遼河中下游沖淤特性分析

于佳華

（遼寧省水利水電勘測設計研究院 遼寧 沈陽 110006）

1 長時段河段沖淤變化分析

遼河是一條多沙河流，多年平均含沙量較高，在七大江河中僅次于黃河、海河。據統計，遼河下游六間房站1954年～2004年系列的多年平均年輸沙量達1187.96萬t，多年平均含沙量達3.32kg/m3。

根據遼河干流主要水文站的位置及遼河福德店以下干流各河段具體情況，把遼河福德店以下干流分成五段進行分析，并用輸沙率法統計遼河干流各河段泥沙沖淤情況。第一段為通江口以上段。東、西遼河在福德店匯入，而由于福德店站缺少大水年份，系列不具代表性，因此遼河干流以通江口站為起始。第二段為通江口至鐵嶺段。第三段為鐵嶺至巨流河段。第四段為巨流河至六間房段。第五段為六間房至河口段。按以上五個河段，用輸沙率法分析各河段的沖淤變化，具體見表1。表中河段沖淤量第1列為西遼河鄭家屯站、東遼河太平站到遼干通江口站河段；第2列為通江口～鐵嶺河段，中間有清河（開原站）、柴河（太平寨站）加入；第3列為鐵嶺～巨流河河段，中間有范河（張家樓子站）加入；第4列為巨流河～六間房河段，中間有柳河（新民站）加入。同時繪成淤積累計曲線圖，如圖1所示。

從圖1中可以看出，巨流河～六間房段的淤積最為嚴重，幾乎是沿程淤積，很少有沖刷的年份；其次是鄭家屯～通江口，本段在大水年淤積嚴重，而在小水年則基本保持沖淤平衡，有部分年份還有小幅沖刷；接著是鐵嶺～巨流河，本段相對之前兩段的淤積量較小，除上世紀50年代的大水年份淤積外，基本保持沖淤平衡。在1965年～1984年的枯水枯沙年份還逐年略有沖刷；最后是通江口～鐵嶺段。本段是遼河干流唯一一段沿程略有沖刷的河段。甚至在1954年～1964年豐水豐沙時段的大水年份也很少有淤積年份。

2 子河段河道類型劃分

圖1 遼河干流累計沖淤圖

根據遼河福德店以下河段的河道形態、天然控制點、人工控制節點等因素，把遼河福德店以下河段分為10段，即福德店～通江口、通江口～清河口、清河口～鐵嶺、鐵嶺～石佛寺、石佛寺～巨流河、巨流河～柳河口、柳河口～卡力馬、卡力馬～六間房、六間房～盤山閘、盤山閘～河口。分別對各河段進行河型的劃分。本次河型的劃分采用錢寧教授和武漢水利電力學院對河型的分類，即將河流類型劃分為四類，分別為順直、蜿蜒、分汊、游蕩性河道。按照Leopold和Wolman天然河流的資料分析成果，河流坡降（J）滿足條件J<0.0125Q-0.04為蜿蜒型河流。具體劃分見表1。

表1 遼河（福德店以下河段）各河段河道類型劃分表

從表1中可以看出，遼河各段均滿足J<0.0125Q-0.04。因此除柳河口～卡力馬段河道主槽擺動劇烈屬游蕩型河道外，其余各河段均屬于蜿蜒型河道，這也符合遼河實際情況。遼河各段除柳河口～卡力馬段受柳河來沙影響而淤積嚴重，河勢游蕩外，其余各段均蜿蜒曲折，無較大的汊道，符合蜿蜒型河道的演變規律。雖然在部分河段在枯水期時段有江心灘，但是到汛期時均被淹沒，不能算分汊型河道。

3 遼河中下游各河段演變特性分析

根據遼河福德店以下各段泥沙主要來源的不同，可以大致把遼河福德店以下分為三段。第一段為福德店～柳河口段；第二段為柳河口～盤山閘段，第三段為盤山閘～遼河口段。第一段泥沙主要來自西遼河，第二段泥沙主要來自柳河，第三段泥沙受上游來沙及潮汐攜帶泥沙的雙重影響。

根據河道的不同特性，又可以把福德店～柳河口段分為兩段。

第一段為福德店～清河口段。本段屬蜿蜒型河道，河道長度113.7km，平均河寬僅140m，彎曲系數1.56～1.58，寬深比2.5～10.9，河床比降0.22‰～0.24‰。河岸為松散二元結構，不耐沖刷，坍岸嚴重，河道多擺動。

根據輸沙率法分析，1965年以前西遼河來水來沙較多，河道偏淤。1965年紅山水庫建庫后上游西遼河來沙減少，河道大水年淤積，小水年河道偏沖，總體來說以淤積為主。根據斷面法分析，主槽擺動較大。在大洪水時沖刷主槽，而灘地淤積；在中小水時水流不上灘，主槽淤積。由于大洪水較少，且在洪山水庫建成后，西遼河泥沙得到一定程度上的控制，因此中小水時，灘地淤積并不嚴重，主槽略有擴大，擺動較大。

