黄河渔洼河段河势演变及治理

2012-08-15巩向锋端木凌云

山东水利 2012年8期

彭飞，巩向锋，端木凌云

（1.山东黄河勘测设计研究院，山东济南 250013；2.山东水利科学研究院，山东济南 250013）

阳谷县陶城铺至垦利县渔洼段，河道长349 km，该河段的特点是：河床窄深，形态弯曲，主流摆动幅度较小，属于弯曲性河道。自清末、民国时期至今，为防御大堤溃决，在修堤的同时，修筑了大量的河道整治工程；建国后，创建了“护滩工程固滩定槽、稳定主流”的新理念，在滩区截治串沟、堤河，塞支强干，使洪水主流集中主槽，以增大河道泄洪排沙能力。目前险工与护滩控导工程相互配合，发挥了稳定河势、控导主溜的作用，取得防守主动的效果，并在涵闸引水、滩区生产及航运方面发挥了工程效益，成为黄河下游防洪工程体系的组成部分。自60年代后期至70年代，重点对河段进行了续建、增建、接修、调整巩固等，加强了部分护滩工程，控导工程长度已占该段河道长度的70%以上，河势较稳定。

1 河势变化情况

1.1 河道纵向变化

自2002年小浪底水库进行了首次调水调沙以来，河道过洪能力明显增大，同流量水位不断下降，2009年汛末与2002年汛末相比，3 000 m3/s同流量水位：花园口站降低1.48 m，高村站降低2.05 m，孙口站降低1.21 m，艾山站降低1.18 m，泺口站降低1 m，利津站降低1.2 m；山东黄河高村至利津5个水文站平均降低了1.33 m，最大达2.05 m。

由于河床冲刷下切，河势归顺，过流能力增大，靠河着溜的河道整治工程及坝岸明显增多，同时也引发一些新建工程及原先不靠溜的河道整治工程出险。出险的特点是：2002年、2003年出险坝岸较多，以后逐年减少。

1.2 河道平面变化

1）整体变化。原来的小水流路不再适应河道变化，在水流的作用下逐渐塑造出了适合中常洪水的河槽，河势不断调整，变化较大。主要表现为：河势归顺单一、过流能力增大、靠河着溜的河道整治工程及坝垛数增多、着溜位置改善等有利变化，也有部分河段河势出现了不同程度的摆动、滩岸出现较严重的坍塌等不利变化，引起一些新建工程及原先不靠溜的河道整治工程出险。自2000年以来共出现滩岸坍塌288处，坍塌长度220.23 km，坍塌面积176.6 hm2，最大坍塌长度4 km，最大坍塌宽度134 m。

2）部分河道整治工程坝岸溜势发生上提下挫。部分河段河势上提下挫、左右摆动幅度较大，一些原来不靠溜或靠边溜的坝岸靠大溜，工程靠溜长度也相应增加，工程出险增多，抢险任务加重。其中河势变化较大的工程河段为：艾山险工～燕刘宋控导（左岸 32+000～60+000）；水坡控导～官庄险工（左岸 72+000～75+000）；阴河险工～小侯控导（左岸90+000～99+500）；王家窑险工～大柳树店险工（桩号左岸129+000～159+000）；张桥控导工程～旧城控导工程河段（右岸滩1+490～19+270）；翟里孙控导工程～小街控导工程河段（右岸 159+770～161+845）；宋庄控导～东坝控导～清四控导（右岸121+000～）。

2 河势变化原因

2.1 流量变化

河道内造床能力较强的中常洪水增大造成了河势新的调整变化。2000年以前，河道内中小洪水流量较小，河道以淤积为主。自2000年以来，调水调沙期，平均过量为38.41亿m3，过流平均时间为16 d。特别是2003年汛期受“华西秋雨”影响，形成了长达80多天的黄河秋汛，“华西秋雨”在黄河下游弯曲形河段其流量多为平滩流量，局部漫滩，而且历时较长。根据“护滩工程固滩定槽、稳定主流”的理念，阳谷县陶城铺至垦利县渔洼段，控导工程长度已占该段河道长度的70%以上，中常洪水全部由主槽过流。

