黄河下游整治工程续建后对河势控导效果影响

刘燕 李军华 董其华

摘 要：随着小浪底水库的投入运用，进入黄河下游的水沙条件发生很大变化，因部分河道整治工程与新的水沙关系不匹配，下游河势极易发生调整，使得现有流路与规划流路不一致，一些河段出现畸形河势。通过开展黄河下游河道综合治理工程推荐方案模型试验研究工作，来检验工程续建后对河势的影响。对比工程现状方案和拟建方案的试验结果发现，拟建方案不利河势的调整部位较现状方案多，拟建方案有利于河势向规划流路调整，河势基本稳定。

关键词：河势;现状方案;拟建方案;规划流路;黄河下游

中图分类号：TV85;TV882.1 文献标志码：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.09.016

Abstract：As the Xiaolangdi Reservoir was put into operation， the water and sediment conditions entering into the lower Yellow River have been changed greatly. Because some river training projects do not match the new water and sediment relations， the river regime in the lower reaches is very easy to be adjusted， which makes the existing flow path inconsistent with the planned one and abnormal river regimes have emerged in some sections of the river. In order to test the influence of the continuation of training projects to the river regime， the model test of the recommended scheme of the comprehensive treatment project in the lower Yellow River was carried out. By comparing the test results before and after the continuation of the project， it is found that the proposed scheme has more adjustment parts to the unfavorable river regime than the current scheme. The proposed scheme is conducive to the adjustment of the river regime of the planned flow path and basically stabilizing the river regime.

Key words： river regime; the current scheme; the proposed scheme; the planned flow path; the lower Yellow River

1 前 言

1998年以來黄河下游新修河道整治工程较多，经过多年的抢险、抛石护根，已经有了一定的基础。这些工程上呼下应，基本形成了一套防洪工程体系，对河势控导、防洪等发挥了重大作用。随着小浪底水库的投入运用，进入黄河下游的水沙条件发生很大变化，除调水调沙期外，黄河下游长期处于低含沙、小流量的水流过程，部分河道整治工程的送溜长度不足，河势上提或下挫的现象屡有发生。因部分河道整治工程与新的水沙关系不匹配，故下游河势极易发生调整，使得现有流路与规划流路不一致，甚至一些河段出现畸形河势。

为使河道整治工程更好地适应目前黄河水沙条件，进一步完善黄河下游游荡型河段的河道整治工程体系，决定开展黄河下游河道综合治理工程推荐方案模型试验研究工作，对推荐方案的整治效果进行检验，通过对比工程续建前（以下称现状方案）和续建后（以下称拟建方案）的试验结果，以此检验工程续建后对河势的控导效果。

2 边界及水沙条件

2.1 边界条件

模型模拟范围为小浪底至陶城铺河段，原型河道总长476 km。水平比尺λL= 600，垂直比尺λH= 60。为提高制模精度，模型初始地形制作时除了根据白鹤至陶城铺河段实测的206个黄河大断面外，还专门布置、内插了370个小断面。在小断面的内插和模型制作过程中，结合现场查勘资料，特别关注了沿程各断面两岸滩唇的模拟和制作。滩唇的位置与高程均根据实测大断面并结合河势图进行内插。

对于2017年以后新修的工程，通过收集各地河务局工程施工资料，并结合卫星遥感影像、现场查勘时无人机拍摄的工程现状照片，对工程和桥梁模拟进行完善。

生产堤、渠堤、路堤、村庄、片林等均按1999年航摄和2000年调绘的1∶10 000黄河下游河道地形图塑制，并结合最新的卫星地图和现场查勘情况给予了修正。此外，对于一些对河势影响较大的浮桥、路堤，模型中也进行了模拟。

2.2 拟建河道整治工程布设概况

本次拟建工程建设目标是基本稳定黄河下游游荡型河段的河势。本次河道整治工程除能控导中常洪水和一般流量下的河势、充分兼顾小流量的河势、有利于防洪工程安全外，还必须保证在大洪水及超标准洪水时过流通畅，具有足够的过洪能力。铁谢至伊洛河口、高村至国那里河段的整治河宽不小于1.6 km，伊洛河口至高村河段的整治河宽不小于2.0 km，整治河宽不足2.0 km的河段全部采用潜坝型式进行整治。拟建工程共49处，工程总长度约为32.5 km。丁坝高程采用2020年4 000 m3/s流量水位+0.5 m，潜坝高程采用2017年1 000 m3/s流量水位。对一些河段的规划治导线进行了调整，如堡城至高村河段，为使当前河势尽快向规划流路调整，堡城工程下首拟建400 m，新建一处南河店工程，高村工程上延1 000 m。

