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摘要：在南水北调中线工程交叉河流中，有相当一部分在总干渠沿线附近为宽浅游荡性河段，河床很宽，由于建筑物布置长度远小于河道宽度，工程实施后必然导致河道水流流态发生新的变化，为保持河道流势顺畅，确保建筑物安全，在建筑物工程布置前必须首先分析河道中泓位置及其变化规律。本文以唐河为例，介绍了宽浅式河道河势分析的方法。
关键词：宽浅河道河势分析
THEANALYSIS OF THE RIVER REACH IN THE CROSS RIVER IN MIDDLE ROUTE PROJECT OF SOUTH-NORTH WATER TRANSFER
ABSTRACT: A considerable part along the main canal is wide-shallow wandering river with wide riverbed,which is among the cross river in middle route project of South-North water transfer.The length of the building is far less than channel width,which will inevitably lead to new changes of river flow regime after project implementation.In order to maintain smooth flow and ensure building safety,we should analyse the position of the river and its variation.Tanghe,for example,the article describes the analysis mehthod of the wide-shallow river.
Key words: wide-shallow river;analysis of river regime
1.唐河流域及河道概况
1.1唐河流域概况
唐河是大清河南支的一条主要河流，发源于山西省浑源县，经灵丘进入我省，先后流经涞源、顺平等七个县市，在安新县韩村入白洋淀，全长273km，总流域面积4990km2。1958年在唐河出山口处兴建了西大洋大（Ⅰ）型水库，总库容11.37亿m3，控制流域面积4420km2。在水库下游30.5km处有京广铁路穿过，唐河铁路桥长344m。
1.2唐河河道特性
唐河按其河道形态可分为三段，即西大洋水库以上属山区段，水库至京广铁路属山前丘陵向平原过渡段，京广铁路以下为平原段。由实地查勘可知，山区段河道受两岸陡峻地势和山体的束缚，一般纵坡较陡，河槽多为窄深式，河床以砂卵石为主；平原段河道因纵坡较缓，河床宽浅，河槽比较规则，两岸筑有堤防；而处于过渡段的河道，因河槽出山区流向平原坡度骤减，流速迅速减小，洪水挟带的大量泥沙主要落淤在这一河段，河床呈淤高趋势，造成洪水时河槽左右摆动，天长日久形成宽浅式游荡性河段，该河段为沙质河床，最宽处超过5km。
2.南水北调中线总干渠与唐河交叉工程简介
南水北调中线总干渠在西大洋水库与京广铁路之间这一复杂地段穿过唐河，上距水库坝址16.4km，下距铁路桥14.1km，交叉断面河宽5.3km，交叉建筑物型式为渠穿河倒虹吸。由于水头有限，根据长江委总体布置，对沿线宽浅型河道均有不同程度的缩窄，其中唐河主体长度规划为1000m，总干渠设计进口流量160m3/s，校核流量190m3/s。由于建筑物布置长度远小于河道宽度，工程实施后必然导致河道水流流态发生变化，为保持河道流势顺畅，确保建筑物安全，交叉建筑物布置必须首先分析河道中泓位置及其变化规律。
3.唐河较大洪水概况
据资料统计，20世纪以来，唐河流域发生了1917、1919、1939、1955、1956、1959、1963、1979年等8场较大洪水。特别是解放前的3场洪水，出山口附近洪峰流量都超过5000m3/s，对西大洋水库以下河道的河床冲淤是比较显著的；50年代的3场洪水洪峰流量在1900～2800m3/s之间，相对较小；1963年洪水较大，西大洋入库洪峰为7940m3/s，但因水库的调蓄作用，最大下泄流量仅1670m3/s；1979年洪水西大洋入庫洪峰2960m3/s，远小于1963年洪水，经水库调蓄后，下泄流量更小，仅403m3/s。地质地貌规律证明，河道的变化是水流与河床相互作用的结果，可见说近一个世纪以来，对唐河河道及河床变化起主要作用的是解放前3场洪水，特别是1939年洪水，其洪峰流量最大，达13200m3/s。
4.唐河交叉河段中泓位置分析
4.1西大洋水库至铁路桥段河势分析
