濮阳黄河河段二级悬河状况及治理措施

发表日期:2006-03-22 浏览人数: 作者:鲁学玺 靳玉平 陈国宝 来源:《中国水利》2002-11  评论

摘 要 1990年以来,由于濮阳河段持续小流量,黄河泥沙集中淤积河槽,“二级悬河”形势加剧,特别是在小浪底调水调沙期间,水位表现高,漫滩流量减至2000m3/s以下。因此,必须采取一些必要的措施尽快加以治理,以实现濮阳黄河河段的长治久安,使滩区人民的生命财产免遭损失。

关键词 二级悬河 治理措施 黄河

一、濮阳黄河河段的二级悬河状况

濮阳黄河河段位于河南黄河最下游,河道长167.5km,落差为19.5m。其间有天然文岩渠和金堤河两条支流,分别于濮阳县渠村、台前县张庄汇入。

濮阳段河道是1855年铜瓦厢决口而形成的,已有147年的历史。河道形态上宽下窄,泄洪不畅,属典型的“豆腐腰”河段。此河段为游荡型河道与弯曲型河道间的过渡段,河道弯曲率1.28,两岸堤距1400~8500m,河槽宽700~3700m,平均比降为1.48。

长期以来,大量泥沙淤积在黄河下游河道,使河床不断抬高,将下游河道塑造成了“地上河”,以致排洪能力不断降低,加大了洪水的威胁。1990年以来,枯水流量历时长、泥沙集中淤积在河槽,加速了“槽高、滩低、堤根洼”二级悬河的形成。

二、濮阳二级悬河形成的原因

1.上游来水量小,泥沙集中淤积河槽

1950年以来,黄河下游河道经过了三门峡水库修建前后、小浪底水库修建前后的变化,在各个阶段呈现出不同的冲淤变化,表1是黄河濮阳河段在1950年至2001年各个时期冲淤量变化及横向分布表。

从表1可以看出:一是主槽的淤积速度大于滩地的淤积速度。1950年到2001年的51年间,濮阳河段共淤积了19.26亿t,其中主槽淤积了3.82亿t,滩地淤积了15.44亿t。单从数量上来看,主槽淤积量小,但主槽面积小为98km2,平均390万t/km2,滩地面积大为483km2,平均320万t/km2,主槽每平方公里的淤积量是滩地淤积量的1.22倍,主槽每平方公里的淤积量比滩地多70万t。经过折算,从1950年到2001年主槽比滩地相对淤高0.5m,使河槽平均高程大于滩地平均高程,逐步形成了二级悬河。二是主槽与滩地的淤积变化和上游来水量、漫滩洪水次数有很大关系。1973年10月至1980年10月,来水量和来沙量均接近于多年平均值,但由于洪峰流量较大,加之1974年国务院决定废除生产堤,滩地漫滩较大,滩地的淤积占时段冲淤量的比值为83%,比较接近于天然状况下的比值(84%)。1980年11月至1985年10月,下游来水较丰,年平均达480亿m3,而来沙较少,接近8亿t来水来沙条件非常有利,主槽沿程冲刷,与此同时,滩地淤积,滩槽高差相对增大。这是对防洪非常有利的时期。1985年10月至1999年10月,黄河下游来水量偏枯,年均来水量仅为275亿m3,年均来沙量仅6.9亿t。虽然来沙少,但由于来水偏枯,对下游河道的排沙十分不利,泥沙主要淤积在主槽内,极大地改变了泥沙的横向淤积部位,对防洪非常不利。三是濮阳河段主槽淤积有逐年增大之势,如1985年10月至1999年10月,主槽淤积量占68%,小浪底水库运用后,主槽淤积量占100%,更进一步加剧了槽高、滩地、堤根洼的不利局势,漫滩流量由1982年5000~7000m3/s减少到现在的不足3000m3/s。

2.与水争地,人为加剧了二级悬河

濮阳市黄河滩区涉及濮阳、范县、台前3个县的人口,由1980年的23.4万人,增至现在的26.6万人。人口的大量增加和经济发展的相对滞后及对土地的严重依赖,使得人与水争地的矛盾越来越突出。1959年后,两岸逐渐修建生产堤,一般洪水不漫滩后,减少了洪水漫滩概率,淤积限制在两岸生产堤之间,加重了河槽的淤积,滩唇普遍高于堤根2~3m二级悬河之势日益加剧。一旦发生较大洪水,生产堤溃口后直冲大堤,极易造成堤防出险,甚至酿成决口之灾。

此外,为控制河势而修建河道整治工程,缩小了主流摆动范围,减轻了对堤防的压力,对防洪是非常有利的。但工程修建后,缩窄河道造出的大片滩地,很快就被群众种植;长时间的枯水系列也使河道主槽缩窄,以前很少耕种的嫩滩,也被开垦为耕地,甚至种上了大片树林。这是造成近几年洪水传播时间增长、水位表现高的一个重要原因。同时也进一步加剧了河槽的淤积速度。

