黄河下游二级悬河治理河段选择分析

王凤群 崔文娟 孙妍

(河南黄河勘测设计研究院,河南郑州 450000)

黄河下游二级悬河治理河段选择分析

王凤群 崔文娟 孙妍

(河南黄河勘测设计研究院,河南郑州 450000)

作为黄河特有的二级悬河现象,一直以来,受到国家的高度重视,在黄河相关总体规划和专项规划中均对二级悬河治理有相关论述。由于黄河下游二级悬河河段较长,如何选择最严重河段进行优先治理成为二级悬河治理工作的当务之急。本文通过二级悬河特征值分析,中水河槽平滩流量分析以及实体物理模型试验三种方法,综合比较,最终确定黄河下游二级悬河最严重的段落。

黄河下游 二级悬河 河段选择

在黄河下游二级悬河河段,发生大洪水时,易形成滚河、斜河或者横河,顺堤行洪冲刷堤防,威胁黄河下游堤防安全。对于黄河下游二级悬河的治理工作,2008年7月国务院批复的《黄河流域防洪规划》中,明确提出“结合水库调水调沙及河道整治,通过开挖疏浚主槽及人工扰沙,引洪放淤,淤堵串沟,淤填堤河,标本兼治,逐步治理二级悬河。

考虑到一次性全部治理二级悬河,国家需投入巨额资金,因此,应选择东坝头至陶城铺河段中最严重的部分进行优先治理。下面通过二级悬河特征值分析,中水河槽平滩流量分析以及实体物理模型试验三种方法来进行,经三种方法对比,综合比较,最终确定黄河下游二级悬河最严重的段落。

1 二级悬河特征值分析

二级悬河特征值主要有滩地横比降、水位与滩面的高差。黄河下游东坝头至陶城铺河段分为两个大的河段:东坝头至高村、高村至陶城铺。下面通过分析两河段的滩地横比降、水位与滩面高差确定二级悬河最严重河段。

东坝头至高村河段左岸平滩水位高于临河滩面0．63～4．07m,平均为2．38m,滩地横比降均值达到右岸平滩水位高于临河滩面1．22～4．66m,平均为2．78m,滩地横比降均值达到总体而言,本河段二级悬河形势较为严重。扣除青庄断面由于左岸滩地宽度较小造成的滩面横比降异常偏大因素,本河段二级悬河形势较为严重的河段为东明南滩,该滩滩唇与堤脚高差均值为3．25m,最大值达4．66m,滩面平均横比降达5

高村至陶城铺河段左岸平滩水位高于临河滩面0．93～4．38m,平均为2．70m,滩地横比降均值达到右岸平滩水位高于临河滩面0．86～4．24m,平均为2．69m,滩地横比降均值达到总体而言,本河段二级悬河均较为严重。上述左岸较大的4个滩区中,习城滩平均横比降为辛庄滩横比降在四个滩区中最大,为陆集滩平均横比降清水滩平均横比降为陆集滩和清水滩两滩悬差和滩面宽度相差不大,但清水滩扣除孙口特殊断面后,平均横比降为低于陆集滩。

综合比较,习城滩、辛庄滩、陆集滩二级悬河形势更为严重。

2 平滩流量分析

采用2011年调水调沙末期河南黄河河务局实测资料,预估高村至陶城铺河段平滩流量,辛庄滩及陆集滩河段的平滩流量最小,为4200m3/s左右,各个滩的预估平滩流量见表1。

3 实体模型试验成果

2010年1月,黄河水利科学研究院根据“小浪底水库拦沙后期防洪减淤运用方式研究下游河道实体模型试验(小浪底至陶城铺河段)”3个不同运用方式的长系列年试验成果,完成《黄河下游易发生滚河及顺堤行洪的河段预测》报告。

黄河下游不同水沙组合多年实体模型试验成果表明:在二级悬河较严重的兰东滩等河段,极易出现滚河和顺堤行洪等不利河势状况,因此,为确保黄河下游防洪安全,避免河势出现滚河等特别重大的险情,急需加快二级悬河的治理力度,近期尤其要加强兰东滩、习城滩、陆集滩、清河滩等二级悬河的治理。

4 治理河段选择

通过二级悬河特征值分析,东坝头～陶城铺河段右岸的东明南滩,左岸的习城滩、辛庄滩、陆集滩二级悬河最为严重;通过平滩流量分析,过流最小河段为辛庄滩和陆集滩,为4200m3/s;实体物理模型试验表明,二级悬河较严重的兰东滩、习城滩、陆集滩、清河滩等河段,极易出现滚河和顺堤行洪等不利河势状况,滩地都成为泄洪主通道,顺堤行洪,堤脚处由于堤河存在,成为泄洪主槽通道。堤防存在巨大安全隐患。

经上述综合分析,并考虑地形、上下游衔接、滩区宽窄等因素,选择东明南滩、习城滩、辛庄滩、陆集滩二级悬河形势严重、平滩流量相对较小,发生横河、斜河和滚河的趋势明显的四个河段,作为黄河下游二级悬河急需治理的河段,开展二级悬河治理工作。

表1 2011年调水调沙末期部分河段平滩流量预估表