第二段為清河口～柳河口。本段河道長度169km，平均河寬200m～300m，河床比降在石佛寺以上較大，在0.21‰～0.31‰；在石佛寺以下進入平原區，比降在0.16‰～0.24‰。

本段河道由于清河的加入，河道演變與福德店～清河口段有所不同。清河的加入使得河道的水流挾沙力加大，對河道兩岸的沖刷加大。因此在清河剛加入的河段，河勢向順直方向發展。后隨著距離加大，沖刷兩岸的泥沙加入水流，使水流趨向沖淤平衡，水流挾沙力相對減小，沖刷減少，使得河勢重新向蜿蜒型河道發展。

根據輸沙率法分析，由于清河的加入，挾沙力的加大，本段雖然也有沖有淤，但總體偏沖。而從斷面法看，灘地略有淤積，但基本變化不大；而主槽變化較復雜，總體是擴大的。

第二段為柳河口～盤山閘段。本段河道長度46km。主槽演變劇烈，主槽不斷擺動，而灘地逐年淤高。之所以有上面的變化，主要的原因是柳河入匯后攜帶了大量的泥沙，使得遼河干流挾沙處于過飽和狀態，下游淤積嚴重。當汛期時，由于灘地受植物覆蓋影響，糙率較大。同時洪水漫灘后，河寬及糙率等加大，灘地流速降低，這使得洪水的挾沙能力減弱。灘地與主槽的水流挾沙能力相差較大。同時由于河道平面形態寬窄相間，自窄段進入寬段時，含沙量較大的水流自主槽漫入灘地，在灘地大量落淤。而自寬段進入下一個窄段時，由于泥沙在上一段灘地落淤后，水流含沙量有所降低，這時從灘地回歸主槽的水流含沙量較小，促使主槽沖刷。在非汛期，因為流量較小，水流不上灘，主槽挾沙能力大幅度降低，而來沙量除上游攜帶來的外，因主流擺動，灘坎受到沖刷而坍塌后退，更增加了來自灘地的泥沙，使得主槽淤積。主槽雖有沖有淤，但在長時段內，仍表現為淤積抬高，而灘地表現為持續抬高。

另外，遼河自柳河口以下，由于1965年以后上游來水減少，在之后的近20年沒有上灘的大洪水，灘地上自發進行農業種植，而后為保護耕地修了套堤，將行洪寬度由2000m左右縮窄至300m～400m，發生3000m3/s以下洪水都不跑灘，柳河來沙仍然不少。1966年～1969年的4年中來了6406.94萬t泥沙，結果大部淤在主槽中，不但使斷面減小，河底和灘唇逐漸抬高，使套堤臨、背高差連年加大，灘地出現橫比降。據統計六間房～朱家房河段1980年左、右灘地上套堤內、外高差平均為1.33m和1.56m，而2000年時增為1.63m和2.09m；另外，在遼河大堤培修過程中都從堤腳灘上取土，取土坑逐漸連成順堤串溝，這兩個因素合在一起，左、右灘都有很大的橫比降。一旦洪水沖破套堤，就會直奔大堤，順著堤根淘刷，如1986年8月遼河發生2537m3/s（朱家房）洪水，在臺安縣何家附近沖開套堤，主流改道緊靠右岸大堤堤根，形成長達11km的順堤河，情況十分危急。

第三段為盤山閘～遼河口段。本段河道長度57.3km，河寬115m～1269m。河道為感潮河段，受上游來沙影響及潮汐攜帶泥沙沉積影響，遇大水年可以沖刷一部分泥沙至下游，但是總體淤積嚴重。河道比降變緩至0.04‰，河道蜿蜒曲折。

由于六間房以下無水文站，缺少實測流量及含沙量資料，因此無法采用輸沙率法對本河段進行分析。但是用斷面套繪法可以看出，當連續豐水年份之后，斷面過流面積明顯有所減小，河床淤高，河寬變窄；而當連續的枯水年份，則過流面積有所增加。可以看出，河口段淤積與上游來水有一定的聯系。初步估計，可能與上游盤山閘的修建、運用有關。在枯水時段由于盤山閘的關閘蓄水改變了潮汐波形，漲潮流速大于落潮流速，從而使漲潮時水流挾沙力大于落潮時，可能導致河口段泥沙被帶到盤山閘下而落淤；在豐水時段，盤山閘開閘放水，把上游帶來的泥沙帶往河口段，而河口段河寬變大，比降變小，流速變小，挾沙力減小，在此大量落淤而導致斷面河底淤高，河寬淤窄。

4 結語

本文通過遼河水文站的統計數據，分析水文站之間河段整體的沖淤規律，并根據河道比降將各段河道劃分類型，歸納總結各河段的整體沖淤變化及河勢演變規律。因此本文不適用于遼河局部河段的沖淤演變分析。本文采用資料大部分為紅山水庫建成后成果，考慮到水、沙系列偏枯，無法驗證來大洪水是否會對遼河產生較大影響，這就需要針對紅山水庫的運行情況進行進一步的分析研究。陜西水利