漳河干流河道演變及泥沙補給分析

王小虎，韓彥美，劉凌志

（1.德州鬲津水利有限公司，山東 德州 253009；2.漳衛(wèi)南運河德州河務局，山東 德州 253009；3.海河水利委員會漳衛(wèi)南運河管理局，山東 德州 253009）

1 河道演變概況

漳河屬海河流域漳衛(wèi)南運河系，上源清漳河、濁漳河2 個分支皆發(fā)源于山西省東南部太行山腹地，清漳河、濁漳河入河北省涉縣后，在合漳村匯流后稱漳河，與衛(wèi)河合流后稱衛(wèi)運河。漳河干流岳城水庫以下段全長117 km。

漳河，古稱降水（絳水），亦稱衡漳、衡水，衡者橫也，意指漳河遷徙無常、散漫不可制約。漳河水猛沙多，善淤、善決、善徙。

西漢末年（公元8年）以前，漳河屬黃河水系，公元11年黃河南徙后歸于清河支流。隋代開鑿永濟渠后，漳河重新納入海河水系。金代黃河南徙奪淮后，漳河由于含沙量高，淀洼逐漸淤平，泄水受阻，頻繁變遷改道。

1942年，漳河至河北魏縣南尚村改道由徐萬倉入衛(wèi)河形成現(xiàn)今漳、衛(wèi)河合流態(tài)勢。此后，兩岸堤防逐漸加高，河勢雖在兩堤間擺動變化，但無大改道。

岳城水庫建庫前，水庫以下河段進入平原區(qū)，比降趨緩，總體處于淤積狀態(tài)，大部分河段屬游蕩型，河槽寬淺或無明顯河槽，沙灘遍布。岳城水庫建庫后，蓄洪攔沙，進入下游河道的泥沙減少，下游河道由堆積為主轉(zhuǎn)為沖刷為主[1]。

目前，漳河干流成為間歇性河流，水沙量明顯減少，河勢變化出現(xiàn)小水（流量在200 m3/s 左右）鉆襠、灘地坍塌、險工吊懸和中大水（流量在800 m3/s 左右）沖刷壩頭、威脅大堤的新特點。

2 水文基本資料

漳河干流建有觀臺、岳城水庫漳河站、蔡小莊3個國家基本水文站。各站水文資料情況，詳見表1。

表1 漳河干流水文站資料情況km2

漳河洪水匯流時間短、量級大，單峰洪水歷時一般約5 d，復峰洪水歷時一般11～15 d[2]。實測大洪水年份有1956、1963、1996年。重大洪水年份水文站實測資料，詳見表2。

表2 漳河干流重大洪水年份水文站實測資料情況m3/s

3 河道主槽演變分析

3.1 河道主槽平面演變分析

1963年洪水期間，漳河主流在魏縣、大名縣交界以上基本呈南移（右岸）趨勢，其中臨漳至魏縣段除西冀莊、明古寺、常家屯、新后屯、硯瓦臺、舊魏縣、郭棗林幾處險工靠溜，其余基本靠近南岸。大名縣境內(nèi)因分汊及左堤漫溢，萬堤鎮(zhèn)以下主流北移。

1996年洪水期間，岳城水庫下泄最大流量為1490 m3/s[3]，水流上灘造成淤積，河槽出現(xiàn)不同程度沖刷，穿漳涵洞以下的蜿蜒河段下切明顯。

3.1.1 河槽寬度變化

根據(jù)實測橫斷面資料，1991年以來，河槽京廣鐵路橋至常家屯河段有逐漸展寬趨勢；常家屯至硯瓦臺河段，展寬較多；硯瓦臺至南尚村河段，“96·8”洪水之后稍有展寬；南尚村至郭棗林河段和東王村口門至徐萬倉河段，隨時間變化不大；郭棗林至東王村口門河段，為逐漸展寬趨勢。漳河干流1991—2016年河寬變化，詳見表3。

表3 漳河干流1991—2016年河寬變化情況m

3.1.2 河槽深泓線長度變化

“96·8”洪水后，游蕩型河段主河槽沖刷明顯，過渡段和蜿蜒段主河槽凹岸也被沖刷，河道深泓線長度增加，彎曲度加大。“96·8”洪水以后年份的小流量過水，對深泓線整體影響不大。漳河干流1991—2016年河槽深泓線長度變化，詳見表4。

表4 漳河干流1991—2016年河道深泓線長度變化情況m

3.2 河道主槽縱向演變分析

3.2.1 河槽深泓線縱向變化

根據(jù)1991—2016年河道深泓點變化情況看，深泓線表現(xiàn)為單向整體下切，具體情況詳見表5、如圖1所示，下切的原因主要是沖刷、采砂和沉降。

圖1 漳河干流河道深泓縱剖面

因受穿漳涵洞限制，漳河河道縱比降以穿漳涵洞為節(jié)點大致可分為上下兩段[3]。1991—2016年，漳河京廣鐵路橋至穿漳涵洞之間河底縱坡變化不大，約為1/2100；但穿漳涵洞至徐萬倉之間河底縱坡變化較大，約從1/2900變緩為1/5000。

