渭河下游洪水分析与防洪减灾对策研究

摘 要：渭河是黄河的最大支流，河流全长818km，咸阳至潼关入黄口河段为下游。自三门峡水库修建运行之后，渭河下游的水沙条件与河床演变发生了重大的变化。通过对渭河洪水的研究，针对渭河当前的形势和问题提出自己的建议和对策，以此为渭河的防洪问题提供参考。

关键词：渭河下游；潼关高程；防洪减灾

中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：16723198（2012）14017002

1 渭河下游现状

1.1 基本情况

渭河是黄河的第一大支流，发源于甘肃省渭源县乌鼠山，流经甘肃、宁夏、陕西三省，渭河下游从咸阳至北洛河河口全长204公里，按渭淤断面间距计算长约为167公里，沿途在左岸有泾河、石川河，右岸有沣河、灞河以及二华区间南山支流汇入，其中泾河水量较大。渭河下游洪水主要来自咸阳以上干流和支流泾河。

1.2 洪水基本情况

由于渭河下游河床形态的变化，河长高程的提高，渭河下游洪水的特性也随之发生变化，根据渭河下游华县站，临潼站水文资料分析，针对1954年、1981年、2003年的三场洪水进行比较，可以看出随着洪水发生年代的推移，洪水过程线由尖瘦变得矮胖，洪水历时也显著增加，洪峰出现时刻明显推后，这一系列的变化趋势都有不利的影响。

2 洪水不利因素成因

2.1 冲淤影响，导致过流能力变化，单位流量变化下水位变幅增大

与来水来沙量大小对应，渭河年内冲淤变化主要发生在汛期，非汛期冲淤变化较小，尤其是滩地变化更小。根据2010年汛后至2011年汛前渭淤37个断面冲淤地形对比分析，滩地冲淤变化整体不大，有的几乎没变化，某些河槽有较小的冲淤变化，如渭淤37、36、7、9等断面，个别断面有稍大的冲淤变化，如渭淤35、34、24等断面，以24断面为例，断面的变化主要以河槽为主，河槽在讯后发生明显的上移，河槽内淤积明显，从而使得最低高程加大，降低了断面的过水能力，而渭淤断面34深槽发生了较大的移动。

由以上的分析研究可以看出，从长期的角度来看河道淤积依然严重，从三门峡运行至今，渭河的在几十年的冲淤之中形成了十分强烈的堆积性，难以稳定，河床处于水流冲刷与泥沙淤积交织的不断演变中，有冲有淤，以淤积为主，河床不断随着河道泥沙的淤积而抬高，防洪断面不断减小，堤防工程需要不断地加高。

图1 渭河24断面2011年汛前讯后地形图渭河下游的泥沙主要淤积在临潼以下河段，淤积的重心在华县及其以下河段。由于泥沙不断淤积，致使同流量水位不断抬升。以华县站为例，渭河下游华县站同流量洪水位是抬升的，特别是20世纪90年代后期以来，渭河下游泥沙淤积发展迅速，从三门峡运行以来，华县站同流量水位抬升4-5米。由于同流量洪水位的抬升，从而加重了渭河下游洪水灾情。

分析1981年洪水和2003年的洪水情况，划分出2003年和1981年洪水的一次完整的洪水进行分析，两次洪水的Q—H图有共同特点，也有很大的差异。两次洪水过程都符合洪水演进的基本规律，其整体的趋势成绳套形。由分析看出，81年洪水的绳套曲线相对较瘦。对两条绳套曲线进行线性拟合，可以得到03年洪水拟合直线：Z=0.0015Q+337.47，其相关系数R=0.92,而对81年洪水同样进行拟合可以得Z=06Q+337.24，其相关系数R=0.93。由这两条拟合直线可以清楚的看出，从1981年到2003年，单位水位变化对应的流量变化大幅度减小，同一水位下，对应的流量也大幅度减小，这都表明了河道的过流能力大幅度的下降。分析可以看出，这种现象是由于河道的淤积使得河道萎缩、河床的高程上升，从而使得相同流量下的水位上升，从而使洪水危害更大。而同一水位下流量减少，水流的平均速度就会降低，水流的携沙能力降低，必然引起河道更多的淤积，从而使河床高程更高。所以淤积引起过流能力减少，而过流能力减少又进一步引起河道淤积，两者相互影响。

图2 2003年与1981年华县站QH曲线与相关直线2.2 潼关高程变化导致淤积

潼关高程的升降变化与干支流来水来沙条件的变化是一致的，即水沙条件有利时潼关高程下降，水沙条件不利时潼关高程淤积抬升。渭河下游是潼关断面沙量的主要来源区之一，潼关这一天然卡口是渭河下游侵蚀基准面，直接反应和制约着渭河下游淤积情况，潼关高程居高不下，引起河床高程抬高，导致了黄河洪水倒灌顶托的现象。

从1960年至今汛后潼关高程的变化主要可以分为两个部分，第一部分主要是枢纽改建完成以前，从1960年到1969年潼关的高程由原来的323.4米提高到了328.65米。第二部分从水库经过了二次改建开始，潼关高程有所降低，但是后来潼关的高程又逐年抬高，并且居高不下。

由表1可以看出，渭河下游累计淤积量的增减与潼关高程的升降存在着正相关，其变化的趋势非常明显，局部不完全正相关主要是渭河下游的泥沙淤积与潼关高程的抬升具有滞后性。当潼关高程抬升时，淤积量就增加，当潼关高程下降时，泥沙淤积就减小，这充分说明了潼关高程的变化显著影响渭河下游的淤积情况，从而间接影响渭河下游洪水的演进。

2.3 河道变化

随着渭河河道的淤积，潼关高程的提高，渭河下游河道纵向比降也会随之变化，这种变化同时又会影响到河道平面形态。随着渭河比降变缓，河势变化剧烈，河道里横河、斜河等不利河势不断发生，河道变得蜿蜒弯曲，这些现象都会产生一些不利的影响。首先，局部S形弯曲的河道会产生顶冲大提的影响，这是因为河道水流表层流速较大，而底流几乎为零，在离心力的作用下，表层水流会向凹岸流动，对凹岸产生顶冲作用。其次，弯曲的河道又会进一步加大淤积。凹岸顶冲导致淘刷作用，局部会发生崩塌，由弯道环流原理知，在离心力和两侧水压力差共同作用下产生横向环流，将凹岸崩塌下来的泥沙带到凸岸的一侧。另外，河道的弯曲变化以及纵向比降的降低会使得洪水排泄的速度降低，导致洪水历时变长，防汛压力增大。由以上的分析可以看出，河道的变化对防洪形势是极为不利的。