第三节 海河河床冲淤的特点

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内容出处: 《天津市防汛技术资料》 图书
唯一号: 020020020230025807
颗粒名称: 第三节 海河河床冲淤的特点
分类号: TV147+.3
页数: 5
页码: 119-123
摘要: 本文记述了天津市海河上段冲刷和下段淤积的情况。海河上段因流量大、流速高而冲刷,下段因泥沙输移、河道断面大、流速小、水面坡降小等因素导致淤积。此外,泄洪期间闭闸挡潮对下游河道也有影响。根据沙量平衡初步估算,上游来沙和海河冲淤的沙量较大,部分泥沙在汛期中输出了海河閘。
关键词: 天津市 海河 河床 冲淤特点

内容

一、海河上段冲刷,下段严重淤积,个别弯咀趋于恶化,幷有部份泥沙輪出海河閘。
  (一)上段冲刷河段內,河床冲寬冲深,断面增大。航道深水綫已調整适中,原在市区的港池严重浅段刷深較多,航道尺度已基本上达到維护要求。
  造成冲刷的动力条件是:
  1.逕流量大,持續时間长 例如8、9月內超过1,200秒立米的流量持續了6天,超过1,000秒立米的流量持續21天。
  2.水面坡降大,流速高 海河沿程水面坡降以市区段最大,根据8月15日西河閘下最高水位时西河閘~海河閘沿程水面曲綫图(見图5-4),水面坡降:大紅桥附近为2.93‱,金湯桥附近为3.56‱,大同道附近为1.73‱,小刘庄附近为1.02‱,柳林附近为0.42‱(見表5-9)。从流速来看,上段数值亦比較大,一般均在1.0米/秒以上,底部流速也比較大。例如第一次洪峰期內津港22号断面的垂綫流速上部为1.7~1.9米/秒,中部为1.5~1.6米/秒,下部为1.3~1.4米/秒,其平均流速为1.2~1.5米/秒,最大为2.16米/秒。
  海河上段(解放桥~楊場)特別是港池部分經冲刷后,巳基本符合高程-3.0米、底寬70米的通航要求,仅在柳林附近断面測43~測51約2.0公里內有不足現象。
  (二)由于泥沙运移,下段严重淤积湾咀恶化,部份泥沙輸出海河閘。
  1.海河上段冲刷深度自上而下的递减,幷逐漸轉为淤积。
  根据上段冲刷資料統計,解放桥下港池部份一般冲深2.0~1.5米,小刘庄~柳林冲深1.0~1.5米,柳林~楊場冲深0.5~1.0米,楊場~臥河冲深0.1~0.5米,臥河~赵北庄基本上不冲不淤。被冲刷的泥沙逐漸推移到下段形成淤积。冲刷程度在8月中旬第一次洪峰和8月下旬第二次洪峰期間較大,因而海河沿河含沙量也以这段期間較高,但也表
  現为自上而下递减(据不完整資料)。8月中旬浮桥以上曾出現一次合沙量最大值3.31公斤/立米,一般为1.0~2.0公斤/立米。8月下旬沙峰下移到东泥沽~葛沽,最大值为1.8~2.0公斤/立米,下游塘沽出現小沙峰1.0~1.2公斤/立米(以上均指悬移质而言)。再从沿程流速变化来看,沿河流速也自上而下逐漸减小,小刘庄为1.5米/秒,柳林为1.0米/秒,葛沽为0.87米/秒,塘沽为0.73米/秒,以上含沙量和流速自上而下地递减情况是造成沿河冲淤变化的原因(見表5—9及图5—5海河沿程流速、含沙量分布曲綫)。
  2.下段部份湾咀及直綫段均有較多的淤积,东泥沽湾咀淤积恶化,断面变窄变浅。邓善沽~塘沽淤积比往年多,寬深比有所增高,造成下段淤积的基本原因是河道断面大,流速小,水面坡降小。例如葛沽附近过水断面积約为金湯桥处断面积的三倍;海河閘上过水断面积也約为金湯桥处断面积的3.5倍。塘沽的平均流速也仅为天津小刘庄流速的一半。加以洩洪期間仍有閉閘挡潮情况,时間虽只2~3小时,水面壅高仍可影响到东泥沽附近。
