辽河中下游河道整治的探讨

张乐强

(辽宁省润中供水有限责任公司，辽宁 沈阳110166)

随着辽河流域的经济与社会的发展，人们对辽河流域的防洪也相应提高了要求。与此同时，在人类频繁活动的影响下，辽河防洪的形势也发生了显著的变化，防洪的压力在持续的增加。

1 概述

辽河发源于河北境内的七老图山脉光头岭，其全部河道途经河北省、内蒙古自治区、吉林省和辽宁省，主体部分处于东北的南部区域。辽河流域的总体面积达218 900 km2，其干流的总长度为1 390 km，其中途经辽宁境内的干流总长度为523 km，流域面积为 69 163 km2，占其全部流域面积的31.6%。辽河的上游途经的地区包括黄土草甸和风沙丘陵等地貌，导致河水中挟带了大量的泥沙[1]。辽河的下游则地势较平坦，其河道的比降也较小，其河口有潮汐在顶托，随着水流的放缓以及泥沙的不断淤积，使得河床在持续被抬高，遇到暴雨和洪水的侵袭，河水泛滥成灾的可能性极大。

辽河的防洪治理过程中面对的一项重要问题就是泥沙。在辽河的柳河口下游河段，严重淤积的泥沙导致河底平均要高过地面1～2 m，构成了一条地上悬河，对河道的行洪带来了严重的隐患，也使得原有的堤防的防洪标准被降低，尤其是河道冲淤发生的变化使得对河势的控制困难加大。因此，针对辽河的中下游的河道整治而言，应重点进行河道清淤并修建治河相关工程，以确保这一地区的行洪安全，使得河势能够得到有效的控制。在长期不间断的整治下，辽河干流所含泥沙量呈逐年降低的趋势，其中的一些河段呈现出下切型的发展倾向，虽然如此，该流域的泥沙淤积同防洪减灾之间的固有矛盾并没有得到彻底缓解。

2 辽河流域中下游泥沙淤积的成因分析

自石佛寺以上的辽河上游流域的河道途经的为丘陵地区，自石佛寺以下流域则为平原地区;六间房以下流域则属河口区。长期以来辽河的泛滥与改道，加之泥沙的淤积，造就了辽河中下游平原。这一地区地势十分平坦，且河道的比降只有0.5‰～2‰。上世纪50年代之前，辽河没有一座成形大堤，遇到洪水便泛滥成灾，河水中的泥沙甚至于落淤于成片的农田里。自1949年的一场洪水之后，为达到降低洪灾损失的目的，辽河下流开始着手修筑堤坝;而1951年与1953年的两场洪水中，平原地区的过水面积大约为300万亩，两场洪水使粮食大面积减产，并影响到铁路运输。在此之后，对辽河的防洪大堤开始了全面的治理，当时设计的保证流量为5 000～5 500 m3/s，所设计的堤距为2～4 km。辽河水量在50年代相当充沛，因此洪水时常引起上滩落淤等现象，滩地也因此出现持续淤高，导致辽河的主槽断面不断扩大，而滩地在逐渐高于河堤以外的农田。在1965年之后，辽河曾经出现多年的枯水期，这期间的洪水上滩的次数明显下降，当时的地方政府倡导开发河地，动员百姓于滩地之上进行大片的高杆作物的种植，然后在外面再围上套堤，过洪断面因此被一再缩窄，造成辽河堤防防洪标准降到5年一遇甚至3年一遇。而河道中泥沙只有落淤于河道两侧的小堤之间，当后来辽河的流量下降后，造成主槽断面一再被缩小和被抬高。赶上丰水期的泥沙主要表现为淤滩(刷槽)，在枯水期漏水主要表现为淤槽和滩唇，如今辽河的柳河口下游河段便由此形成两级悬河[2]。虽然辽河自古多沙，但是改道在历史上却不见记载，辽河河床的稳定是由于洪水的可漫散淤积，而且辽河河口的大陆架的走势中低平状态与宽广状态，这就给泥沙指引了出路。

3 下游河道整治规划

辽河所具有的多沙特点和冲淤变化的规律为辽河的中下游河道治理与防洪工程建设带来了复杂性的不利因素，防洪工程一般包括两部分内容，一部分是指工程建设，包括水库工程和堤防工程，一部分是指河道的整治。

在水库工程和堤防工程方面，自上世纪五十年代始，即在辽河上游修建水库进行洪水的拦截，并对防洪大堤进行整修，五十余年的工程修建，使得辽河的中下游防洪标准得到了提升，达到大约30年一遇水平，取得了兴利防灾的显著成效，工程建设中水库的修建对下游造成的影响最大。在1960年红山水库建成后，使得来自老哈河的辽河的泥沙主要来源被拦截，超过95%的泥沙自此以后不再为害下游。水库的另一个作用是有效削弱了西辽河发生的洪水，因此在辽河各支流上所修建的水库在洪水来临时保证下游堤防的安全起到了积极作用。石佛寺水库兴建完工后，下游可达到百年一遇的防洪标准。

河道整治需要解决的重点问题是，河道中的泥沙冲淤可能造成的河槽不稳定。针对辽河治沙应对上游泥沙的源头制定根本性的解决措施，主要是做好水土保护的相关工作。但就目前而言，还不可能在根本上来解决这一问题。在实际治理过程中，柳河各类水库对拦截河中泥沙起到了较大作用，使得辽河的中下游漏水淤积得以减少。此外，将石佛寺水库二期工程同北水南调工程进行有效结合，利用人造洪峰达到调水与调沙的作用，有利于缓解辽河下游的河道淤积。

