摘要:小浪底水库已建成投入运用,黄河下游防御大洪水能力增强,但由于黄河下游是“地上悬河”,现有防洪工程还不完善,因此防洪形势仍很严峻。主要问题有:泥沙问题在相当长时间内难以根本解决,历史上形成的“地上悬河”局面将长期存在;下游仍有发生大洪水的可能;堤防质量差,险点隐患多,断面不足,仍有溃决的可能;高村以上河段控导工程不完善,河势尚未得到控制,主流游荡多变,“横河”和“斜河”严重危及堤防安全,而且已建工程标准低,急需加固;东平湖滞洪区围坝质量差,退水不畅,安全建设遗留问题较多;防洪非工程措施不适应防汛抢险要求。针对这些问题,近期防洪治理急需采取的对策措施是:大力开展放淤固堤;加强游荡性河段的河道整治;进行东平湖滞洪区除险加固;加强滩区安全建设;尽快兴建沁河河口村水库;完善防洪非工程措施。
关键词:防洪;堤防;河道整治;河口村水库;东平湖滞洪区;滩区安全建设;黄河下游
黄河下游是举世闻名的“地上悬河”,洪水灾害历来为世人所瞩目,历史上被称为“中国之忧患”。自古至今,历朝历代对黄河下游防洪都十分重视,尤其是1946年人民治黄以来,下游防洪取得了连续50多年伏秋大汛不决口的安澜局面,保障了黄淮海平原经济社会的稳定发展。
1 黄河下游防洪形势及存在的主要问题
目前,小浪底水库已建成投入运用,下游小概率洪水已得到有效控制,河床淤积在一定时期得到缓解,但是,由于泥沙问题长时期内难以根本解决,堤防质量差,河势变化大,因此黄河下游防洪形势仍非常严峻。主要问题有:
(1)泥沙问题在相当长时间内难以得到根本解决,历史上形成的“地上悬河”局面将长期存在。黄河下游防洪的严重性,在于泥沙大量淤积河道,冲淤变化剧烈,河床不断抬高。根据实测资料分析,1950~1998年下游河道共淤积泥沙92 亿t,与50年代相比,河床普遍抬高2~4 m。目前现行河道滩面高出背河地面4~6 m,局部河段高出10m以上。1996年8月,花园口站洪峰流量7 600 立方米每秒时的水位比1958年的22 300 立方米每秒大洪水还高0.91 m。开展水土保持,进行综合治理,是减少入黄泥沙的根本措施,但需要经过长期不懈的艰苦奋斗才能达到显著的效果;小浪底水库拦沙减淤效果显著,但拦沙期结束后下游河道又要恢复淤积抬高。因此,“悬河”的严峻形势将长期存在。
(2)下游仍有发生大洪水的可能。小浪底至花园口的无控制区(即小浪底、陆浑、故县至花园口区间)百年一遇设计洪水洪峰流量为12 900 立方米每秒,千年一遇洪峰流量为20 100 立方米每秒。该区间以上来水经三门峡、小浪底、陆浑、故县四座水库联合调节运用后,花园口百年一遇洪峰流量仍达15 700 立方米每秒,且预见期短,对堤防仍有较大威胁。而东平湖以下河道较窄,设防流量仅11 000立方米每秒(干流下泄10 000 立方米每秒,南岸山区支流加水1 000 立方米每秒),在东平湖滞洪区分洪运用条件下才能满足行洪要求。
(3)堤防质量差,险点隐患多,断面尺寸不足,仍有溃决的可能。黄河下游大堤是在历代民埝的基础上不断加高培修而成的,老堤填筑质量差,堤身多为沙质土,渗透性强。现行堤防的历史决口口门达390多处,在堵口时有大量的秸料、木桩、麻料、砖石料等埋于堤身下,形成强透水层。獾狐、鼠类等害堤动物在堤防上打洞,造成堤防上洞穴隐患较多,堤身内还有人为挖的战壕、防空洞、藏物洞、墓坑、树坑等空洞,这些洞穴较为隐蔽,不易发现。因此,防御花园口22 000 立方米每秒洪水,仅从堤防高度上讲,在小浪底水库建成后的一定时期内基本可以满足要求,但堤身质量不能满足要求,设防标准内洪水也可能使大堤“冲决”和“溃决”,历史上的决口也大部分是在这种情况下形成的。
