规划战略 水利规划与设计 2010年第1期
黄河下游河道整治的必要性
胡一三
(水利部黄河水利委员会郑州450003)
【摘要】 黄河下游河道宽阔,河势多变,在天然情况下常常影响防洪安全,甚至造成堤防决口。本文从黄河
防洪安全、工农业发展、城市供水、交通桥梁以及滩区居民生产、安全等方面,论述了必须有计划地进行河道 整治。 【关键词】 防洪滩区河势河道整治黄河 【中图分类号】TV85 【文献标识码】 B 【文章编号】 1672—2469(2010)01—0001—04
1概述
1.1堤防决口类型
堤防决口大体可分为漫决、溃决、冲决3种类
型:①水流漫顶或水流接近堤顶在风浪作用下爬过
堤顶,使堤防发生破坏而造成的决口,称为“漫
决”。②河流水位尽管低于设计防洪水位,但由于
施工质量不能满足要求、堤身或堤基有隐患,水流
偎堤后发生渗水、管涌、流土等险情,进而发展为
漏洞,因抢护不及,漏洞扩大、堤防溃塌,水流穿
堤而过造成的决口,称为“溃决”。③水流冲刷堤
身,造成坍塌,当抢护的速度赶不上坍塌的速度
时,塌断堤身而造成的决口,称为“冲决”。另
外,还有因战争等特定目的,人为扒开堤防造成的
决口,称为“扒决”,如1938年郑州花园口决口。
堤防决口多为“溃决”和“冲决”。历史上统计的
漫决次数多,是因为“漫决”属自然因素造成,
非人力抢护不力,上呈“漫决”就可以减轻责任。
1.2整治河道防止堤防冲决
为了保证堤防安全,通过加高加固堤防防止
“漫决”和“溃决”。黄河下游河势变化的幅度大、
速度快,不论是洪水期还是平水期都会发生大的变
化,当河势变化至危及堤防安全时,若抢护不及就
会冲塌堤防,甚至河水穿堤而过。因此,需要进行
河道整治,控制河势,防止堤防“冲决”。河道整
治是确保防洪安全的一项重要措施。
1.3下游河道概况
黄河在河南孟津县白鹤镇由峡谷进入平原地
区,至山东垦利县注入渤海,长878 km,根据河 床演变特点可分为4个河段(图1)。其中郑州桃
花峪以下至人海口的黄河河道称为下游,长
786km。
图1黄河下游河道平面示意
(1)孟津白鹤镇至东明高村河段。
该段河道长299km,堤距宽一般5—10km,宽
处达20kin,河道比降0.265%o~0.172%e,弯曲系
数1.15。河道淤积严重,水面宽阔,溜势散乱,
洲滩发育,为典型的游荡性河型。支流伊洛河、沁
河在此段汇人。
(2)东明高村至阳谷陶城铺河段。
该段河道长165km,,堤距宽1.4~8.5km,
大部分在5km以上,河道平均比降0.115%e,河道
弯曲系数1.33。水流经游荡性河段落淤后,进入
该河段的泥沙颗粒变细,河岸抗冲性能较游荡性河
段强,并有胶泥嘴分布,因此尽管河势变化仍很
大,但已有明显的主槽,属由游荡向弯曲转化的过
渡性河型。
(3)阳谷陶城铺至垦利宁海河段。
该段河道长322 km,堤距宽0.4~5 km,一
般1—2km,河道平均比降0.1% :右。由于两岸堤
作者简介:胡一三(1941年一),男,教授级高级工程师。
・1・
规划战略 水利规划与设计 2010年第1期
距较窄,河弯得不到充分发育,河道弯曲系数仅为
1.21。河床组成粘粒含量较陶城铺以上增加,加之
两岸整治工程的约束,河势变化相对较小,属弯曲
性河型。支流汶河在此段汇人。
(4)宁海以下。
该段属河口段,河道长92km,由于泥沙淤积,
河道抬升延长,至一定长度后,比降变缓,过流能
力减小,尾闾段摆动,随着河口段的淤积发展,摆
动点上移,直至在河口三角洲范围内改道,河长缩
短后,河床下切,继而再度出现淤积……,即河口
河段处于淤积一延伸一摆动一改道的循环变化过程
中。
(5)下游河道横断面形态。
黄河下游的河道为复式断面,由主槽和滩地组
成。中小水时水流从主槽通过,大洪水时主槽过流
一般占80%左右。兰考东坝头以下有二级滩地,
东坝头以上由于受1855年铜瓦厢决口改道溯源冲
刷的影响,增加了一级高滩,即有三级滩地(图
2)。一级滩地和枯水槽合称主槽。
(a)
(b)
图2二级滩地和三级滩地示意
2河道整治的必要性分析
的,
求。