另外，老京广铁桥处河床下切导致原床面以下桥墩出露，出露桥墩对水流有一定的壅阻作用。根据专家意见，对桃花峪下延坝头线延线与老京广铁桥相交处以北的老桥墩予以拆除。

2.3 水沙条件

根据黄河下游大洪水特性，“上大型”洪水通过三门峡、小浪底水库的联合运用，已逐步得到控制;“上下较大型”洪水的发生概率较小;“下大型”洪水随着中游水库群及支流水库相继投入防洪运用，三门峡至小浪底区间以及伊洛河、沁河洪水得到有效控制，但小浪底至花园口区间（简称“小花间”）尚有1.8万km2的无水库工程控制区，该类型洪水洪峰高、涨势猛、洪量集中且预见期很短，对黄河下游威胁仍非常严重。

通过分析及向有关专家咨询，选用《2016年黄河中下游洪水调度方案》[2]中设计的“下大型”洪水——1982年典型100 a一遇设计洪水。1982年典型100 a一遇设计洪水过程结束时流量为10 000 m3/s左右，本次试验考虑到洪水过程的完整性和模型测验需求，在设计流量过程结束后，又增加了4 000 m3/s和1 000 m3/s的流量过程，相应流量级的含沙量分别为30、0 kg/m3。模型各进口最终采用水沙过程如图1所示。模型试验采用水沙过程总水量为123.06亿m3，总沙量为8.05亿t，其中：小浪底、黑石关、武陟水量分别为83.38亿、29.47亿、10.21亿m3，沙量分别为6.41亿、1.38亿、0.26亿t。

3 工程续建后对河势的影响

3.1 河势变化

试验初始河势为2017年汛后河势。在小浪底水库运用后长期中小流量作用下，按中水流路修建的河道整治工程缺乏对小流量的有效控制，部分河段形成了畸形河湾，造成滩岸塌失，河道整治工程险情不断发生。本次试验河势变化表明，黄河下游整治工程续建后，工程导流作用明显增强，河势调整加快。具体呈现3个特点：①在初始流路与规划流路一致、河道整治工程靠河较好的河段，河势更加稳定，如双井至九堡河段、东坝头至老君堂河段、邢庙至陶城铺河段等;②在初始流路存在畸形河湾或与规划治导线不一致的河段，受大洪水过程较强的造床作用影响，河势逐渐向规划流路调整，出现了较大范围的调整，如开仪至大玉兰河段、孤柏嘴至驾部河段、东安至桃花峪河段（见图2和图3）、九堡至韦滩河段（见图4和图5）等;③工程靠溜长度增加，如开仪、裴峪、神堤、驾部、老田庵、桃花峪、王庵、南小堤险工等由仅下首靠河调整为靠河良好;④高村以下大范围漫滩，习城滩、清河滩、陆集滩和左营滩等滩区洪水期出现了大量漫滩现象，河势较为稳定。

3.2 与现状方案对比分析

将本次试验时落峰后河势与现状方案试验结果[3]对比后发现，经过大洪水作用后，两次试验有其相同点，又有不同点。相同点表现在：一是均显示出大水出好河的趋势，一些畸形河湾得以调整，主要表现在开仪至裴峪河段横河的调整（见图6）、桃花峪工程前Ω形河势的调整、三官庙至韦滩工程的畸形河湾的调整;二是一些多年不靠河的工程仍未靠河，如伊洛河口至京广铁桥河段的沙鱼沟工程和张王庄工程、京广铁桥至东坝头河段的保合寨工程和大张庄工程、东坝头至孙口河段的三合村工程和河道工程;三是一些长直河段的河势仍保持长直流路态势（见图7）;四是高村以下漫滩范围大，且体现在习城滩、陆集滩、左营滩和清河滩这几个大面积滩区。不同点表现在：一是拟建工程建成后，不利河势的调整部位较现状方案多，如驾部上首分叉散乱的河势调整规顺，贾庄险工和张闫楼工程两头靠河状况得以改善;二是拟建方案河势流路与规划治导线一致的长度大于现状方案，拟建方案与规划治导线一致的长度为376.14 km，占河道总长476 km的79%，现状方案与规划治导线一致的长度为311.56 km（见表2）;三是工程靠溜长度增加，拟建方案共45處工程靠河长度增加，靠河长度增加约50.76 km，现状方案共39处工程靠河长度增加，靠河长度增加约44.98 km（见表3），拟建方案河势基本稳定。

4 结 论

通过对黄河下游河道整治工程现状和拟建两种方案下模型试验中河势变化的分析，主要得到以下结论：①拟建工程实施后，不利河势的调整部位较现状方案多;②拟建方案河势流路与规划治导线一致的长度大于现状方案;③拟建方案工程靠溜长度增加，有利于河势向规划流路调整，河势基本稳定。

参考文献：

[1] 黄河勘测规划设计研究院有限公司.黄河下游河道综合治理工程可行性研究[R].郑州：黄河勘测规划设计研究院有限公司，2019：5.1-5.14.

[2] 黄河防汛抗旱总指挥部办公室.2016年黄河中下游洪水调度方案[R].郑州：黄河防汛抗旱总指挥部办公室，2016：20-86.

[3] 曹永涛，夏修杰，万强，等.2017年黄河下游小浪底至陶城铺河段洪水预演实体模型试验[R].郑州：黄河水利科学研究院，2017：23-79.

【责任编辑 许立新】