三、濮阳二级悬河的治理措施

1.堤防帮宽

由于黄河堤防多是就地取土修筑而成,沙性土较多,粘聚力差,一旦出现滑坡、坍塌等险情,其发展十分迅速。濮阳河段堤防堤顶宽一般在10m以下,大部分达不到顶宽12m的要求,为确保安全还需对130.45km大堤进行帮宽。

2.堤防加固

濮阳黄河堤防是在历史民埝的基础上不断加高培厚形成的,基础复杂,筑堤多为就近取土,洪水期极易发生渗水、管涌、裂缝等险情。人民治黄以来,堤防加固本着“临河截渗,背河导渗”的原则,采取过多种措施,但由于投资有限,至今仍有大部分堤防没有进行淤筑或截渗墙加固。已采取过措施的堤段由于淤筑宽度、高度不够,也不能发挥其应有的作用。在黄河历次大洪水中,堤防都会出现如管涌、渗水、陷坑、漏洞等险情,且发生的位置有很大的离散性。因此,为有效防止重大险情的发生,大面积实施放淤固堤是一项最稳妥的措施。

3.淤筑堤河

由于河道横向淤积不均匀,滩唇淤积抬高速度较快,滩地及堤根落淤较少,大洪水时顺堤走溜冲刷,再加上筑堤取土,逐渐在堤根附近形成了低洼地带,人们形象地称之为“堤河”。堤河的存在一方面增加了河势突变直冲大堤及顺堤行洪的可能性,另一方面洪水期间还增加了偎堤长度及偎堤水深,对防洪十分不利。在调水调沙期间,由于习城滩万寨生产堤口门进水,濮阳河段偎堤长度达58.372km,部分堤段出现顺堤行洪,情况非常危急。因此,有计划地利用黄河泥沙放淤或实施黏性土回填的方法使堤河处与现状地表面相平,是保障黄河长治久安的有力措施。

4.淤堵串沟

串沟是洪水漫滩时在低洼处冲刷而形成的,是造成小水漫滩的主要原因,淤堵串沟是保障滩区不漫滩的主要措施。淤堵串沟可在现有串沟入口处回填土方,尽快达到小水不漫滩的短期目标,然后逐步在各滩的上游段或串沟的入口处,修建进滩洪水节制闸门,当大河洪水含沙量合适时,实施有计划地淤滩。

5.完善河道整治工程

为了适应新时期的治河要求,归顺河道流路,充分发挥现有河道整治工程的“以坝护湾,以湾导流,护滩保堤”的作用,还需要对现有流路加以控制。在整治方案上,仍然应选择4000m3/s为整治流量,选择800m为整治河宽。

6.修建滚河防护工程

修建防洪坝是为保护顺堤行洪段堤防安全而采取的一种防护措施。濮阳河段内存在两段顺堤行洪段,其桩号分别为42+764~47+000和146+486~164+000。目前只对42+764~47+000一段采取了措施,修建了防洪坝。为保证堤防安全,在另一段也应修建一些防洪坝,避免洪水到来时出现被动局面。

7.完善滩区安全建设设施

濮阳黄河滩区分渠村南滩、渠村东滩、习城滩、辛庄滩、陆集滩、清河滩、孙口滩、梁集滩和赵桥滩等9个滩。现有避水台375个,能够满足12370m3/s流量相应水位超高1m的避水台有16个。滩区内还有撤退道路46条,长160.5km,能够满足部分群众的迁移撤退。濮阳河段滩区避水台已普遍建成了以村为单位的村台,但高度不足、防洪能力差,所以避水台建设应按花园口流量12370m3/s相应2000年设计水位加1m超高作为避水台的设计高程,对老村台进行加高。为满足群众的撤迁需要,缓解滩区群众撤退紧张的局面,结合滩区内现有路况,还需修建一些撤退路。

8.严禁在两岸原生产堤之间种植高秆作物

由于近几年上游来水量偏少,出现大量的嫩滩,两岸群众从自身利益出发,种植了大量的高秆作物,许多地方还种植了大片树林。一方面造成主槽进一步的落淤,另一方面汛期水流行近速度缓慢,非常不利于排洪,给防洪造成了很大的被动。因此,为确保防洪的安全,在两岸原生产堤之间严禁种植高秆作物,更不允许种植片林,同时对现有影响防洪安全的片林要彻底清除。

(作者单位:鲁学玺、陈国宝为河南省濮阳市黄河河务局,靳玉平为水利部黄河水利委员会金堤河管理局,张遂芹为河南省黄河河务局)

[责任编辑:yeguiren]

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