紧靠堤防修建的险工是保护堤防的重要建筑物,是堤防的组成部分。由于经过多次戴帽加高,部分险工坝垛坦石坡度仅为1∶0.35~1∶0.40,头重脚轻,经常发生整体滑塌险情,因此急需改建加固。
(4)高村以上河段控导工程不完善,河势尚未得到控制,主流游荡多变,“横河”和“斜河”严重危及堤防安全;已建工程标准低,急需加固。该河段长299 km,河道宽、浅、散、乱,属典型的游荡型河道,河道整治难度大,是黄河下游防洪的重要河段。高村以下河段的河势已经得到基本控制,但近年来水沙条件不利,河势上提下挫,时常超出工程控制范围,需要引起高度重视。现状河道整治工程普遍存在的问题是:工程标准低,坝顶高程不足,根石坡度陡,深度浅,稳定性差。小浪底水库运用初期下泄相对清水期间,根据三门峡水库运用经验,下游河床将冲刷下切,河势变化加剧,滩岸坍塌,现有河道整治工程对下泄清水有一个逐步适应和调整加固的过程,工程出现险情的可能性将增加。
(5)东平湖滞洪区围坝质量差,退水不畅,安全建设遗留问题较多。该滞洪区是确保山东艾山以下河段防洪安全的一项重要分洪工程措施。水库的围坝为1958年雨季抢修而成,施工接头多,碾压不实,坝身质量差, 坝基有多层古河道穿过。湖区内群众安全设施还不能满足要求,除部分避水村台达不到标准外,尚有16.89万人无避洪设施。受黄河下游河道不断淤积抬高及湖区围湖造田的影响,入黄退水越来越困难。
(6)黄河下游滩区群众安全设施少、标准低。黄河下游两岸大堤之间具有广阔的滩地,既是行洪排沙的通道,又是滞洪滞沙的重要区域;同时又居住着170多万人,滩区防洪也是黄河下游防洪的一项重要任务。目前存在的主要问题是:修筑的村台、避水台面积人均不足14平方米,现状与需要相比相差甚远;随着河槽的不断淤积,已修建的避水工程高度不够;交通道路稀少,救生船只短缺,大洪水时不能满足群众撤退转移的需要。
(7)防洪非工程措施不适应防汛抢险要求。主要是水文测报设施、设备陈旧老化,数量不足,洪水预报精度低、预见期短;防汛抢险交通运输条件差,防汛机动抢险队伍数量少、装备不足,防汛决策指挥系统自动化水平低等。
2 近期黄河下游防洪亟需采取的主要措施
经过近年来的堤防工程建设,在小浪底水库拦沙减淤期内,堤防高度基本可以满足设防要求。但是,在小浪底水库运用之前,黄河下游河床不断淤积升高,为了保持堤防高度满足要求,就要不断加高大堤,从而形成加高大堤与河道淤积“赛跑”的被动局面,堤防加固和河道整治进度十分缓慢,目前堤防溃决和冲决的可能性仍然很大。小浪底水库已经建成投入运用,下游河道在一定时期不淤积升高,为堤防加固和河道整治争取了宝贵的时间。今后一段时期,要抓住小浪底水库运用初期下泄相对清水冲刷下游河道的有利时机,重点进行堤防加固和河道整治。主要对策措施如下:
(1)大力开展放淤固堤。堤防加固方案有放淤固堤、前后戗、截渗墙、压力灌浆等多种。实践证明,放淤固堤效果较好,既可以消除堤防的各种险点隐患,又可以利用黄河泥沙,这些特点是其他方案无法相比的。因此,规划将这一措施作为防洪治理的战略措施,近期凡具备放淤固堤的堤段采用放淤固堤进行加固。放淤固堤高度与设防水位平,宽度近期为100 m,初步形成“相对地下河”雏形。远期结合处理泥沙,构筑“相对地下河”。