分析其原因，近25 a 來除“96·8”洪水期間河道水流流量較大以外，其余時間流量均較小且為清水，造成河道深泓線表現(xiàn)為單向整體下切。因受穿漳涵洞的控制，水流對穿漳涵洞以上部分河段沖刷受到限制，深泓線下切較小[3]。穿漳涵洞以下，部分河段流速較大，河床下切較大，隨著時間推移河床下切逐漸向下游發(fā)展，導致穿漳涵洞以下河段河底縱坡變緩[3]。

3.2.2 河道沖淤變化

漳河干流輸沙影響的主要因素是岳城水庫下泄水流。1991年以來，除“96·8”大洪水期間外，水庫基本為清水下泄，水流含沙量處于非飽和狀態(tài)，漳河干流上段河道比降較陡，流速較大，水流挾沙力較大，因此水流會沿途挾帶泥沙，對河床造成沖刷，部分斷面河道下切深度較大。隨著沿途挾帶泥沙增多，水流含沙量逐漸增加，遇下游河道比降變緩或河寬擴展的斷面流速變小，水流挾沙力隨之變小，便在局部斷面產(chǎn)生泥沙淤積。

從主槽平灘面積變化情況來看（詳見表6），京廣鐵路橋至硯瓦臺段河床基本處于沖刷狀態(tài)，硯瓦臺至徐萬倉段河床整體處于微沖狀態(tài)。

表6 1991—2016年河道平灘面積變化情況m2

4 河道泥沙補給分析

4.1 泥沙基本情況

岳城水庫多年平均入庫徑流8.02 億m3，多年平均入庫沙量574.49 萬t（1963—2004年）；1991—2010年的20 a 間，僅“96·8”洪水時有泥沙出庫，其余時間均是清水下泄。

1991—2011年間蔡小莊水文站徑流總量22.6億m3，輸沙總量1324 萬t，水流平均含沙量5.86 kg/m3；若不考慮1996年大洪水年份，蔡小莊水文站徑流總量為12.95 億m3，輸沙總量為248 萬t，水流平均含沙量為1.92 kg/m3；從各年平均含沙量來看，1991—2011年（除1996年），水流含沙量無明顯減小的趨勢。

觀臺水文站為岳城水庫入庫站，岳城水庫漳河站為岳城水庫出庫站。由于漳河岳城水庫以下無較大支流匯入，岳城水庫漳河站亦為岳城水庫以下漳河干流來水來沙控制站。漳河蔡小莊水文站為岳城水庫以下漳河干流泄水泄沙控制站。觀臺水文站、岳城水庫漳河站、蔡小莊水文站多年平均徑流、洪峰、輸沙量情況，詳見表7。

表7 觀臺水文站、岳城水庫漳河站、蔡小莊水文站多年平均徑流、洪峰、輸沙量統(tǒng)計

岳城水庫建成后，由于水庫的攔沙、削峰和徑流調(diào)節(jié)作用[4]以及上游用水量增加，水庫入出庫呈現(xiàn)水沙量均驟減現(xiàn)象，蔡小莊水文站以上河道由建庫前的淤積狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗畮爝\行后的持續(xù)沖刷狀態(tài)。

4.2 “96·8”洪水水沙特性分析

1996年8 月4—10 日大洪水期間，漳河發(fā)生洪峰50 a一遇、洪量29 a一遇洪水，岳城水庫下泄總沙量1363萬t，同期下游蔡小莊水文站輸沙量929萬t，岳城水庫至蔡小莊水文站區(qū)間河段淤積量為434 萬t，其中僅8 月5 日下泄流量最大時本河段處于淤積狀態(tài)，且由于水流上灘，淤積主要發(fā)生在灘地，其余時間河道則處于沖刷狀態(tài)。“96·8”洪水期間各控制站水沙過程，詳見表8。

表8 “96·8”洪水期間各控制站水沙過程

4.3 水沙情況變化分析

1991—2015年間蔡小莊水文站徑流總量26.16 億m3，輸沙總量1364 萬t，水流平均含沙量5.21 kg/m3；若不考慮1996年大洪水年份，蔡小莊水文站徑流總量為16.46億m3，輸沙總量為288萬t，水流平均含沙量為1.78 kg/m3；若不考慮1996年8月5日河道淤積，1991—2015年間岳城水庫至蔡小莊水文站區(qū)間河槽總沖刷量為758萬t。1991—2015年（除1996年），蔡小莊水文站水流含沙量無明顯減小的趨勢。

岳城水庫建成后，水庫以上流域來水來沙情況發(fā)生了重大變化，尤其是近年來，漳河下墊面條件發(fā)生一定變化，連續(xù)遭遇偏枯年份，水庫入庫水量減少，入庫沙量亦明顯減少。由于用水量增加，岳城水庫下泄水量亦明顯減少，1991年以后（除1996年外）水庫下泄流量均在300 m3/s 以下且基本為清水下泄，漳河干流基本無推移質(zhì)泥沙補給。

5 結(jié)論

通過1991—2015年河道實測資料分析，1991年前漳河河槽寬度逐年展寬，河道沖刷明顯，深泓線長度增加、彎曲度加大，1996年后變化不大；深泓線單向整體下切，穿漳涵洞以上河段下切較小，穿漳涵洞以下河段下切較大，逐漸向下游發(fā)展，河底縱坡變緩；岳城水庫建庫以后，河床基本處于沖刷狀態(tài)，基本無推移質(zhì)泥沙補給。