黄河下游河道整治,自1951年从山东弯曲河段开始,取得经验后,逐步向过度性河段和游荡性河段发展。经过近30年来的探索和实践,游荡性河段的治理是比较复杂的,叉流滩点多,由于来水来沙的变化,流势散乱多变,难以控制,但还是有一定的规律。河道平面分布形似莲藕。窄处成为卡口段,此处工程称为搣节点攠工程,在搣节点攠上游尽管流势紊乱,由于搣节点攠的调节作用,规顺流路呈南、北两路或一路。正如泥沙专家钱宁所指出的搣黄河下游游荡性河道沿程宽窄相间,宽浅水流分歧沙滩林立,------窄深段则流线幅合,沙洲不多,主槽的摆动也比较小,有如镶嵌在河段中的节点。------通过节点的理直作用,下游河势的改变就比较小,或者甚至没有改变。”经过河道控导工程的整治,在东坝头和花园口河段搣节点攠工程的运用已见成效。东坝头河段搣节点攍och 工程较好,适应性较好,接溜能力强,送溜较稳定,在河道整治中搣节点攠工程起到了搣龙头攠的作用,在花园口河段已具备搣节点攠工程要求。经过近11年黄河枯水期运用,主流在南岸下挫较明显,对花园口闸引水还没有很大影响。但马庄、保和寨控导工程靠河不稳定,常年脱河。这反映出花园口河段的搣节点攠工程不配套,不够完善。应着重考虑以南北裹头卡口的作用,加强保和寨的配套工程。搣节点攠工程需要经过一段时间的运用观察,不断调整流势,逐步完成配套工程。
虽然在1998年长江洪水以后加快了黄河下游河道整治工作,游荡河道修建控导工程数量之多、投资之大是前所未有的。但是,孟津以下各控导工程发展不够平衡,有些还不配套。搣节点攠工程在数量和布局上也不配套。治河专家徐福龄提出:建立孤柏嘴到驾部、九堡到三官庙两处搣节点攠工程是合理的。节点工程不宜太多,以免影响河道行洪。
黄河下游河道整治,是以控制中水流量为目的。小浪底水库已建成,它对黄河下游特大洪水有了一定的控制,加之上游大型水库的调节,中小流量出现的几率增多,下游河道也将面临长时间的清水冲刷,因此,要加大力度,抓住有利时机,尽快完成伊洛河口至铁桥、赵口至府君寺等河段两岸河道整治配套工程和东坝头以下节点工程,同时,对原规则,应根据当前国家发展的现状和长时间小流量出现的新情况,进行补充调整。中水流量的河道整治方向不要改变,最重要的是控导工程不能影响行洪。不能改变大水淤滩刷槽等自然规律,也就是“固滩冲槽”的作用。
二、塑造稳定的窄深河槽
历史上曾提出过许多治河主张。其中心问题是“固定中水流量河槽”,主张修“固滩坝”,实行“以坝治溜,以溜治槽”。人民治黄以来,经过长时间的实践和探索,在游荡性河道修建中水控导工程,虽然工程不够完善,但还是起到了控制主流、稳定河势、减轻防洪负担的作用。如花园口1958年洪峰流量22300立方米每秒,下游河槽冲刷8.65亿吨,滩地淤积10.2亿吨,洪峰到孙口站已削去6400立方米每秒。又如1933年大洪水,由于当时没有河道整治工程,河出东坝头以后直冲长垣县大车集一带堤防,主流摆动频繁,使平工段决口多处。1982年洪水期间河出东坝头的方向和1933年相似,当地滩面横比降也较大,但由于禅房护滩工程将主流导向右岸滩地,避免了顺堤行洪,保证了左岸的安全。自1986年以来黄河进入枯水期,尤其是近11年黄河水量逐年下降,2000-2001年已达低谷。90年代花园口实测流量小于800立方米每秒,1000立方米每秒流量的天数占全年总天数的比例较大,分别达到51.2%和74.2%,而且黄河出现长时间断流是历史上所没有的。许多工程在洪水期经常脱河,虽然大部分控导工程对3000-2000立方米每秒洪水还能起到一定的控制作用,但1000-800立方米每秒以下的流量的河势摆动频繁,有些工程常年脱河。有些工程即使靠河也是主溜上提下挫很不稳定,河槽严重淤积,滩槽难分。