(2)加强游荡性河段的河道整治。河道整治是控制下游河势,防止堤防冲决的重要工程手段。据分析,小浪底水库下泄相对清水期间,黄河下游河道将发生冲刷,冲刷作用沿程逐渐减弱,在工程控制较好的河段,冲刷以下切为主,河势日趋稳定。与此相反,在工程控制薄弱的河段,河道迅速展宽,水流日趋散乱,主流摆动范围扩大,河势进一步恶化。针对高村以上河段河势游荡多变的不利情况,急需大力加强该河段的河道整治力度,尽快完成布点工程及续建工程的配套完善,以增强对小浪底水库下泄相对清水的适应性,使河势向有利方向转化。同时,对高村以下河势变化较大的局部河段进一步完善,并根据小浪底水库运用后下游河道冲刷情况,对现有工程及时补抛根石。
(3)东平湖滞洪区除险加固。小浪底水库建成后,北金堤滞洪区分洪运用几率接近千年一遇,东平湖滞洪区分洪运用几率由7年一遇提高到30年一遇,东平湖分洪运用几率仍然较高,同时还要滞蓄汶河来水,仍然是黄河下游防洪的关键工程,是今后滞洪区建设的重点。当前亟需解决的问题是围坝除险加固、退水困难和湖区群众的安全建设等。主要措施是:对围坝采用截渗墙进行防渗加固,对石护坡破损部分进行翻修;拆除影响退水入黄的违章障碍物,疏通北排和南排通道;老湖区修建村台,分洪时群众就地避洪,新湖区修建撤退道路以便临时撤离。
(4)加强滩区安全建设。黄河下游滩区面积3 956 平方公里,耕地25万公顷,村庄2 071个,人口170多万。在保证堤防不决口的同时,必须大力加强滩区安全建设,为滩区人民创造安定的生活生产环境。滩区安全建设原则是:距堤1 km以内的采取移民建镇的政策,将群众搬迁至滩区以外居住;对距堤1 km以外的群众采用就地修筑村台避洪;对封丘倒灌区,修建撤退道路,遇大洪水时群众临时撤离。
(5)尽快兴建沁河河口村水库。沁河是黄河下游洪水的主要来源区之一,待建的河口村水库位于沁河最后一段峡谷出口五龙口以上约9 km处,水库设计总库容3.3亿立方米,长期有效防洪库容2.89亿立方米。河口村水库修建后,对沁河下游,可将小董站洪峰流量由9 500 立方米每秒削减到4 000 立方米每秒,防洪标准由20年一遇提高到200年一遇,大大减轻沁河下游的洪水威胁;对黄河下游,可配合三门峡、小浪底、陆浑、故县水库联合运用,当预报花园口洪峰大于12 000 立方米每秒时,河口村关门蓄洪错峰,可减少黄河下游10 000 立方米每秒以上的洪量0.5亿~2.3亿立方米,削减花园口洪峰1 200~2 200 立方米每秒。小浪底以下无控制区的伊、洛河上都已修建了水库,惟独沁河上没有水库。如果能够早日兴建河口村水库,沁河洪水便能得到有效控制,无控制区的洪水也就可以解决一部分,从而进一步减轻黄河下游的防洪负担。
(6)完善防洪非工程措施。防洪非工程措施是防洪工程体系的重要组成部分,应进一步加强完善。当前急需解决的问题是做好洪水的预报调度、通信、决策支持系统以及机动抢险队的建设,为迅速控制险情提供支撑。从明代潘季训时期起,黄河下游防洪一直归国家统管,目前黄河下游防洪工程管理队伍近2万人,由于过去工程建设为管理创造条件不够,造成黄河下游管理设施落后,急需改善。
作者简介:李文家(1956-),男,山西运城人,高级工程师(教授级),黄河水利委员会勘测规划设计研究院总工程师,黄河流域(片)防洪规划项目设计总工程师。
作者单位:1.黄河水利委员会勘测规划设计研究院;2.黄河水利委员会
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