以目前河道条件所做的河道整治的探索与研究，宗旨是护堤与固滩、并使河槽中的淤积得到降低，河槽的大小能够有效承载河流中的水量与来沙量。河道整治工程有效运用了丁坝护岸以及平顺护岸等方式达到稳定河床的目的，并对河势的控制节点起到控制作用。本次研究的对象是适应水量与来沙量的河槽之大小，并借此制定出治导线，将其作为辽宁河道整治与进行清淤的总体规划，有效控制河势对中水的河槽(平滩)进行整固。就辽河流域来说，柳河口上游的河道相对稳定，故治理重点目标为柳河口下流河道流域，由于泥沙的淤积，导致柳河口到卡力马这一河段的平面出现较大的变化，所以应逐步对河势进行控制，在朱家房以下的弯道时常因上提下挫而对大堤形成冲击，所以需经工程建设对局部弯顶淘刷做出有效的控制，筛选适宜的弯道特征值，这样可对微弯河型进行稳定性的治理。

3.1 对流量的整治

辽河下游的河床是由滩地与主槽两部分构成，河道的整治目标应是稳定住中水河槽，如此可通过造床流量以及平滩流量来进行流量的整治。采用水位流量关系法:对于巨流河以及朱家房这两站所了解的水位流量关系，河床经多年淤积使得巨流河和朱家房的水位流量关系出现连年抬高的变化走势，这种水位流量关系在1984年达到最高，后经1985年、1986年、1994年和1995年几场洪水，造成水位流量关系呈现逐步降低，就巨流河站而言，1995年的水位流量关系要低于1976年的水位流量关系。而自1986年起，该站的水位流量关系开始有抬高迹象。水位计算法:依据500 m3/s时相应的水面比降，以及2010年和2011年大水后的大断面对自朱家房至卡力马(L98—L105)和自卡力马至章士台(Llll—L124)两河段的平滩流量进行的估算，见表1。

表1 L98一L105及L111一L124两河段的平滩平滩流量 m3/s

上面各种方法估算出的结果大体相同。对整治流量进行确定时考虑到如列各种因素:(1)辽河流域下游的中水河槽的实际过水断面不是很大，故此很少会出现过大整治流量的现象，而过大的流量整治必将导致过水断面也过大，造成在一般流量之下的主槽无法有效控制。(2)而过小的流量整治将导致过水断面也将过小，对较大流量的宣泄产生不利影响。依上面所做分析，柳河口到卡力马和卡力马到朱家房两段间平滩流量和汛期平均流量均大体相近。顾及到沿河引水所起的作用，针对辽河流域下游的流量进行的整治可采用:自柳河口至卡力马为450 m3/s、自卡力马至朱家房为400 m3/s、自朱家房以下为350 m3/s。

3.2 针对断面进行的整治

3.2.1 针对宽度进行的整治

辽河流域下游河道进行整治所选定的主要目标为对中水河槽的控制，对河槽宽度进行确定的方法是运用河槽的平均宽度，依照近期对辽河河道横断面所做的数次实测获取的结果，统计出了河道大断面具有的平均宽度:自盘山闸至六间房为148 m、六间房至朱家房为212 m、自朱家房至卡力马为224 m、自卡力马至柳河口为32l m。依照我国相似河流的相关经验:在黄河下游的孙口以下的两岸进行的工程所带来相对较小影响的弯道，断面处于相对稳定状态，而沿程河相关系有下列形式:过渡段:B=69Q0.28、弯道段:B=105Q 0.16、依照计算获得的结果，并充分顾及到辽河流域的河道当今现况，中下游河宽实施的整治方案应为:自柳河口至卡力马为400 m、自卡力马至朱家房为300 m、自朱家房以下应为 200 m[3]。

3.2.2 平滩深度

依据曼宁公式:V=1/nH2/3j1/2

连续方程:Q=AV=BHV

合并后得:H=(nQ/BJ1/2)3/5

上式当中H代表平滩水深，式中Q值代表设计平滩流量，式中B值代表整治平滩河宽，式中J代表比降。对各段平滩水深进行计算获得的结果见表2:

表2 平滩水深计算结果表

如今的辽河流域的河道己初步构成蓄泄并重的有效治理模式，工程同非工程措施有效结合的防洪减灾体系正在逐步形成，以此有效预防洪水带来的危害。就防洪建设而言，应在辽河流域的水情条件和工情条件以及社情条件发生变化的情况下，转变传统防洪观念，提高对新形势下防洪与河道治理工作的认识，探索对辽河进行治理的新思路，从整体着眼，加快推进辽河流域防洪体系的治理与构建，切实使辽河流域的经济、社会与生态安全得到保障。

[1]张燕菁，胡春宏，王延贵，等.辽河干流河道演变与维持河道稳定的输沙水量研究[J].水利学报.2007(02).

[2]刘燕，江恩惠，赵连军，等.黄河与辽河河道整治对比分析[J].人民黄河.2010(03).

[3]刘晓玲，段亮，宋永会，等.辽河保护区河道清障技术研究[J].环境工程技术学报.2013(06).