白马河局部河段河床演变的分析研究

第10卷 第1期 中 国 水 运 Vol.10 No.1 2010年 1月 China Water Transport January 2010

收稿日期：2009-12-21

作者简介：王俭斐（1982-），男，河北鹿泉人，河北省石津灌区管理局助理工程师，研究方向为水利水电工程。

白马河局部河段河床演变的分析研究

王俭斐1

，任 健2

，王丽娟3

（1河北省石津灌区管理局，河北 石家庄 050051；2中国水利水电科学研究院，北京 100048；

3河北大学人民武装学院，河北 石家庄 050061）

摘 要：白马河在上游修建水库后，对河道形态的塑造起决定性作用的是极个别年份发生的罕见大洪水。大规模采砂大大改变了原来大洪水塑造形成的河床形态，并使河床演变产生了一些新的特点：纵剖面猛烈下切，且起伏不平；横断面大幅下切和扩宽，河床横断面形态变得极不规整，极大地改变了主槽与边滩的位置关系；深泓点高程大幅度下降，深泓点摆动更加剧烈紊乱。 关键词：采砂；河床形态；白马河

中图分类号：TV147 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2010）01-0122-02

一、前言

长期以来，国内外关于采砂对河床形态及河床演变的研究相对并不十分多见[1，2]。在我国，随着采砂问题的日益严重，对采砂造成的河道及河床演变研究逐步得到重视，但大多是针对长江、钱塘江等南方地区常年有水的河流，分析河道在受到采砂影响下的河床演变[3～6]；而对北方地区多年少水甚至多年无水的河流，其受到大规模采砂影响的研究，相对很少。本文以实测资料为依据，分析白马河局部河段受到大规模无序采砂后河床演变的特点，探讨其对河道的影响。

二、河流水文泥沙概况 1．水文概况

白马河是海河流域子牙河水系滏阳河的一条主要支流，发源于河北省邢台县西部山区北小庄乡戈廖，流经内丘、任县，至环水村注入南澧河，全长73.5km，总流域面积485km 2，河道平均比降6.66‰左右。白马河上游建有野沟门及羊卧湾两座小（一）型水库，在非行洪期河床干涸断流。

白马河流域属温带半干旱大陆性季风气候，年内温差悬殊。多年平均降水量601mm，且一年内分配不均，6～9月间降水量约占全年的76%。海河流域内发生“63·8”和“96·8”两次大洪水，暴雨中心均在白马河流域上游附近。

2．泥沙概况

白马河无较大支流，小支流呈单干树枝状。主流在南青山附近出山，并改变流向，由东北转向东南。河道上游为窄深式河槽，过南青山后逐渐扩宽，至铁路桥段约在0.3～2km 之间。在研究河段主流有S 型弯道。该河段为宽浅型河道，滩地上有局部灌木丛等。近年来非汛期河道已不见流水，汛期偶有洪水下泄。

白马河的河床质基本为粗沙、砾石。从研究河段河床0～3m 深的河床质组成看，上游颗粒较粗，平均中值粒径D 50在0.8mm～8mm 左右。白马河沙量主要有两个来源，一是流域上游的土壤侵蚀，二是河道的两岸岸壁坍塌。

三、采砂影响下的河床演变过程

为了分析大规模无序采砂对河床演变的影响，选择白马河局部河段0＋000～4+910河道若干年份（1966年，1994年，1996年，2003年）的六个大断面（0+000，1+300，2+710，3+510，4+250，4+910）进行分析计算。