  3.根据沙量平衡初步估算,說明有相当数量泥沙輸出海河閘。根据現有不完整資料,初步估算了过閘輸沙量以及河床冲淤沙量(見表5—10)。
  从表5—10来看,沙量出入极不平衡,来沙差量約170万立米。估計原因是:
  (1)海河河道冲淤数量計算因測量誤差可能偏大。
  (2)河道滩地和高岸坍塌的泥沙,由于断面資料不足而未計在內。
  因此有关数值須待进行整編及进一步硏究分析后再作訂正,不过初步看来,已可說明今年上游来沙和海河冲淤的沙量都比較大,同肘也有相当数量泥沙在汛期中輸出海河閘。
  二、海河上段汛末轉冲为淤,含沙量有所增长。
  根据汛末沿河河床断面实測資料,由于洩量逐步减小,流速降低,海河上段已轉冲为淤。例如海河浮桥以上津港22号断面以8月29日和汛前7月27日比較表現为全部冲刷,冲刷面积121平米,9月12日以后最深部份保持在-4.0~-4.5米,但岸边即开始回淤,以9月19日断面与9月12日断面比較,回淤了0.2~0.3米。至9月29日全断面基本上都淤积,冲刷面积与7月27日比較减为75平米,最深点由-4.5米淤至-4.1米(見图5—6津港22号断面比較图及图5—7津港22号断面变化图)。柳林~崔家碼头浅段从測47~測51五个断面9月底和9月初所測結果比較也可以看出轉冲为淤的情况(見表5—11)。
  另外。从月平均合沙量变化看,汛后也有所增长。小刘庄含沙量11月測值已較9、10月值为高(見表5—12)。
  三、海河閘下河道和大沽沙浅滩經历年淤积后,海河閘下低潮位抬高,潮差减小,使海河閘瞬时流量变幅减小,日平均流量趋于均匀。
  1958年海河閘設計阶段中,曾由天津大学水利系进行模型試驗和洩流計算,当时曾对上下游水文条件进行分析。幷选用1954年8月海河口北炮台潮型作为設計閘下潮型。設計計算結果是当上游来水流量(耳閘分流以后流量)为1,200秒立米,在設計潮型頂托之下,海河閘前水位为3.24米(小于要求值3.50米),解放桥水位为5.20米(小于要求值5.50米)。1959年9月曾实測了两次全潮流量和水位,今年汛期8月和9月也进行了全潮实測,对这些資料进行分析后可以看出:
  (一)根据今年实測流量水位資料与設計数值(日平均流量均約1,200秒立米)对比可以看出,原設計計算基本上是正确的(見表5—13)。
  (二)由于閘下及大沽沙浅滩几年来不断淤高,根据历年資料对比,显示出閘下河道淤积已对洩流特性有了相当的影响。它一方面表現为閘下低潮位显著抬高(見表5—14)。1959年海河閘下与新港一碼头高潮位相等,但低潮位約高出0.5~1.0米;1963年在相应流量条件下(850~900秒立米),高潮位仍相接近,但海河閘下低潮位已高出新港一碼头低潮位約1.5~2.0米。另一方面也反映到潮型方面,表現为海河閘下潮型的涨潮历时与落潮历时两者的比值逐漸减少(表5—15)。这个比值在1954年汛期为0.79,1959年汛期减为0.76,1960年减为0.67,今年汛末减为0.47。这两方面的綜合作用,使一日間瞵时流量变幅减小,过閘流量在全日內逐漸趋于均匀(見表5—16),1959年9月29日及今年8月17日实測全潮日平均流量均約950秒立米,而1959年实測日最大瞬时流量为1,650秒立米,今年則减为1,380秒立米。

知识出处

天津市防汛技术资料

《天津市防汛技术资料》

本文记述了天津市防汛技术资料的情况。其中包括庆祝抗洪斗爭的伟大胜利、海河流域概况、1963年雨情水情、堤防加固及辅助工程、尾闾分洪、海河洩洪及冲淤、市区护岸、碼头及桥梁的防护、市区排水、西河闸、海河闸汛期运用施工经验和护堤抢险等。

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