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浅析河南黄河河道泥沙淤积

2014-08-12吴媛媛吴朝阳

科技视界 2014年19期
关键词:沙量河槽淤积

吴媛媛 吴朝阳 吴 绘

(1.郑州黄河河务局 惠金黄河河务局,河南 郑州 450045;2.郑州黄河河务局 荥阳黄河河务局,河南 荥阳 450100)

1 河南黄河防洪工程发展概况

河南黄河西起灵宝,东至台前,境内河道长711公里,流域面积3.62万平方公里,占黄河流域总面积的5.1%,占河南省总面积的21.7%。截至2001年底,境内黄河堤防长638.6公里,河道工程长403.034公里,有河道工程257处,坝垛4704道。

1.1 堤防工程建设历程

人民治黄以来,对大堤的低矮残缺薄弱堤段和险工堤段进行加固和修复,采取了修筑黏土斜墙及抽槽换土、前后戗工程、截渗墙、放淤固堤等一系列加固处理措施,进行了四次大规模的加高培厚大复堤建设。1950年至1957年进行了第一次加高培厚复堤建设,完成土方3836.88万立方米。1963年到1967年进行了第二次加高培厚复堤建设,完成土方808.5万立方米。1973年开始了第三次加高培厚复堤建设,至1985年底,完成土方13833万立方米;1990年至1997年,濮阳市修堤26.7公里,完成土方396.38万立方米。1998年“三江”大水后,开始第四次大规模复堤建设,至1999年培修堤防160.1公里,完成土方1613.29万立方米。

1.2 河道整治工程规划方向

自1959年到2002年,河南黄河河道整治先后制定了9次规划方案:1959年方案整治流量6000立方米每秒,拟定整治河宽2.5公里;1964年方案整治流量6000~8000立方米每秒,拟定整治河宽1300米;1972年方案整治流量8500立方米每秒,拟定整治河宽1200米;1979~1992年间有四次方案,整治流量均为5000立方米每秒,拟定整治河宽均为1200米;1999年方案整治流量4000立方米每秒,拟定整治河宽600~1200米;2002年 《黄河下游游荡性河道整治方案拟定项目任务书》整治流量3000立方米每秒,拟定整治河宽800米。

2 河南黄河河道的治理难点

2.1 泥沙淤积严重

1965年到1973年,河南段河道淤积泥沙达33.1亿吨,排洪能力迅速降低,小水产生高水位,与1958年花园口22300立方米每秒洪水相比,1973年花园口发生5000立方米每秒洪水,花园口以下至石头庄河段的水位高出了0.2~0.4米。河南段泥沙淤积量约占黄河下游淤积总量的四分之三,“二级悬河”形势加剧增加了小水酿大灾的频率,严重威胁到人民群众生命财产安全。

2.2 河道宽浅散乱

河南堤距一般宽5~10公里,最宽达20公里。孟津白鹤至郑州桃花峪河段河道宽至3~5公里,桃花峪至兰考东坝头河段长140公里,两岸堤距宽10公里左右。东坝头至台前张庄河段长214公里,两岸堤距上宽约20公里,下宽约5公里,槽宽滩广,滩宽约8~10公里。河道宽泛,水流散乱,主流摆动频繁,中常洪水下容易出现横河、斜河,使得主流顶冲大堤、顺堤行洪,从而造成坝岸坍塌等重大险情,严重威胁黄河河防工程的安全。

3 河南黄河河道泥沙淤积的成因分析

3.1 来水含沙量大

黄河全长5464公里,横贯中国东西,中游流经黄土高原使黄河成为世界上含沙量最多的河流。黄土高原面积63万平方公里,黄土层厚度由数十米至二三百米,是世界上最大的黄土集中分布区,土质松散,在水力侵蚀作用下,支流携带大量泥沙汇入黄河,黄河中游河口镇至潼关来沙量占全河总沙量的90%,是黄河泥沙的主要来源区。河口镇至龙门区间年平均来水量占全河年来水总量的15%,年平均来沙量占全河年来沙总量的56%;龙门至潼关区间年平均来水量占全河年来水总量的22%,年平均来沙量占全河年来沙总量的34%。

3.2 河南境内地势平缓

黄河流经青藏高原、黄土高原、内蒙古高原、黄土高原、华北平原,上游流域面积42.8万平方公里,占全流域的51.3%,河道长3472公里,水面落差3496米,平均比降约为千分之一;中游河道区间流域面积34.4万平方公里,占全流域45.7%,长1206公里,水面落差890米,平均比降约为一千四百分之一;下游河道流域面积2.2万平方公里,占全流域3%,长786公里,落差94米,平均比降约为八千分之一。

黄河的河源与河口落差4830米,比降上陡下缓,河道上宽下窄,高悬地上,泄洪能力上大下小。河南黄河处于黄河中游的下段和下游的上段,灵宝市杨家村至孟津白鹤是山区峡谷型河段,孟津白鹤至郑州桃花峪河段是低山丘陵区,桃花峪以下是下游冲积大平原。

4 河南黄河河道治理展望

4.1 减少黄河携沙量

现代治河新体系是一项复杂而庞大的系统工程体系,协调水沙关系要靠包括黄土高原水土保持、跨流域调水、黄河流域及相关地区水资源有效管理、黄河下游滩区放淤、“二级悬河”治理以及河口治理等在内的一整套体系系统地完成,对流经黄土高原的河道进行硬化处理,减少黄河携沙量,是解决黄河泥沙淤积的根本方法。

4.2 清淤挖深主河槽

河南境内的堤防、控导等防洪工程已得到规范建设,三门峡水库、小浪底水库、陆浑水库、故县水库联合运用可控制各种来源的洪水。由于泥沙淤积引出的“悬河”态势加重、河道宽浅散乱问题是河南段黄河河道治理的首要问题。

对主河槽进行清淤挖深,是解决现阶段河南河道泥沙淤积最简便有效的方法。黄河有“桃、伏、秋、凌”四大汛,主要来自暴雨洪水和冰凌洪水,十月下旬起至次年五月水量小,笔者建议利用黄河自然弯道选取合适的施工段,两岸单位同时对主河槽清淤挖深施工,由相关科研单位根据试验数据研究确定开挖宽度、深度和坡度,在枯水期对河南河道主河槽进行清淤挖深是可行的。施工设备可选用挖掘机、推土机、自卸车等机械,泥沙可运往临近背河淤区以备他用。

主河槽加深后,河道行洪能力加强,主流稳定,水位降低,中常洪水下出现横河、斜河及漫滩冲堤等险情将大大减少,即使大洪水时多余洪水漫滩,由于加深后的主河槽与堤坝有一定距离和坡度,漫滩水流的速度被削减,水流对河防工程的冲刷力被减弱,河防工程的安全系数提高,人民生命财产安全更有保障。

5 结语

泥沙淤积对河南黄河河道工程的影响是重大深远的,由泥沙淤积引出的悬河态势加重、河道宽浅散乱等问题是河南黄河河道治理的难点。对主河槽进行清淤挖深,稳定主流,是有效加强河南河道行洪能力的可行举措。

[1]赵勇.河南黄河.黄河水利委员会印刷厂,豫内资新出发通字[2006]030号[Z].

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