富縣至宜川天然氣輸氣管道工程穿越段河道演變特征研究

相里釗

(陜西省延安市宜川縣河道和水庫管護中心，陜西 延安 716200)

富縣至宜川天然氣輸氣管道工程穿越，富縣、宜川境內，管線穿越區域仕望河設有大村水文站，根據本次評價據實地查勘，管線穿越仕望河、牛武川、牛武東川、西川河、鹿兒川等河流，氣候條件、地形地貌、水文特性、河谷形態、河床質組成等與仕望河大村水文站相近。通過選用大村水文站作為參證站，對穿越段所在流域河流的水沙特性及河道演變特征進行比擬分析。為輸氣工程的順利安全施工提供支撐。

1 穿越流域河流水文特性

1.1 水沙特性

仕望河流域屬陜北黃土塬一部分，土壤主要有黃土性土、黑壚土褐土、紅土和灰褐土，流域植被較好。洪水均系暴雨所致，具有洪枯水流量懸殊較大，含沙量相對較小，洪水暴漲暴落等特點。

通過對大村水文站建站以來至2017年水文資料分析，洪水具有陡漲陡落的特點，一般洪水歷時3 h～2 d，沙峰隨水峰同步，泥沙分配基本和徑流年內分配一致，年際變化大。汛期6-9月來水來沙量均占全年沙量75%左右，具有來沙來水基本同步、相對集中的特點。仕望河多年平均徑流量1.67億 m3，多年平均輸沙量543萬 t。

1.2 河床沖淤變化

選取大村站典型年1965年、1971年、1975年、1985年、1990年、2010年、2017年、2017年汛前大斷面套繪見圖1。從圖中分析可以看出，自1965-2017年53 a間，受洪水 “漲沖落淤” 影響，河道總體沖淤基本平衡；過水斷面主流基本穩定在中間位置，沖淤變化不大。

圖1 大村水文站實測大斷面圖

管道工程牛武川、牛武東川、仕望河、西川河、鹿兒川穿越河段部分河道彎曲、部分河段順直，經現場踏勘及調查走訪，河段沖淤變化與大村站基本一致，多年以來河床沖淤基本平衡。

2 工程穿越河道演變特征

2.1 河道歷史演變特征

從漫長的歷史過程來看，任何一條古老的河流都曾經經歷過多次巨大的變化，造成這種變動的主要原因，一是地殼變動，二是全球性的氣候波動。如果把時間的尺度縮小，單從工程的觀點來說，一般常考慮幾十年甚至上百年的變化，這時流域的來水來沙條件年際之間雖有周期變化，但平均來水來沙條件在長時期內具有穩定性，在這個時段內總的說來河槽特性變化就比較小，可以看成處于相對平衡狀態。

2.1.1 富縣

牛武川是洛河支流，從河流平面形態來看，河流總的走向受地形影響，在溝谷穿行。從斷面形態看，河床斷面基本多呈“U ”形,中水河槽與洪水河槽沒有明顯的差異。從河床演變學的角度來講，“U”形斷面的河谷是河谷發育比較成熟的標志。牛武川支流牛武東川、左家溝等歷史演變趨勢與牛武川河流相似。

2.1.2 宜川

(1)仕望河是黃河的一級支流，項目管線仕望河穿越經過河段處于仕望河流域下游，從水文特征來看該段河流具有洪峰暴漲暴落、流量與水位變幅大、中水歷時不長的特點；從河流平面形態來看，河流總的走向比較順直。從斷面形態看，河床斷面基本多呈“U ”形,中水河槽與洪水河槽沒有明顯的差異。從河床演變學的角度來講，“U”形斷面的河谷是河谷發育比較成熟的標志。

(2)西川河為仕望河支流，管線經過河段從斷面形態看，河床斷面基本呈“U ”形,中水河槽與洪水河槽沒有明顯的差異。從河床演變學的角度來講，“U”形斷面的河谷是河谷發育比較成熟的標志。其余流域面積較小的仕望河、西川河支流高里塬溝、槐樹溝、秋林溝等歷史演變趨勢與西川河相似。

(3)鹿兒川是黃河支流，從河流平面形態來看，河流總的走向受地形影響，在溝谷穿行。從斷面形態看，河床斷面基本多呈“U ”形,中水河槽與洪水河槽沒有明顯的差異。從河床演變學的角度來講，“U”形斷面的河谷是河谷發育比較成熟的標志。

2.2 河道近期演變特征

根據實地訪問調查，研究區在50年代以前人口較少，村莊規模不大，人類活動對河道影響相對較小，當時河道比較順直，兩岸均為沙卵石質的河灘，河道基本保持天然狀態。70年代以后，兩岸公路、高速公路路基相繼修建。

地形圖和近期影像對照牛武川、牛武東川、仕望河、西川河、鹿兒川等河流穿越河段，河道兩岸大多為農田、公路，部分河道穿越斷面建有護岸工程。根據對近期及歷史洪水各穿越河流斷面情況調查，各河流穿越河段主流未發生明顯擺動，沖淤變化不大，由于河床變形與河槽橫斷面有密切的關系，可以認為河道近期變化不大，多年沖淤基本保持平衡。

2.3 河道演變趨勢分析

(1)工程穿越河段，部分河流有堤防工程進行防護，根據對近期及歷史洪水各穿越河流斷面情況調查，穿越河段河道形態穩定，沖淤變化不大，由于河床變形與河槽橫斷面有密切的關系，可以認為河道近期變化不大，多年沖淤基本保持平衡。

(2)工程經過仕望河干支流及鄰近河流，從水文特征來看該河段河流具有洪枯流量懸殊，洪水漲落急劇，歷時短，峰高量小等特點；從河流平面形態上看，穿越河段大部分河段略彎曲，河槽狹窄，兩岸多為自然形成的堤岸，植被覆蓋率較高，部分河段有二級階地，屬于山區性河流。

(3)工程牛武川、牛武東川、仕望河、西川河、鹿兒川等河流穿越河段，大部分河道河槽呈”U”型，河流河谷發育較成熟；從階地發育情況分析，階地的形成與氣候變遷、構造運動和侵蝕基面的升降密切相關，富縣、宜川縣所在地質地塊較穩定，對近期河床演變影響不大。工程河段牛武川、牛武東川、仕望河、西川河、鹿兒川等河流兩岸多為山地、自然岸坡及公路路基、護岸工程，受地形及各類工程影響，河道位置、形態穩定，通過實地勘察及調查，工程河段河床沖淤基本平衡，且具有大水沖刷小水淤積、漲沖落淤積的特點。

(4)受河流形態及人類工程影響，預計工程運行期及較長時期內，工程河段主流穩定不會有較大擺動，河段總體處于沖淤平衡狀態。

3 結語

通過對穿越河段的實地踏勘調查、影像分析比對，可以得出如下結論：

(1)牛武川、牛武東川、仕望河、西川河、鹿兒川等為典型的降水補給型河流，洪枯水流量懸殊，洪水陡漲陡落，水位變幅較大，具有來水來沙相對集中、峰高量小的特點。

(2)穿越段河道受人類活動、地形、地質構造和巖性的控制，河道主流基本穩定不游蕩，橫向變化不大，河勢不會發生明顯變化。

(3)工程段河道在30年工程運行期以及較長時間內總體依然呈沖淤基本平衡河段，并具有洪水期大水沖刷小水淤積特點。