浅析黄河调水调沙对东明河道工程的影响及建议论文_焦全修,焦志勇,姚国毫

浅析黄河调水调沙对东明河道工程的影响及建议论文_焦全修,焦志勇,姚国毫

东明黄河河务局 山东东明县 274500

摘要:2002~2015年黄河连续17次进行了调水调沙,都取得了圆满成功。东明河段位于山东黄河最上游,是黄河下游有名的“豆腐腰”河段,本文通过分析调水调沙后东明河道的冲淤、水情、河势变化等,说明了调水调沙的作用,并提出了河道工程治理认识和建议。

关键词:黄河;调水调沙;东明河道

1东明河道工程情况

黄河东明段位于山东黄河的最上游,河道长76km,两岸堤距上宽下窄,呈“漏斗型”。其中,上界到高村,河道长66 km,河道宽、浅、乱,主流摆动频繁,属于游荡型河段,两岸堤距5~20 km,纵比降约1/6000,主河槽宽1.2~3.3 km;高村到东明下界,河道长10 km,属于从游荡型向弯曲型的过渡性河道,两岸堤距5 km左右,纵比降约1/8000,主河槽宽0.8~1.3 km。由于河床逐年淤积,东明河段河床高出滩地2~3m,高出背河地面3~5m,设计防洪水位高出背河地面8~10m,是典型的地上“悬河”。东明河段有4处险工,8处控导,工程长度16.25km。该河段滩地横比降较大(约1/3000左右),槽高、滩低、堤根洼,极易发生横河、斜河,威胁堤防安全,是黄河下游有名的“豆腐腰”河段。

2调水调沙运用后东明河道的冲淤变化。

从2002年至2015年黄委已经进行了17次调水调沙,据统计小浪底水库运用后,由于小浪底水库拦沙和调水调沙,黄河下游花园口至高村河段冲刷最为明显,从1999年11月至2010年10月,此段河道共冲刷7.85亿t泥沙,河道冲刷以主河槽冲刷下切为主,东明河道平均河底高程降低了2.96m,年平均降低0.27m,调水调沙作用明显。

2015年7月7日8时00分,洪峰通过东明高村站流量达到3200 m3/s,水位61.19m,和2002年第一次调水调沙时高村站最大流量2930 m3/s,水位63.75m相比,流量增加270 m3/s,而水位降低2.56m,滩区没有发生串沟漫滩现象。经过多年调水调沙,东明河段的平滩流量有一定程度的增加,平均增加约700至900 m3/s,东明河道平滩流量由2002年2000 m3/s左右增加到3800 m3/s左右。从2002年和2015年高村站最大流量、水位统计表(表2-1)可以看出调水调沙后水位明显降低。

2002年和2015年高村站最大流量、水位统计表(表2-1)

3东明河道河势变化及原因分析

经过2002年至2015年多年黄河调水调沙,东明黄河河段河势总体向归顺、流路单一,河槽向稳定方向发展,但是东明上界至高村之间,身处豆腐腰宽河道河段,治理难度大,河道宽、浅、散、乱,主溜摆动频繁,长期小水作用下的不利河势仍未得到根本调整,根据多年分析,变化较大的分别为王夹堤河段和老君堂河段。

3.1王夹堤控导工程,始建于1978年5月,位于东明县黄河南滩内,上接兰考县的蔡集工程相连,共有19道坝,均为乱石结构。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆2002年第一次调水调沙前王夹堤工程不靠河,2002年调水调沙期间工程靠水不靠溜,2003年调水调沙期间,王夹堤工程16~19坝偎水,19坝着边溜,后来由于秋汛洪水影响,蔡集工程生产堤溃口,黄河主溜在蔡集工程的35~20坝之间形成“∽”型河湾,造成王夹堤5坝以上河岸坍塌,造成工程1坝、2坝偎水、靠边溜。2004年调水调沙后,王夹堤工程上段靠河段加长,1~7坝靠河无溜,7坝下滩地坍塌,使17~19坝靠河、靠溜,10坝以下坝前滩地仅宽1~20m,王夹堤工程全面靠河的趋势明显。2005年调水调沙以后,王夹堤工程19道坝全部靠河至今。

王夹堤工程靠河段加长的主要原因是2004年汛前修做的蔡集工程54~59坝中的54至55坝受大溜顶冲,挑溜到蔡集35坝以下,溜势下滑,溜渐靠工程对岸的滩地,滩地导流到王夹堤工程前的滩地,使王夹堤工程靠溜段加长。

3.2老君堂控导工程位于东明县黄河南滩内,该工程始建于1974年,上接左岸周营工程来溜,下送溜至于林工程,为河道整治的重要节点工程,共有31道坝垛,其中坝29道,均为乱石结构。

