胡國良
(安徽省·水利部淮委水利科學研究院 安徽省水利水資源重點實驗室 蚌埠 233000)
淮河中游六坊堤河段近期河床演變分析
胡國良
(安徽省·水利部淮委水利科學研究院 安徽省水利水資源重點實驗室 蚌埠 233000)
六坊堤河段是淮河中游的分汊河段,河勢復雜,現狀過流能力達不到設計要求。為提高河道的過流能力,必須對該段河道進行整治。根據多年實測地形資料,分析該段河床演變趨勢,為河道整治提供參考。
六坊堤河段 沖淤 河勢 演變
六坊堤河段是淮河中游的分汊河段,主要包括燈草窩生產圩、上下六坊堤兩個行洪區、左右兩汊河道以及燈上橫汊和二道河,河勢復雜,左右兩股汊河均長約24.6km。其河底高程相對上下游河道較高,單汊主槽寬相對較小。其中左汊河底高程一般在10~12.5m,平均11.77m,其中河底高程較低的超河啞巴渡口處為-1.2m,石頭埠處為-4.1m。主槽平灘寬度,左汊一般在170~250m;右汊比左汊要寬,一般在220~350m。左汊堤距平均700m,右汊堤距平均650m。目前燈草窩右汊和上六坊堤右汊為主流水道,下六坊堤兩汊分流比接近。
六坊堤河道現狀泄流能力不能滿足設計要求。根據模型試驗結果,在現狀河道工況下,當河道通過設計流量10000m3/s、控制田家庵水位24.45m時,實測峽山口水位
25.98m,這比規劃要求的峽山口25.54m水位高出0.44m。因此,該段現狀河道泄流能力遠未達到設計要求。
六坊堤行洪區為低標準行洪區,1950年以來,共行洪12次,約5年一遇。按照規劃要求,需要對該段河道進行整治。整治措施主要包括鏟除燈草窩圩,廢棄上下六坊堤行洪區,疏浚二道河、上六坊堤右汊河道以及下六坊堤左汊河道及其組合。因此,分析該段河道河床演變具有重要意義。
本文根據1971年、1983年、1992年、2005年、2008年河道實測資料,分別計算水位20.5m和23.5m以下的斷面面積,采用斷面法計算河段槽蓄量和沖淤量,進而分析河道沖淤特點,比較主槽和灘地的變化,分析近期河床演變。
根據淮河中游河道1971~2008年5個測次的河道地形資料,采用斷面法對河道沖淤量進行計算,結果見表1和表2。

表1 1971~2008年六坊堤右汊河段沖淤(+為淤,-為沖)

表2 1971~2008年六坊堤左汊河段沖淤(+為淤,-為沖)
2.1右汊河段沖淤變化
右汊河道超河段,1971~2008年間5個測次相比,河道主槽總體呈逐次擴大之勢,總體沖刷409.5×104m3,年平均沖刷10.8×104m3。至2008年,主槽的槽蓄量與1971年相比,增大62%。灘地5個測次相比,有沖有淤,總體沖刷142.3×104m3,年平均沖刷3.7×104m3。超河啞巴渡口沖刷嚴重,河底高程由1971年的9.8m沖深至2008年的-1.2m。但1971年與1983年相比,深泓高程并沒有多大變化。根據實地了解,除汛期高水外,此處常年有采砂船在此采砂,因此,違章采砂也是局部沖坑形成的主要原因之一。
右汊中段河道在1971~2008年間沖刷891.7×104m3,年平均沖刷23.5×104m3,總體呈逐次擴大之勢。灘地5個測次相比,有沖有淤,總體沖刷14.0×104m3,年平均沖刷0.4× 104m3。右汊下段即二道河進口以下河段總體也呈逐次擴大之勢,在1971年與2008年間沖刷 1541.0×104m3,年平均沖刷 40.6× 104m3。灘地5個測次相比,總體呈逐次擴大之勢,總體沖刷115.8×104m3,年平均沖刷3.0×104m3。
2.2左汊河段沖淤變化
從表2中可以看出,左汊從進口至燈上分汊河道主槽總體沖刷,而灘地總體淤積。左汊中段河道有沖有淤,在1971~2008年38年間總體表現為淤積。而下段即二道河出口以下河段,從5次測圖來看,主槽槽蓄量呈逐次擴大之勢,2008年比1971年增大51%,灘地槽蓄量變化很小,2008年比1971年增大3.7%,河道總體表現為擴大。
總之,六坊堤河段右汊比左汊的過水面積大;右汊河道總體沖刷嚴重,尤其是1992~2005年間,沖刷最為嚴重;左汊河道總體沖刷較重,但沖刷幅度遠小于右汊。
二道河1992年漏測,從1971年、1983年、2005年和2008年實測地形來看,變化不大。而燈上橫汊從實測的資料看,逐年淤積,最低深泓高程2008年已達到16.6m以上。
上述河道特征從兩汊的過流量也可得到驗證。根據正
陽關至淮南田家庵段的河工模型試驗實測分流比,1992年河道狀況下,未啟用行洪區時,右汊超河過流量占總流量的67%,二道河以下右汊過流量占總流量的50%;7000流量級時,超河過流量占總流量的60%,由于行洪區分泄部分流量,二道河以下右汊過流量占總流量的40%,實際過流量占河道的57%。
2.3河段沖淤成因淺析
河道的沖淤變化規律可以從河段來水來沙的條件變化進行初步分析。如表3所示,1971~1983年、1983~1992年、1992~2005年和2005~2008年4個時段的日均來沙系數分別為0.72×10-3kg·s/m6、0.35×10-3kg·s/m6、0.20×10-3kg·s/m6和0.11×10-3kg·s/m6,而4個時段河道年平均沖刷量分別為30.4×104m3、73.7×104m3、102.2×104m3和138.0×104m3。可以看出,隨著日均來沙系數的減小,河道年平均沖刷量隨之增大,即來沙系數越小,河道的沖刷程度越大。此外,近期河道沖刷強度加劇,與人工采砂也有著密切的關系。

表3 魯臺子站各年代水沙特征變化
5次測量的河道深泓縱剖面表明,右汊河道1992~2005年深泓高程降低幅度較大,左汊河道2005~2008年間深泓高程降低幅度最大。而2005~2008年間未發生大洪水,可見深泓高程的降低一方面說明河道沖刷強度增大,這與來沙量減少和行洪區運用效果不佳、主槽集中沖刷有關;另一方面說明該段河道非法采砂較為嚴重,導致河底急劇下切。
六坊堤河段兩汊總體沖刷,右汊沖刷幅度較左汊大,主槽沖刷幅度較灘地大。同時,人工采砂導致局部沖坑急劇下切。河道沖刷擴大,有利于增加河道泄量,但無序采砂也給河道穩定帶來不利影響■