天津图书馆

一、独流減河原規划設計簡介
  独流减河工程为大淸河流域規划的一个組成部份。独流减河的开辟不仅旨在减輕大淸河流域的水患，更重要的是为了减輕洪水对天津地区的威胁，及保障津浦鉄路交通安全。設計根据1924年洪水，在永定河不分洪的条件下，按大淸河上游蓄洪、中游整理及下游暢流的原則，拟定了独流减河工程計划。进洪閘的設計流量为1,020秒立米。通过水工模型試驗，在洪水期間排洪不受潮水的影响。独流减河由第六堡大淸河口起至万家碼头与馬厂减河相交处，全长43.644公里。独流减河洪水越过馬厂减河之后，洩入北大港漫流入海。
  独流减河自第六堡进洪閘起至8+000系利用敌伪时期已成之一部份堤埝土方，該段河寬400米。自8+000以下仍依已成的减河北岸堤埝修筑成直綫段至17+000。自17公里起稍向南折，河寬由400米逐漸展寬至1,020米，做挖順堤河两道排洩积水。河床地面只略加平整，未予挖深。
  减河在进洪閘处河床高程为3.7米，由进洪閘至17公里一段河底纵坡为1/16,140,自17公里以下均利用原有地面，相当平坦。17公里至28公里段地面高程約2.4米。自28公里至43.9公里地面逐漸升高，下口与馬厂减河左堤相交处高程为4.3米。馬厂减河右堤附近北大港的地面高程为4.0至4.5米。洩洪效能即按此高程作为計算依据。由于减河的河底纵坡是两端高中間低，設計时将减河分为上下两段，自进洪閘至17公里为上段，由17公里至河口为下段。下段河槽系倒坡，采用迴水曲綫水位試算法，求出不同流量时河口及17公里两处的水位关系。上段仍用一般河渠水力学原理計算，求出不同流量时，17公里及进洪閘下两处的水位关不。根据上下两段計算結果，得出减河进洪閘下水位与河口水位之关系曲綫（見图4—10、图4—11）。根据图4—10、4—11两曲綫求出在第六堡不同水位条件下河口水位及流量关系曲綫。将此曲綫与“北大港洩量及河口水位关系曲綫”（不由水工模型試驗得来）合併，两曲綫的交点，即为减河及北大港之平衡洩量，亦即减河之計划洩量（見图4-12）。
  1954年汛后在北大港修筑了东围堤，1959年又加高了自四道沟至馬棚口一段做在馬棚口建防潮閘。設計水位是根据万家碼头水位按原水工試驗水位不变，当减河流量为1,020秒立米时，万家碼头水位为6.06米。潮水位是根据1920至1942年大沽北炮台汛期潮水位記录（其中缺少1945～1949及1951年），以1939年为最大，高达4.48米，其次为1950年之4.18米，其余年份均在3.8米以下。因最高潮位未必恰与北大港最高水位同时出現。
  故本工程采用3.8米作为設計之潮水位較为合适。計算結果东围堤上端水位为4.66米，采用4.7米，下端水位为4.01米，采用4.0米。綜合独流减河的有关設計数据見表4—2及表4-3。
  二、1953、1954、1956年減河洩洪情况
  独流减河在1953年建成后于当年汛期第一次分洪，最大分洪流量約为600秒立米。独流减河的洪水因系經过东淀沉淀，含沙量較小，而馬厂减河分洩南运河的洪水，含沙量較大。两股水流在万家碼头口門交汇后，淸浊界限分明。在汛期独流减河的流量大、水位高，使馬厂减河的浊流被阻，大部水流从南小埝口門的西端入北大港。汛后独流减河水位降低，馬厂减河的浊流即逐漸前伸至北小埝的中部及南小埝的东头。这两股水流相汇时相互頂托，加以漫流水流断面扩大，流速降低，因此在减河口門附近产生淤积沉淀。1953年10月在南小埝外能够施測的范围內进行实測，結果在1,263,940平米的面积內共淤积土方528,850立米，淤积最深的为馬厂减河右側南小埝之外部分，計淤高1.2米，一般淤高0.4米。减河口門的淤积問題設計时早已估計到，在設計报告书中曾提及“独流减河特別是下口有被淤积之可能”。
  1954年出現特大洪水时，独流减河进洪閘上最高水位8.28米，最大分洪流量1,370秒立米，8月份的平均洩洪量为989秒立米。1956年又一次出現大洪水，独流减河在7月11日开始分洪，当日的进洪閘下水位为5.86米，分洪时間至10月10日止长达92天，洩出的水量为56.90亿立米。当年9月17日进洪閘上最高水位7.49米，独流减河的最大洩量为1,190秒立米。
  三、1963年洩洪情况
  1963年独流减河的洩洪情况比較复杂，在洩洪期間多次启閉进洪閘調度洪水，同时又在独流减河右堤扒口分洪入团泊洼。因此，1963年的洩洪过程与原設計不一样。按照对进洪閘的运用，大致可分为四个阶段：第一阶段为8月14日23时减河右堤口門扒开之前这一阶段进洪閘閘門全部开启，閘下水位在14日18时創历史最高記录而达到8.32米，14日23时的流量为760秒立米，当日万家碼头水位不超过5.2～5.4米。但此阶段独流减河的流量沒有达到設計要求。第二阶段为8月16日至8月28日，其間16日至21日进洪閘沒有全部提出水面，22日至27日进洪閘流量虽然超过了1,000秒立米，但絕大部分流量从独流减河右堤注入团泊洼，洩入北大港的流量幷不多。第三阶段为8月28日至9月17日，进洪閘时启时閉，或者是部分开启，因此流量和水面坡降綫都不正常。第四阶段为9月17日至9月底，进洪閘基本上是全开的，9月25日进洪閘下水位为6.68米，流量700秒立米，万家碼头水位6.24米，实測流量500秒立米。此时团泊洼內水位与独流减河水位基本相平。
