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黄河下游九堡一韦滩河段河道整治工程研究

2019-09-10潘明强郭乙霏王李平

人民黄河 2019年1期
关键词:河道整治

潘明强 郭乙霏 王李平

摘要:黄河下游九堡一韦滩河段属典型的游荡型河段,河床宽浅,流势散乱,近年来河势失控,畸形河势持续发展,造成滩地大量坍塌,危及村庄、堤防安全。在简要阐述九堡一韦滩河段游荡特征、分析2008-2012年河势演变过程的基础上,指出河势失控的原因在于工程长度不足,工程迎流、送流能力差。根据九堡一韦滩当前河势变化,参考以往物理模型试验成果,提出了工程建设方案,建议:下延毛庵、九堡工程,上延三官庙工程,增强上述工程的迎流、送流能力;上延韦滩工程,迫使河势北移,主流归槽。

关键词:河道整治:工程建设方案:九堡一韦滩河段;黄河下游

中图分类号:TV85;TV882.1

文献标志码:A

doi:10.3969/j.issn. 1000 -1379.2019.01.008

黄河下游九堡一韦滩河段长约25 km.属典型的游荡型河段,河床宽浅,流势散乱,主流游荡摆动频繁,经常发生横河、斜河,造成滩地大量坍塌,甚至危及村庄、堤防安全。该河段左岸为新乡市原阳县,右岸为中牟县,堤距宽度为5.5~ 14.0 km,河道平均比降为0.020 3%。

九堡一韦滩河段左岸有毛庵控导、三官庙控导和黑石控导工程,右岸有九堡险工、九堡下延和韦滩控导工程:右岸大堤桩号55+050-56+550段建有太平庄滚河防护坝,防止顺堤行洪威胁堤防安全。

毛庵控导工程位于原阳县包厂乡东刘庄村至毛庵村南2 km处,始建于1999年5月,目前共有35道坝,工程长度3 500 m,裹护长度3 801 m;l坝-5坝为充沙褥垫沉排结构,其余均为传统的土石结构乱石坝;《黄河下游防洪工程可行性研究报告》[1](以下简称《十三五可研》)安排下延2道丁坝,长度为200 m。九堡下延控导工程位于中牟县雁鸣湖镇六堡至李庄之间,工程始建于1986年,现有丁坝30道,工程长度3 000 m;《十三五可研》安排下延500 m潜坝,工程顶高与2020年水平3 000 m3/s相应水位持平。三官庙控导工程位于原阳县郭庄乡三官庙村至黑石村之南的黄河滩地,工程始建于1998年,目前已修建丁坝42道,工程长度4 200 m;《黄河下游防洪工程初步设计报告》[2](以下简称《十三五初设》)安排上延10道丁坝,长度为1000 m。韦滩工程位于黄河下游九堡至大张庄河段、右岸中牟县境内,韦滩工程始建于1999年,为透水混凝土灌注桩护岸,现状长度5 100 m;《十三五可研》安排上延1 000 m潜坝。

太平庄防护坝始建于1902年,当年大河主溜靠南岸大堤,故修坝6道,第一道坝在张满庄村北,第六道坝在太平庄马路口东北,后来工程逐渐淤废,现仅存坝头。1989年8月,主流南移,在太平庄坐弯,紧逼大堤,同年9月将6道坝帮宽接长,又修建3道(7坝、8坝、9坝)防洪坝,共9道坝组成太平庄防洪坝。

1 九堡一韦滩河段近年河势演变情况

1.1 2008年以前河势分析

大河出赵口控导工程后,靠北岸行河,受滩地影响,主流于毛庵工程35坝前滩地折向九堡险工方向,在九堡险工上首河分两股,主溜沿左岸行进,南股河于九堡险工120坝靠岸,两股河于九堡控导135坝前滩地会合后转而向北,沿左岸行进至三官庙工程上首,受滩地顶托影响转向南岸于九堡下首145坝靠河,主流与九堡工程联坝成900角行进,于工程下首2 km处折向三官庙工程32坝方向,三官庙工程下首32坝靠河,大河顶冲任村堤防护工程,后脱离徐庄、大张庄等工程顺直流向黑石工程。该河段S形畸形河势形成已久,虽对武庄工程进行了下延并发挥了一定的控制作用,但河势仍在调整之中。

1.2 2008-2012年河势分析

2008年以后,河势逐渐变化,九堡工程开始逐渐靠河,至2012年基本全线靠河,但送流能力依然有限,主流出九堡工程后直接坐小弯滑向韦滩工程上首,韦滩工程上首滩地受顶冲不断塌退,形成南北横河,在黑石工程处坐弯滑至大张庄工程,韦滩工程在2010年前则呈脱河状态。

与此同时,毛庵工程段河势逐渐上提,下段多道丁坝靠溜,将主流送至九堡下延120坝,并沿九堡工程行河。受左岸三官庙工程前滩地阻水导流影响,河出九堡下延工程后主溜迅速南移,形成斜河,在韦滩工程上首以西、南仁村以北二级滩地坐弯塌滩,呈“秤钩”形河势,与规划流路布设的河弯呈反向发展趋势:大河在韦滩工程上首形成南北横河流向黑石工程,三官庙工程仅有42坝与主流若即若离,着流长度很短,没有发挥导流、送流的作用。