2.2 河道整治工程总体布置

近年来，国家虽加大了黄河治理力度，逐步调整了部分工程的平面布局，但历史形成的工程布局一时难以改变，工程整体迎溜能力不强，送溜不稳，引发河势发生较大变化。一是从工程的整体布局看，部分工程位置明显靠前或退后。位置靠前的工程兜溜过死，直接将溜挑到下一弯工程的上首，使工程上首坝岸单坝或少数坝靠溜，险情频发且严重，甚至在工程上首的滩地座弯；位置靠后的工程不靠溜或靠溜不紧，无法控制溜势，使下段河道河势不稳，上提下挫反复变化，加剧险情的发生和发展。二是工程平面布局不合理。部分工程平面布局呈“外凸型”或多个“内凹型”。一处工程存在多个弯道，各个弯道迎、导、送溜能力不同，这不但极易使工程出现较大险情，而且出溜方向极不稳定，严重影响下段河道的河势稳定，造成其以下工程出险。三是从工程位置线看，一处工程相邻坝的长短差别很大，虽然工程位置线整体呈圆弧型的曲线，但相邻坝岸长短不一，呈折线形，造成了工程少数坝岸挑溜过重，容易出现较大险情，同时，水流很容易在长坝下首的短坝处形成回溜，淘刷连坝或坝后尾的土坝基，造成工程出险。

2.3 浮桥及跨河建筑物的影响

浮桥及跨河建筑物对上游的影响是产生壅水，对下游的影响是引起下游一系列河势变化。例如姜沟浮桥始建于1993年，修建后下游河段河势基本稳定。1998年在原姜沟浮桥下游60 m处又修建了1座浮桥。1998年以后河势变化较大，浮桥下游着溜点持续上提，滩岸坍塌严重。2000年，对原南桥控导工程进行了上延整治，整治长度为150 m。2001年8月9日，由于东平湖向黄河退水，新修上延工程及其以上靠大边溜，坝岸坍塌下蛰，抛护抢险石方907 m3，新修上延工程以上约300 m处滩岸坍塌长度达50 m，宽2～3 m。2003年汛前，再次上延150 m护岸，坦石底部设充沙土工织物长管袋褥垫沉排护底。2003年，姜沟浮桥因经济原因拆除，下游河段河势流势逐渐向左岸偏移，恢复到原流路，南桥控导工程上延护岸前出现淤积，形成嫩滩。

3 治理措施

3.1 治理原则

1）在对以往河道整治工程进行分析的基础上，根据新的情况和河道演变情况进行治理；2）合理协调上下游、左右岸关系，统筹考虑各方面的要求，充分发挥现有工程设施的作用；3）遵循因势利导的原则，因地制宜地拟定河势走向格局，拟定合适的治理措施；4）对河势变化骤急的河段或上、下游节点相距大、难于保持河势稳定的河段应选择合适地点，规划增设控导工程。由于山东黄河险工布点已经完成，一般不进行新的险工布设，只对已有险工布局进行完善和改建加固；5）区分轻重缓急、突出重点、注意远近结合、合理安排实施程序；6）根据河势演变情况，把握时机，争取主动，避免造成下游河势发生一系列不利变化。

3.2 治理措施

为确保防洪工程安全，对近几年调水调沙期间河势变化较大、滩地坍塌严重的河段进行治理，主要是：1）没有工程的河段增加新的节点工程；2）原有河道整治工程因长度不足不能有效控制河势的，根据河势演变情况进行适当的上、下延；3）原有河道整治工程平面布局不合理的，对坝头进行接长或截短。如对凸出型、多个弯道凹入型、突出的当家坝、浮桥及跨河建筑物进行改建。对于退坦改建的坝岸，其根石也相应后退，不得在每年汛前过多抛根加固。

靠大水、大溜顶冲的坝岸结构型式，建议采用混凝土四脚体护根型式、铅丝笼沉排坝；靠中水、中水顶冲或着大边溜的坝岸结构型式，建议采用长管袋褥垫沉排坝、铰链式模袋混凝土沉排坝、柳石搂厢；靠小水、小溜顶冲或着小边溜的坝岸结构型式，建议采用传统坝体结构。