1．横断面形态变化

河道横断面形态反映了河道容蓄和输运水沙的空间，同时也可以反映出滩地与主槽的相对位置关系。图1、图2为白马河局部河段历年典型断面变化情况。

图1 2+710断面

图2 4+250断面

第1期 王俭斐等：白马河局部河段河床演变的分析研究 123 由1966年的断面图可见，“63·8”大洪水一方面引起

河道的冲刷，另一方面洪水后河道又普遍回淤，具有“涨冲

落淤”的规律。此时由于未受人类采砂的影响，河床底部起

伏不大，较为平坦，河谷开阔，呈典型的“U”形，河道中

并无非常明显的主槽。部分断面有略显低洼的小槽，反映了

平时的偶尔小水造床作用。

自1966年以后，河道中回淤的泥沙被大量开采，局部

河段挖深甚至达3~4m，虽然小水作用使一些采砂坑稍有回

填，但从1994年各断面图看，多年小水造床及人类采砂共

同作用使得各断面均发生了程度不同的河床下切，并且受人类大规模采砂活动的影响，河床原有的小河槽被大大拓宽和加深了。

“96·8”洪水是多年不遇的洪水，河道发生冲刷，局部冲深达2～3m。由于受前期大规模采砂的影响，洪水大部分归槽，这使得洪水的侧向侵蚀十分明显，河道普遍展宽，断面形式趋于规整。洪水过后的实测河道断面图与1994年相比大体相仿，并且河床整体略有抬升。

1996年以来没有较大洪水，但河道采砂活动越来越严重。从2003年实测的各断面图看，受连年大规模无序采砂的影响，几乎所有断面都出现非常严重的河床下切，并且超量、超深采砂和弃渣随意堆放，使得河床底部呈现凹凸不平的锯齿状，增大了行洪阻力。特别是采砂活动造成原有深槽在严重下切的同时还大幅扩宽，严重蚕食广大的滩地，极大地改变了主槽与边滩的位置关系。

2．河床纵剖面变化

河道纵剖面的抬升或下切对其河床形态及洪水水位的升降有很大的影响。由图3可见，1966年河床纵剖面起伏不大，较为平顺；而1994年，纵剖面已经开始出现起伏，河床下切主要出现在4+250断面以上河段，可以推知采砂主要集中在该断面以上河段；到1996年洪水前，老河床下切发展至7+130断面，3+510～7+130之间纵剖面由原来的近乎直线状呈现为明显下凹状，采砂造成河床下切特别显著；经过“96·8”洪水后，河床通过冲淤调整，纵剖面重新恢复为平顺的直线状；2003年河床纵剖面与1996（新）年相比，河床近乎整体平行下切了2～3m，可以推知，更大规模的无序采砂活动大大加剧了河床纵剖面的下切降低。

图3 历年河道纵剖面

图4 不同年份深泓点位置

3．河道深泓点变化

深泓点位置的变动反映了主槽位置的变化，深泓点的变化情况可以用来表征河势稳定状况。

图4为各断面历年深泓点位置变化情况。1966～1994年间，采砂造成河床深泓点都有不同程度的偏移摆动，其中3+510断面深泓点摆幅最大，达到了350m左右，其余断面深泓点摆幅均在100～200m；由于河床地形受到了前期大规模采砂活动的影响，“96·8”大洪水使得深泓点位置普遍向左岸摆动，尤其是3+510断面深泓点摆幅竟达470m，其他的摆幅也均在100～200m；至2003年，河床受到更大规模采砂的破坏，除2+710断面大幅向左岸摆动外，其余各断面深泓点都向右岸大幅度偏移，3+510断面摆幅竟达580m左右，占到总河宽的3/4，全河段内各断面深泓点摆动更加剧烈了。

四、结语

白马河在上游修建水库控制洪水的条件下，对河道形态的塑造起决定性作用的是极个别年份发生的罕见大洪水，而平时的小水造床作用很微弱。然而，大规模采砂可以极大改变原来大洪水塑造形成的河床形态，并使得河床演变产生新的特点：纵剖面猛烈下切，且起伏不平；横断面大幅下切和扩宽，河床横断面形态变得很不规整，极大地改变了主槽与边滩的位置关系；深泓点高程大幅度下降，深泓点摆动更加剧烈紊乱。

参考文献

[1] 钱 宁，张 仁，周志德.河床演变学[M].北京：科学出版

社，1987：345.

[2] 谢鉴衡主编.

河床演变及整治[M].北京：水利电力出版社，1992.

[3] 毛 野.初论采砂对河床的影响及控制[J].河海大学学报学

报，2000，28（4）：92-96.

[4] 毛 野，张志军.初析长江河道采砂的利弊得失[J].河海大

学学报学报，2001，29（6）：68-72.

[5] 江海洋，卢祥兴，余其坤.大规模采砂后富春江河段河床

演变分析[J].泥沙研究，2002（4）：64-68.

[6] 毛 野，黄才安，陈建华，等.长江镇江段河道采砂的影响

及其控制利用的试验研究[J].泥沙研究，2004，（3）：41-45.