2011年汛前的河势状况,一是失去控导工程的控制,主槽难以稳定,畸形河势仍持续发展,严重影响河道整治效果,威胁控导工程自身安全:二是畸形河势在滩地坐弯,因没有防护工程阻挡,造成大溜顶冲处滩地,滩地坍塌后退速度很快,也严重威胁到南仁滩区群众生产、生活安全。2011年汛后滩地坍塌长度约为4 000 m、平均宽度约为250 m,坍塌面积约为100hm2;2008-2011年累计塌滩面积360多hm2。为此,2011年7月,黄委对韦滩工程上首畸形河弯进行临时应急抢护,对延缓畸形河势发展、减少群众塌滩损失起到了重要作用。

2011年汛后,韦滩上首河势持续上提,造成应急工程上首滩地冲刷后退,应急工程失去藏头安全,并随着坍塌的滩地逐步塌人河中。失去应急工程的保护后,畸形河弯的发展速度明显加快。

2012年以后,河势逐渐北移,畸形河势得到缓解。

2004-2012年九堡一韦滩河段河道整治工程靠河情况统计见表1。

2 九堡一韦滩河段存在问题

从九堡一韦滩畸形河势的演变过程来看,该河段存在的主要问题如下。

一是工程長度短、控导河势能力差。大河出赵口控导工程后,没有能力将主流送到毛庵工程,受阻于毛庵工程前滩地。主流折而向南,九堡工程着流长度虽逐年增长,但仍不能将主流送达三官庙工程,主溜在韦滩工程前坐弯折向北岸后,才与三官庙工程下端若即若离。因此,应加强毛庵工程、九堡工程的送流能力,加强三官庙工程的迎流能力建设,规顺河势向好的方向发展。

二是韦滩工程上首滩地坍塌严重。黄河滩地是滩区群众生产、生活的唯一场所,是人民群众的生命线。坍塌土地主要涉及中牟县狼城岗镇南仁村和雁鸣湖镇孙拨庄村,人口7 000多人,其中90%的土地属于回族群众聚居的南仁村:至2011年汛后,岸线坍塌长度已达4 000 m,塌滩面积累计360多hm2

3 整治措施

解决上述问题的方法是加强工程建设,增强工程的迎流、送流能力,防止畸形河势继续发展,阻止河势再次南移;同时,结合工程建设,保护滩区人民群众生命财产安全,避免滩岸继续坍塌。

《黄河下游游荡型河段河道整治方案》[3]中的9 a水沙过程物理模型试验结果表明,九堡一韦滩现行河势与规划流路相差较大,尤其是2005年前的河势主流离毛庵工程较远,工程上首位置靠南上勾明显,上迎效果不太理想,因而与九堡工程配合效果不好,难以充分发挥三官庙工程作用,导致三官庙一韦滩一大张庄河段主流游荡摆动频繁,摆幅较大;同时,三官庙工程导流不力是韦滩工程长时期不靠河的主要原因。九堡一韦滩一大张庄河段,主流有向规划流路发展的趋势,但不稳定,而且因河势变化较大,该段工程靠河及靠溜概率普遍较小,达不到50%。物理模型试验还发现,要想使该河段河势尽快得到调整,必须适当调整毛庵工程出流,使九堡下延工程导溜,确保三官庙工程发挥作用。

通过对九堡一韦滩近年来河势的分析研究,参考《黄河下游游荡型河段河道整治方案》物理模型试验结果,笔者认为应加强控导工程建设,引导河势向规划流路发展,同时上延韦滩控导工程,阻止河势再次南移。

(1)毛庵工程下延。为增强毛庵控导工程送流能力,安排毛庵控导工程下延200 m,根据河势变化情况相机安排实施。

(2)九堡工程下延。为改善九堡工程的送流能力,安排下延工程500 m。因现状排洪河槽宽度小于2.5 km.故拟采用潜坝形式,工程顶高与2020年水平2 000 m3/s相应水位持平。

(3)三官庙工程上延。考虑到近年来小水小沙持续时间长、三官庙河势上提速度加快,安排上延工程1000 m,可根据河势变化情况相机建设。

(4)韦滩工程上延。为防止韦滩河段畸形河势继续发展,阻止河势再次南移,安排上延工程1000 m,仍采用透水混凝土灌注桩护岸形式。

4 结语

黄河下游高村以上河段属游荡型河段,河床宽浅,主流游荡、摆动频繁,部分河段河势尚未得到有效控制[4]。近年来部分河段主流游荡范围偏大,甚至河势失控,不仅有可能形成“横河”“滚河”,造成塌村、塌滩,危及堤防安全,还可使下游引黄涵闸脱流,造成引水困难,甚至无法引水,严重影响沿岸城乡人民饮水安全和工农业生产用水。因此,不断跟踪、研究黄河下游河势变化,继续开展河道整治工程建设,完善黄河下游防洪工程體系,保障黄河下游两岸防洪安全仍是长期的艰巨任务。

值得一提的是,2012年以后,韦滩河段河势趋于好转,河势逐渐北移。上述工程建设计划已列入《十三五初设》,并于2016年进入实施阶段,目前已建设完毕。

参考文献:

[1] 黄河勘测规划设计有限公司,黄河下游防洪工程可行性研究报告[R].郑州:黄河勘测规划设计有限公司,2015:4-192.

[2] 黄河勘测规划设计有限公司,黄河下游防洪工程初步设计报告[R].郑州:黄河勘测规划设计有限公司,2015:4-180.

[3] 黄河水利科学研究院,河南黄河河务局,黄河水利委员会规划计划局,等,黄河下游游荡型河段河道整治方案[R].郑州:黄河水利科学研究院,2005:285-345.

[4] 赵天义,王吴,姬瀚达,等,黄河下游畸形河势治理研究[J].人民黄河,2014,36(1):1-2,5.

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