黄河西岸韩城段高岸坍塌现状分析及对策
2020-06-08薛乙彰
薛乙彰
(陕西省韩城市水务局,陕西 韩城 715400)
0 引言
韩城市地处黄河中游西岸、小北干流上段,是陕西的东大门,是一座以煤炭、电力为主的新兴能源化工业城市,西北重要的能源化工基地、陕西最大的钢铁基地,也是国家级历史文化名城。2012年5月被陕西省确定为副厅级建制省内唯一的计划单列市。
近年来,随着韩城市经济社会快速发展和计划单列工作的深入推进,经济社会发展日新月异,工业化、城镇化进程不断加快。但是,近年来黄河韩城段河势由东岸逐年向西岸摆动,主流不断西移,导致西岸淘刷严重,岸滩不断坍塌后退。尽管该段布设有下峪口、南谢等防护工程,但工程布设长度不足,仍有较大范围的未防护段,不能有效控制河势,造成高岸持续坍塌,周围生态环境遭到破坏,严重威胁了韩城中心城区、梁带村古芮国遗址景区的安全及沿黄镇村群众的生产生活安全,并且致使韩城市土地资源锐减,防治水患已成为当务之急。
1 现状及危害
黄河小北干流韩城河段上接禹门口,下接合阳,全长42.5 km。该河段河宽4 km~8 km,平面形态呈喇叭状,属淤积性游荡型河道。实测最大流量20600 m3/s,年平均流量1060 m3/s。沿黄涉及龙门、西庄、新城、芝川4个镇办,36个自然村,170个村民小组,13200户4.3万人口。
目前,韩城市境内已修建了防洪控导工程6处,总长10.55km,分别为桥南上延、桥南、下峪口、史代、南谢及芝川工程,这些工程在一定程度上缓解了黄河水患,保护了沿岸人民生命财产安全。
但是,由于工程长度和防御能力远远不能有效控制河势,导致黄河在西庄镇化石村至新城办相里堡村段约12 km河道的主流不断西移,水流淘刷侵蚀河岸,尤其是汛期洪水冲刷加剧导致高岸坍塌,群众深受其害,见图1。黄河主流西移后,韩城市沿黄4镇(办)13个村高岸坍塌严重,平均每年坍塌6 m~8 m。特别是2006年桃汛以来,河势西移态势进一步加剧,高岸持续坍塌后退50余米,塌岸毁地1万余亩,见图2,西庄镇的梁带村、化石村,新城的留芳村、周原村、河渎村、五星村、相里堡村受害程度最为严重。
图1 高岸坍塌危及沿岸村庄
图2 高岸坍塌危及村民农田
2018年主汛期的三个月,黄河流量基本都在1500 m3/s以上,8月上旬以后更是长时间在2200 m3/s以上,其中9月初达3080 m3/s,9月24日已达3500 m3/s左右,预计该较大流量过程还持续较长时间。9月16日晚,受黄河水量增大和水位抬高冲刷影响,梁带村东土崖倒塌30余立方米,塌方量约2万余立方米,塌方还造成梁带村5个村民小组水站损毁,塬边多处裂缝,如图3所示,存在较大安全隐患。2019年4月、5月份,梁带村村东高岸先后2次发生崩塌,长度约300 m(顺水流方向),塌方量约30万余立方米。同时河渎村也有30 m高岸发生崩塌,高岸安全隐患不容忽视。
图3 高岸塬边出现裂缝
黄河主流西移后,主流严重顶托支流,对黄河支流白矾河、盘河、涺河、芝水河入黄汇流产生了一定的影响,其中涺河受影响最为严重,已造成涺河入黄口上移2.5 km。特别是2003年、2006年、2008年汛期涺河水位暴涨,加之黄河来水顶托,致使涺河泄洪不畅,引发倒灌水灾,倒灌长度达8 km,造成沿河东线道路冲毁、交通受阻,给2个镇(办)13个村的群众出行带来不便,芝川镇的芝北、芝东、芝西、滩子等6个村200多户房屋进水,被迫搬迁群众2316户23577人次。
