泾河口河道疏浚对洪水位的影响分析

水能经济

泾河口河道疏浚对洪水位的影响分析

刘秀１　高媛２

【摘要】通过对不同水沙系列条件下，疏浚工程实施前后河道冲淤过程及不同流量级洪水水面线进行计算，分析疏浚工程对洪水位的影响。计算结果表明，如果实施开挖疏浚工程，无论未来泾河遭遇何种水沙条件，河槽回淤量有限，可以有效降低洪水位，达到增大河道过洪能力的目的。

【关键词】泾河口；河道疏浚；洪水位

1.广东珠荣工程设计有限公司　广东广州　510000

2.广东珠荣工程设计有限公司　广东广州　510000

1、工程概况

西安泾河工业区防洪工程建设的主要目的是，修建完善泾河工业区公路桥～泾渭交汇口堤防起点之间长2.9km 河段的防洪工程体系，在防洪非工程措施有效配合下，在专管机构有效的防洪调度下，确保工业区在出现设防标准及以下洪水时，能够灵活应对，安全度汛；同时修建相应的管理设施，保障工程安全运行；修建水土保持措施，改善周边环境。

西安泾河工业区防洪工程范围是,泾河工业区公路桥～泾渭交汇口防洪堤起点，河段长2.9km。工程包括：①右岸新修护岸2.88km，衔接段堤防0.66km；②左岸新修段堤防0.25km，连堤防汛路2.03km；③河道拓宽疏浚1.9km。

本次计算西安泾河工业区河段属黄土峡谷型河道，河道比降为0.5‰，枯水期河槽宽度为90-170m，其特点是：主槽窄深，主流集中，滩槽明显，主河槽为凸向左岸的弯曲型，见图

1。

图1工程区断面位置示意图

河道进行拓宽疏浚的主要目的是尽可能地增大过洪能力。由于疏浚工程投资较大，疏浚工程实施后能否有效增大该河段的过洪能力；开挖后的河槽是否会发生回淤，回淤情况如何；如果回淤情况严重，应如何处置等，这些问题有必要进行数值分析研究，论证疏浚工程的可行性。

2、代表水沙系列选择

本次共有渭河咸阳站和临潼站、泾河张家山站三个水文站实测日平均流量和输沙率资料，最终选取代表水沙系列为：平水平沙5年系列为1991年-1995年张家山站和咸阳站同步水沙系列；枯水枯沙5年系列为1998-2001+1960年张家山站和咸阳站同步水沙系列；丰水丰沙5年系列为1960-1964年张家山站和咸阳站同步水沙系列。丰水丰沙5年系列为1960-1964年系列，该系列张家山站年平均径流量为17.70亿m 3，输沙量为2.58亿t；咸阳站同步水沙系列径流量、输沙量分别为66.15亿m 3、1.66亿t。平水平沙5年系列为1991-1995年系列，该系列张家山站年平均径流量为14.69亿m 3，输沙量为2.08亿t；咸阳站同步水沙系列径流量、输沙量分别为24.90亿m 3、0.57亿t 。枯水枯沙5年系列为1998-2001+1960年系列，该系列张家山站年平均径流量为7.86亿m 3，输沙量为1.26亿t；咸阳站同步水沙系列径流量、输沙量分别为18.60亿m 3、0.5亿t。

3、数学模型

采用一维动床非均匀不饱和输沙模型。本模型曾利用黄河流域多个水库及河段的实测资料进行过验证，能够较好的模拟水库及河道的泥沙冲淤过程，具有较用高的精度。

本模型依据的基本方程式如下：

水流连续方程式

式中，B 为河宽；h,v 为断面平均水深及流速；Q 为断面平均流量；A 为过水断面面积；Z 是水位；K 是流量模数；S、S*分别是悬移质含沙量和水流挟沙力，以kg/m 3计；ω是沉速；γ′为泥沙干容重；g 是重力加速度；As 是断面上泥沙冲淤面积；α是悬移质恢复饱和系数；Gs、Gb 分别是悬移质和推移质输沙率；gb 是单宽推移质输沙率；U*是摩阻流速；D 是泥沙粒径；x、t 为流程和时间。

4、考虑河道冲淤时洪水水面线分析计算

依据西安泾河工业区防洪工程实施前后不同河道断面情况，划分为三种不同河道断面方案（见表1），针对不同方案预测计算不同水沙系列条件下河道的冲淤过程，并在河道发生冲淤演变5年之后的床面上，计算不同流量级洪水水面线。根据断面冲淤计算结果，论证疏浚工程实施后河槽发生回淤的可能性，回答河槽发生回淤的严重程度，并提出相应处置措施。

表1 不同河道断面方案方案编号断面情况计算内容

方案1现状河道断面情况

不同水沙系列条件下河

道的冲淤过程；河道发

生冲淤演变5年之后不同流量级洪水水面线

方案2泾河工业区河段两岸修建提防，左岸河道不进行疏浚

方案3

泾河工业区河段两岸修建提防，左岸河道拓宽疏浚

5、不同方案下计算结果分析

对不同水沙系列条件下，（下转第53页）