  独流减河右堤的口門自8月15日扒开，从9月1日至9月24日才获得部分的口門实測流量資料极不齐全。粗略估計，在此期間水从独流减河流入团泊洼的有15天，从团泊洼流入独流减河的为8天（其中一天缺記录）。比較其进出流量，則从团泊洼多流入独流减河0.34亿立米。但在9月1日以前，独流减河水全是流入团泊洼的，估測約为5.5亿立米。右堤口門这种出流入流，影响了独流减河的水面坡降綫，特別是中游水位因受团泊洼水位的影响而抬高了，对今年洩洪亦有所影响。总起来說，1963年独流减河洩洪做未达到設計要求，現从有关的資料分析如下：
  （一）从水面坡降分析，1963年独流减河的水面坡降綫变动很大。又因为水流情况与設計意图不符，自然坡降綫也沒有規律。只是在减河右堤口門扒开以前，减河洩洪才比較正常。茲选择8月14日23时的水面坡降綫来与設計限制洪水位坡降綫相对比，这两条水面坡降綫应該是基本平行的，但是实測的結果幷不如此。在两条坡降綫之两端相距不一样。即下游水位相差0.15米，而上游相差0.5米。这个情况表明当独流减河的洩洪能力在700～800秒立米时，如1963的洩洪情况，实际的水头降落要比原設計增加0.35米。（見图4—13）。
  （二）从河床淤积分析，独流减河从1953年投入使用以来，至今已十年。根据1963年回声測深仪实測資料与1953年竣工資料对比，从进洪閘至17公里处河寬为400米之上游段，河床基本稳定。17公里至19公里之河寬漸变段，沉淤比較严重。在19公里处河中心淤高了0.903米，取20公里处的河床橫断面比較，十年来順堤河已淤平了。20公里以下沉淤約0.2米。在42公里处順堤河亦淤高了1米。这是由于在河床漸变段水面扩展，流速降低，使河床落淤的緣故。同时，这也是使水面坡降綫起变化原因之一。
  独流减河的河口淤塞在1953年已有調查記录，将1963年与其比較，十年来口門上游淤高0.7～0.8米，口門下游高0.5～0.6米。另外，目前减河下口葦草丛生，无疑也会影响其洩量。
  （三）从北大港水流分析，1963年4月上旬作了北大港导洪的实地勘測，使用水上毓行覌測仪器：罗盘仪、六分仪，測距仪、定向仪等。航測路綫是以万家碼头为起点，分三路作幅射形前进。左路沿北围堤过上古林向南至馬棚口；中路向东南方向前进，經小白洋淀，大江至馬棚口；右路沿西南围堤轉至沙井子，然后也集中馬棚口。勘測項目是在航路上每一个轉折点施測流速、流向、水深和图解測点的大地位置等。此外在每两个轉折点之間的直綫航行段上每隔500米施測水深一处。航測路綫总长約300公里，左路測得流向流速点共15个測站，中路17个測站，右路16个測站，共計48个測站。覌測結果表明港內水流的主要流程是：
  1．从万家碼头起的水流，不能直綫穿过北大港流向东围堤口門，而是分为两股水流，其中一股水流經大江，然后漫散流向各口門，另一股水流是順着北围堤流至上古林口門。
  2．黑閘口門的水流亦分成两股，其中一股由馬厂减河方向流到独流减河口与独流减河的水流相汇合，另一股順北大港西南围堤流至馬棚口。
  3．馬厂减河其他两处口門的主流沿唐家洼及北大港的周边入岐口及馬棚口的一段口門出海。
  北大港內主流的最大流速为1.22米／秒，一般是0.4～0.5米／秒，大江及水面較寬的地方为0.1～0.3米／秒。芦葦丛中流速等于零，因此港內芦葦已是洩洪的主要障碍。从測得的地图分析，港內芦葦生长面积很大，使港內水流繞道，增长了洪水流程，使港內水位壅高，影晌上游洩洪。且港內洪水亦不能順利暢流至东围堤的各口門出海。
  綜合此次水上航測的資料与原順直水利委員会測繪图对比，发現平行于馬厂减河、独流减河口以南地区，港底淤高0.6～0.8米；馬圈引河南北两側淤高0.4～0.6米；大江中及周边則有淤有冲，約在±0.1～0.2米之間；馬棚口閘以西大片无芦葦的水面地区一般淤高0.1米；北围堤拐弯处刷深0.8米，其他經常有水流地段均刷深0.2～0.4米不等。流速等于零的葦地內一般相差±0.1～±0.2米之間。上述水上航測成果，估計平面位置的精确度为±0.5厘米。
  根据上述各項資料分析认为，独流减河1963年的洩洪量未能符合設計要求，其主要原因是北大港內水流障碍，造成港內水位壅高，第二个原因是河口淤塞，第三个原因是中游河床淤高了約1米，此外，进洪閘受南堤扒口影响，时开时閉，不能正常洩洪。洪水年汛期水文特征值見表4～5。