并且,由于黄河主流不断西移顶冲,致使韩城市南谢、桥南及芝川等多处护岸工程出现险情。2008年8月~9月,南谢工程1号~6号坝接连出现根石走失、坡石下滑、土胎坍塌入水等险情,累计出险15坝次,出险长度达204 m;2011年12月初,南谢工程29号~32号坝也接连发生根石、坦石坍塌等重大险情,累计出险9坝次,出险长度达360 m;2012年7月,黄河中游一、二号洪峰相继过境,南谢、芝川等护岸工程先后发生不同程度险情16坝次,累计出险长度达415 m。
2 原因分析
2.1 河水淘刷
黄河水主流向西移动后,造成韩城侧高岸长时间受水流淘刷,特别是在河流弯道处,水流对岸坡的淘刷作用最为明显[1],岸坡底部被水流掏空,使得上部土体失去支撑而发生坍塌。
2.2 河水浸泡
黄河西岸韩城段高岸岸坡主要由黄土构成,而黄土具有结构疏松、孔隙较多、失陷性等特性,遇水后发生沉降[2],因而岸坡底部受水浸泡之后就会沉降,造成上部土体出现裂缝,继而发生崩塌现象。土体浸水后抗剪强度降低,也是发生高岸崩塌现象的原因之一。
2.3 降雨影响
降雨入渗会改变土层的物理力学性质,当遇到强降雨天气时,降雨入渗使岸坡土体的容重增大,抗剪强度降低,并使孔隙水压力升高,基质吸力下降,抗滑能力减弱,再加之黄土具有典型的垂直节理发育特征[3],很容易导致岸坡的失稳。雨水对岸坡的浸泡及冲刷作用也会使岸坡发生滑坡失稳。
2.4 水位骤变
在主汛期洪水洪峰过境后,河流水位骤降,但岸坡内土体水位下降速率较慢,造成岸坡内外出现较大的压力差[4],导致岸坡边缘出现张拉裂缝,坡脚土体发生滑移,最终造成岸坡坍塌,坡角越大,这种现象越为严重。
2.5 水土流失
黄河西岸韩城段高岸部分岸坡植被覆盖较少,岸坡多年来受风雨侵蚀,水土流失严重,造成岸坡失去植物的固土护坡作用,极易发生坡面剥落、崩塌和滑坡等地质灾害。
3 应对措施
综合考虑目前黄河西岸韩城段高岸坍塌的现状及原因,建议修建护岸或控导工程,对高岸边坡进行削坡处理,并对坡面采取水土流失防治措施,以达到控制河势,避免河水对岸坡底部的淘刷,减轻雨水对坡面的冲刷作用。即在河势距离岸滩较近处修建护岸或控导工程,这样可防止水流对高岸坡底的冲刷与浸泡;在高岸边坡较陡处,对其进行削坡处理,并在坡面种植植被或在坡脚种植防护林带,从而起到护岸固坡的作用。
根据河势走向、高岸坍塌现状及现有防护工程分布情况,将黄河禹门口至太枣沟段分为四段进行治理,分别为京昆高速黄河大桥至盘河入黄口左岸段、盘河入黄口右岸至南谢工程段、南谢工程至芝川河滩段、芝川河滩至太枣沟段。
京昆黄河大桥至盘河口左岸段,受现有下峪口工程的控制,主流紧靠工程,不靠高岸。因此,本段采取对高岸岸坡进行削坡处理,并在坡面种植植被或在坡脚种植防护林带等措施。盘河口右岸至南谢工程段,主流靠岸,淘刷冲刷严重。因此,采取修建史代工程及南谢上延工程两段防护工程的措施。南谢工程至芝川河滩段,现状问题为:仅大水漫滩时会对土崖产生淘刷浸泡,坡面径流冲刷和侵蚀,坡顶山体裂隙较多,坡脚处土体坍塌和滑落。考虑现有工程的作用,本段采取修建南谢下延控导工程的措施。芝川河滩至太枣沟段,受现有工程的控制,该段主流基本能够得以控制。因此,本段同样采取对高岸岸坡进行削坡处理,并在坡面种植植被或在坡脚种植防护林带等措施。
4 结语
根治黄河水患,关乎民生福祉。黄河西岸韩城段高岸坍塌问题已成为影响社会稳定,制约韩城市追赶超越发展的重要因素,防治高岸坍塌现状,根治黄河水患灾害已刻不容缓。鉴于黄河小北干流韩城段多年存在防洪隐患,尤其是近年来汛期出现的高岸崩塌问题,建议中省有关部门在资金、项目审批、工程建设等方面给予大力支持。目前,黄河西岸韩城段高岸防护工程已列入全省重点项目年度计划之中,韩城市也已将该项目作为全市重点项目持续推进,相信在中省市各级政府及有关部门的共同努力与协同配合下,该项目一定会尽快落地,早日建成发挥效益。