2005年汛前,水溜入周营工程后沿左岸行进,周营工程23~38坝靠水、靠溜,28~29坝、33~34坝靠主溜。溜出周营工程后仍沿左岸行进,流向老君堂工程,该工程7~27坝靠河,7~16坝靠溜,8~9坝靠主溜,10~16坝靠边溜,7坝靠回溜。该工程位置处河势基本维持以前年度情况,变化不大。

2005年以来,老君堂工程河段河势出现了较大变化,溜入周营工程后沿左岸行进,溜出周营工程后仍沿左岸行进,流向老君堂工程,该工程19坝以上对岸滩岸自2006年汛后开始坍塌,目前该处又向纵深方向发展。19坝以上河道内出现不规则型大体呈倒三角形河心滩,河心滩大约长2000~2200m,宽最大处约800m,中小水作用下形成两股河(左岸约占70%、右岸约占30%)的畸形河势。目前老君堂工程7-1~29坝靠水靠溜,24~25坝靠主溜,河势较去年汛后主溜下滑较明显,主溜有2005年原来的8-9坝,逐年下滑,2008~2009年下滑到14~16坝上,发展到目前的主溜靠在24-25坝,下滑1500m以上,并且还有进一步下滑的趋势。

主溜逐年下滑,左岸由于滩岸坍塌,坐湾严重,呈现畸形河势态势,并且有继续向不利方向发展的趋向,造成老君堂工程下首丁坝出险和工程下首滩岸着溜淘刷,严重威胁该段的防洪安全。2010年调水调沙期间开始坍塌,目前已坍塌长1000m以上,宽80~120m。2011年调水调沙期间,此处坍塌最近处已使老君堂工程下首生产堤长约150m已坍塌入水,有关单位和群众,又重新后撤修补加固了新生产堤。沙窝乡政府和东明河务局职工近年来在汛期和调水调沙期间把此处作为重点地段,严防死守,确保此处生产堤安全和滩区不进水,并且,老君堂工程22坝以下,由于近两年受主溜淘刷严重造成根石走失,根石走失、坦石下蛰险情接连发生,给防洪抢险带来了压力。

3.3河势变化趋向

从老君堂河势变化发展趋向来看,如果工程对岸滩岸滩尖在大溜作用下,淘刷严重,继续坍塌,滩咀将被打掉,主溜有进一步下滑的趋势,届时在工程下首丁坝将会进一步出险和右岸滩岸坍塌加剧。一旦小水作用下,老君堂工程右岸行溜减少或不行溜,左岸继续坍塌,就有可能使得老君堂工程脱河,工程29坝下首将着河行溜,威胁到滩区安全。届时老君堂工程将失去迎溜和送溜作用。

4 河道治理建议

4.1为防止河势继续下滑,使老君堂工程发挥应有迎溜和送溜作用,维持目前河势,保证该段防洪安全,应修建老君堂下延工程,控制河势,平稳送溜至于林工程(中部11~15坝)。根据河势演变分析,本着治一湾成一湾的原则,完善老君堂工程布局,增加工程送溜长度,稳定中水河槽,结合老君堂工程29坝以下行溜和滩岸坍塌情况,建议在老君堂控导工程下首顺延30~41坝,坝裆间距80m。老君堂下延工程主要突出其送溜作用,依据黄委会规划治导线,即8#坝以上弯道半径R=1500m,8~22坝的弯道半径R=3000m,中心角26°,23#坝以下为直线段,为配合现有工程,顺延工程坝前头连线与既有的23#-29#坝头连线一致,为一直线段,与规划治导线重合。从而工程修成后,达到将溜送至于于林工程11~15坝,对归顺老君堂至高村河段河势,具有重要作用。

4.2东明王夹堤工程全面靠河,发生重大险情的可能性增强,为防止下首滩岸大面积坍塌,危机滩区群众安全,建议根据河势变化趋势对王夹堤工程续建坝岸,增加工程长度。

4.3调水调沙期间,东明河段冲刷明显,但工程出险次数增多,建议利用调水调沙后河槽冲深的有利时机,及时对靠水着溜坝岸进行根石加固,增加根石深度和水下部分的坡度,保证坝岸稳定。

4.4中小洪水冲刷力较强,坝基有出现较大险情甚至跨坝的可能,调水调沙前重点靠溜坝岸要备足抢险料物,以便发现险情及时抢护,确保工程安全。

论文作者:焦全修,焦志勇,姚国毫

论文发表刊物:《基层建设》2016年22期

论文发表时间:2016/12/8

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