今后黄河即使转入平水期或丰水期,由于上游开发梯级电站和大型多年调节水库的大量蓄水(兰州以上年径流占花园口的50%左右)。上中游地区大量用水和三门峡、小浪底水库的调水调沙的蓄水,花园口站全年大于3000立方米每秒以上的流量长时间出现的几率将是很少。根据统计显示,黄河下游流量大于3000立方米每秒的洪水过程超过40天,则河道很少淤积,这种情况在50年代和60年代常有发生。90年代超过3000立方米每秒的时间年均不足4天。河道主溜更加游荡多变,河床更加宽浅,淤积严重。从铁谢至孙口1952-2000年,年均淤积量为0.946亿立方米,1986-2000年枯水期年均淤积量为1.16亿立方米。枯水年淤积量大于多年均值。可见近11年来河道的淤积的严重性。为了减少河槽淤积或不淤积,稳定河槽是必备条件之一。不仅要稳定中水河槽,还应稳定小水河槽,以适应黄河下游大流量减少、小流量增加的趋势,并利用小浪底水库拦沙期间清水冲刷,塑造窄深河槽。中水河槽与小水河槽不大可能完全在一个导流线上,小水的弯曲河道较中水多,而流路距离亦长。中水与小水是不好兼顾的,只有搣节点攠工程处流路可能是合二为一的。但也有小水流经某些中水控导工程的。
经过长期的观察由于河道淤积多变。对流势有些影响,必须在控导工程下游端向下延伸展至弯曲段和部分直线段数百米。这也是为了解决通过控导工程以防止主溜扩散乏力,不能把主流准确地送至对岸控导工程的最佳位置。当中小水河槽形成后,为了达到一槽多级流量的使用,河槽必须进行整治,以中水滩面高程以下(可见下图)河槽进行治理,解决一槽多用的功能。为此目的,必须借助大型水库的调水作用,塑造平滩流量水位以下的窄深河槽,增大河槽过水能力。然后在滩唇部与水边分界处加固边滩硬度,也就是使边界条件由软变硬,为防止大流量而被冲毁,水面以下岸边和滩面各加10米,若水边滩面为嫩滩可加20米宽,并固定。当中小水河槽形成后,可检查水位以下覆盖河槽两岸边坡工程的深度,若与河底基本一致可抛2-3个冲泥浆长管袋偎护,否则可重新铺放不足部分,搭接3米。可见上图。以上固定河槽边坡均采用土工织物。该材料施工方法简单易于操作,投资少。这是河南黄河河务局10多年来应用土工织物做控导工程实践的经验(当然也可利用大洪水塑造有利的河槽形态)。

以上所做的定槽工程,实质上是稳定直线段流势,也就是使控导工程下首把主溜送至对岸设计位置。因直线段流路较长,往往主溜靠对岸工程不理想,送溜无力,主溜经直线段流势易于扩散,难以圆满把主溜送至对岸,所以,在控导工程末端延伸数百米,以起到对主溜进行约束作用,另一方面对主溜也起到调整流向的作用。总之只有“定槽”把流势基本固定在一定的范围,利用护湾导流的作用,才能使游荡性河道基本稳定,横河、斜河也会消失,还可以解决控导工程的上延、下延的问题。
三、控导工程坝顶和连坝高程究竟如何定
控导工程,对防洪确实起到很大的作用。但又害怕洪水漫溢,目前控导工程坝顶已超高原设计高程。设计高程是相应5000立方米每秒水位超高1.0米,实际是洪峰超过8000立方米每秒也漫不了坝顶。同时一道控导工程长度3~4公里,加上高大的防洪路共计7公里有余,有些地方控导工程上、下游生产堤纵横密布,控导工程护着生产堤,往往是出现过洪水漫顶的坝时还进行抢护,阻止洪水上滩。从实际情况看,使洪水漫坝不抢险,损失并不大,石头一般冲走的不多,土体上部冲毁,整险工作量也不大。建议为了增加洪水漫滩机率应将超高减为0.3米,同时坝顶不应超高二滩滩面。由专业测量队对全河控导工程坝顶、连坝高程普查、测量一次,将坝顶超高部分拆除,为洪水上滩让路。防洪路高程不能超过滩面0.3米,滩面引水渠道也有障碍行洪,堤高程也应规定个适当标准,不能随意修筑。总之目前滩区一切障碍物清除问题值得重视。
(作者程致道为河南黄河河务局原总工程师、教授级高级工程师)
