平面變化即河寬變化很小,河道的縱向變化表現為單向整體下切,下切主要原因是河道沖刷,另外河道的沉降也是重要因素。