西大洋水库主坝位于唐河出山口处，其左岸为老虎头山，主峰高程238.5m，右岸为凤山，主峰高程336.2m。从1/万地形图和1/5万地形图上分析，左岸老虎头山山脚坡度较缓，右岸凤山山脚坡度较陡，此处河道低槽偏向右岸凤山脚下。唐河出山口后至钓鱼台河道宽度由出山口处的1000m左右展宽为3000～4000m左右，变为漫流河。沿河两岸村庄附近有明显陡坎，河槽内地势沿横断面方向基本相同，在西下素村附近，低水河槽分为三汊，中间为大沙滩，主流位置不明显。钓鱼台处因右岸有一座主峰高程为214.4m的孤山阻挡水流，河道缩窄为2000m左右，使河道水流转向左岸。钓鱼台以下河道顺势而下，主流游荡明显，经台头、辛庄至李村，河势继续偏左并有冲击李村之势。李村村基较高，比附近河底高5m左右，再加上左岸有丁坝，过李村后河势逐渐偏向右岸，至庄头村下游，为保护定州市的安全，修筑了10多公里的堤防，迫使主流又调向左岸并经京广铁路桥下泄。唐河西大洋水库至京广铁路桥段河势见图1。
4.2交叉断面中泓位置分析
通过对唐河西大洋水库至京广铁路桥段河势分析，可以看出在交叉断面附近河道主流偏向左岸。为了进一步分析论证交叉断面附近河道中泓位置的演变过程，我们搜集到交叉断面附近长约9km河段1920年左右测绘的顺直时期1/万地形图，该图可代表1917和1919年洪水后的河道情况，当时主流位置也位于河道左侧；另据1967年国家测绘总局测绘的1/万地形图分析，在经历了1939年、50年代3场洪水和1963年洪水后，交叉断面附近主槽位置仍位于左岸，但比顺直时期的主流位置向右偏移了150～200m；1978年定州市对钓鱼台～铁路桥18km的河道进行了治理，河道治理主要采用清障固槽、护岸成滩、划定500m宽的治导线、治导线以外做丁坝、坝间植树的方法，治理标准为20年一遇。90年代施测的总干渠沿线1/5000带状地形图、局部1/万地形图和河道纵横断面图基本反映了河道治理后的现状情况，交叉断面附近治导线位置比1967年地形图主槽偏右，且在左岸修建了许多丁坝，目的是将河水人为向右疏导，以防止冲刷左岸村庄。将各时期地形图的主槽位置按坐标绘制在一张地形图上（见图2），可以清楚地看出在交叉断面上下游十多公里范围内河道主槽位置均偏向左侧，且其横向摆动范围宽约1000m。因此，将中线总干渠穿唐河倒虹吸布置在上述范围内，可以减小渠道的阻水作用，尽量保持水流顺畅，对建筑物安全及河道行洪都比较有利。
5.结语
南水北调中线是解决京、津、华北地区缺水的超大型引水工程，其线路主要从山前丘陵坡水区穿过，沿线地势复杂，河沟密布，河渠交叉工程众多，保障交叉工程特别是大型河渠交叉工程的安全是中线工程安全运行的根本，其中对宽浅游荡性河流认真细致地分析交叉河段的中泓变动范围，科学地布设交叉工程位置，不仅是确保工程安全的关键，同时对河道行洪也是有利的。
关键词：宽浅河道河势分析
THEANALYSIS OF THE RIVER REACH IN THE CROSS RIVER IN MIDDLE ROUTE PROJECT OF SOUTH-NORTH WATER TRANSFER
ABSTRACT: A considerable part along the main canal is wide-shallow wandering river with wide riverbed,which is among the cross river in middle route project of South-North water transfer.The length of the building is far less than channel width,which will inevitably lead to new changes of river flow regime after project implementation.In order to maintain smooth flow and ensure building safety,we should analyse the position of the river and its variation.Tanghe,for example,the article describes the analysis mehthod of the wide-shallow river.
Key words: wide-shallow river;analysis of river regime
1.唐河流域及河道概况
1.1唐河流域概况
唐河是大清河南支的一条主要河流，发源于山西省浑源县，经灵丘进入我省，先后流经涞源、顺平等七个县市，在安新县韩村入白洋淀，全长273km，总流域面积4990km2。1958年在唐河出山口处兴建了西大洋大（Ⅰ）型水库，总库容11.37亿m3，控制流域面积4420km2。在水库下游30.5km处有京广铁路穿过，唐河铁路桥长344m。
1.2唐河河道特性
唐河按其河道形态可分为三段，即西大洋水库以上属山区段，水库至京广铁路属山前丘陵向平原过渡段，京广铁路以下为平原段。由实地查勘可知，山区段河道受两岸陡峻地势和山体的束缚，一般纵坡较陡，河槽多为窄深式，河床以砂卵石为主；平原段河道因纵坡较缓，河床宽浅，河槽比较规则，两岸筑有堤防；而处于过渡段的河道，因河槽出山区流向平原坡度骤减，流速迅速减小，洪水挟带的大量泥沙主要落淤在这一河段，河床呈淤高趋势，造成洪水时河槽左右摆动，天长日久形成宽浅式游荡性河段，该河段为沙质河床，最宽处超过5km。
2.南水北调中线总干渠与唐河交叉工程简介
南水北调中线总干渠在西大洋水库与京广铁路之间这一复杂地段穿过唐河，上距水库坝址16.4km，下距铁路桥14.1km，交叉断面河宽5.3km，交叉建筑物型式为渠穿河倒虹吸。由于水头有限，根据长江委总体布置，对沿线宽浅型河道均有不同程度的缩窄，其中唐河主体长度规划为1000m，总干渠设计进口流量160m3/s，校核流量190m3/s。由于建筑物布置长度远小于河道宽度，工程实施后必然导致河道水流流态发生变化，为保持河道流势顺畅，确保建筑物安全，交叉建筑物布置必须首先分析河道中泓位置及其变化规律。
3.唐河较大洪水概况
据资料统计，20世纪以来，唐河流域发生了1917、1919、1939、1955、1956、1959、1963、1979年等8场较大洪水。特别是解放前的3场洪水，出山口附近洪峰流量都超过5000m3/s，对西大洋水库以下河道的河床冲淤是比较显著的；50年代的3场洪水洪峰流量在1900～2800m3/s之间，相对较小；1963年洪水较大，西大洋入库洪峰为7940m3/s，但因水库的调蓄作用，最大下泄流量仅1670m3/s；1979年洪水西大洋入庫洪峰2960m3/s，远小于1963年洪水，经水库调蓄后，下泄流量更小，仅403m3/s。地质地貌规律证明，河道的变化是水流与河床相互作用的结果，可见说近一个世纪以来，对唐河河道及河床变化起主要作用的是解放前3场洪水，特别是1939年洪水，其洪峰流量最大，达13200m3/s。
4.唐河交叉河段中泓位置分析
4.1西大洋水库至铁路桥段河势分析
西大洋水库主坝位于唐河出山口处，其左岸为老虎头山，主峰高程238.5m，右岸为凤山，主峰高程336.2m。从1/万地形图和1/5万地形图上分析，左岸老虎头山山脚坡度较缓，右岸凤山山脚坡度较陡，此处河道低槽偏向右岸凤山脚下。唐河出山口后至钓鱼台河道宽度由出山口处的1000m左右展宽为3000～4000m左右，变为漫流河。沿河两岸村庄附近有明显陡坎，河槽内地势沿横断面方向基本相同，在西下素村附近，低水河槽分为三汊，中间为大沙滩，主流位置不明显。钓鱼台处因右岸有一座主峰高程为214.4m的孤山阻挡水流，河道缩窄为2000m左右，使河道水流转向左岸。钓鱼台以下河道顺势而下，主流游荡明显，经台头、辛庄至李村，河势继续偏左并有冲击李村之势。李村村基较高，比附近河底高5m左右，再加上左岸有丁坝，过李村后河势逐渐偏向右岸，至庄头村下游，为保护定州市的安全，修筑了10多公里的堤防，迫使主流又调向左岸并经京广铁路桥下泄。唐河西大洋水库至京广铁路桥段河势见图1。
4.2交叉断面中泓位置分析
通过对唐河西大洋水库至京广铁路桥段河势分析，可以看出在交叉断面附近河道主流偏向左岸。为了进一步分析论证交叉断面附近河道中泓位置的演变过程，我们搜集到交叉断面附近长约9km河段1920年左右测绘的顺直时期1/万地形图，该图可代表1917和1919年洪水后的河道情况，当时主流位置也位于河道左侧；另据1967年国家测绘总局测绘的1/万地形图分析，在经历了1939年、50年代3场洪水和1963年洪水后，交叉断面附近主槽位置仍位于左岸，但比顺直时期的主流位置向右偏移了150～200m；1978年定州市对钓鱼台～铁路桥18km的河道进行了治理，河道治理主要采用清障固槽、护岸成滩、划定500m宽的治导线、治导线以外做丁坝、坝间植树的方法，治理标准为20年一遇。90年代施测的总干渠沿线1/5000带状地形图、局部1/万地形图和河道纵横断面图基本反映了河道治理后的现状情况，交叉断面附近治导线位置比1967年地形图主槽偏右，且在左岸修建了许多丁坝，目的是将河水人为向右疏导，以防止冲刷左岸村庄。将各时期地形图的主槽位置按坐标绘制在一张地形图上（见图2），可以清楚地看出在交叉断面上下游十多公里范围内河道主槽位置均偏向左侧，且其横向摆动范围宽约1000m。因此，将中线总干渠穿唐河倒虹吸布置在上述范围内，可以减小渠道的阻水作用，尽量保持水流顺畅，对建筑物安全及河道行洪都比较有利。
5.结语
南水北调中线是解决京、津、华北地区缺水的超大型引水工程，其线路主要从山前丘陵坡水区穿过，沿线地势复杂，河沟密布，河渠交叉工程众多，保障交叉工程特别是大型河渠交叉工程的安全是中线工程安全运行的根本，其中对宽浅游荡性河流认真细致地分析交叉河段的中泓变动范围，科学地布设交叉工程位置，不仅是确保工程安全的关键，同时对河道行洪也是有利的。