2.1 黄河下游进行的河道整治是以防洪为主要目
兼顾工农业发展需要和滩区群众生产、安全要
为确保防洪安全必须进行河道整治
(1)溜势的大幅度提挫造成被动抢险。
在进行河道整治之前,不仅在宽河段,即使在
窄河段,河势的大幅度提挫变化也会造成被动抢
险。陶城铺以下的弯曲性河段,一般堤距仅1~
2kin。河床组成中粘粒含量已较以上河段增加,在
突然情况下河势变化仍是很大的,在沿堤修建一些
险工后,虽有一定的御流作用,但因位于滩地的河
弯无工程控制,弯道坍塌后退下延,往往改变险工
・2・ 的靠溜部位,甚至脱河,河势发生大的变化,历史
上曾多次因河势变化而造成堤防决口。
1949年汛期,弯曲性河段高水位持续时间长,
河势变化大。据当年的防汛资料,有40余处险工
靠溜部位发生大幅度上提下挫,东阿李营、济阳朝
阳庄等9处老险工脱河。左岸朝阳庄险工脱河后,
主流下挫2km至董家道口,右岸滩地急剧坐弯坍
塌,左岸葛家店险工靠溜部位下挫并有脱河危险,
以下的张辛险工、谷家险工、小街子险工等靠溜部
位也相应下挫,造成跟随河势下挫接连不断抢险,
“撵河抢险”长达3km,历时40多天,陷防汛于
十分被动、危险的境地。
(2)“横河”会造成堤防冲决或严重抢险。
“冲决”是堤防决口的常见形式,“横河”顶
冲是造成“冲决”的主要原因。
在河势演变尤其是游荡性河段河势演变的过程
中,当弯道内土质松散,抗冲能力差,弯道出口处
为抗冲性强的粘土及亚粘土时,弯道向纵深发展,
迫使水流急转弯,形成“横河”;在洪水急剧消
落,滩区弯道靠溜部位突然上提时,流向改变,弯
道深化,且在弯道以下出现新滩,形成“横河”;
在水流涨落过程中,当斜向支汉发展成主溜时,也
会形成“横河”。“横河”形成后,水流集中,冲
刷力增强,大量塌失滩地,塌至堤防即出现险情。
当水流冲塌堤防的速度超过抢护的速度时,就可能
塌断堤身,水流穿堤而过,造成决口。由于“横
河”,历史上曾多次造成堤防决口,中华人民共和
国成立后也曾多次造成严重抢险,如:
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图3清嘉庆八年(18略年)封丘大宫黄河决口前河势示意 ①清嘉庆八年(公元1803年)阴历九月上
旬,封丘衡家楼(即大宫)出现“横河”(图3)。
据记载,该段堤防原为平工段,“外滩宽五、六十
丈至一百二十丈,内系积水深塘。因河势忽移南 规划战略 水利规划与设计 2010年第1期
岸,坐滩挺恃河心,逼溜北移,河身挤窄,更值
(九月)八、九日西南风暴,塌滩甚疾。两日内将
外滩全行塌尽,浸及堤根。”因抢护不及,终于九月
十三日造成堤防冲决,二十世纪70年代封丘大宫一
带的所谓“大沙河”,即是这次决口遗留的故道。
②1952年9月,黄河在郑州保合寨险工对岸
滩地坐弯,形成“横河”直冲保合寨险工(图
4),致使已脱河的保合寨险工前滩地急剧坍塌后 退,主流直冲保合寨险工。当时流量约2000m。/s,
由于溜势集中,淘刷力强,主槽下切,堤前水深在
lOm以上,水面宽由一千多米缩窄到一百多米。当
时抽调4个修防段的工程队员200余人,民工
4000余人参加抢险,积极筹运柳桔料,郑州铁路
局拨给350个车皮,由专用广花铁路支线星夜赶运
抢险石料,一面加帮后戗,一面抢修坝垛。严重
时,大堤被冲塌长45m,堤顶塌宽6m,险情十分
危急。经十天左右的紧张抢护方化险为夷。共抢修
坝垛4道,加固坝垛4道。总计用石6000m ,柳
枝60万 。
图4保合寨险工1952年9月下旬河势不意 ③1964年10月上旬,在保合寨险工以下
12km处的花园口险工下首的117—127坝(东大
坝)前发生“横河”,主流顶冲险工。1O月下旬流
量为5000m /s左右,险工前水流急转弯,溜势集
中,水面宽缩窄到150m左右,单宽流量达30—
40m /s,中水持续时间又较长,根石淘刷严重,造
成连续抢险。东大坝根石深度一般达13~16m,最
深达17.8m,该坝抢险用石达11600m 。
④京广铁路桥以下因河势没得到控制,1983
年又在保合寨险工对岸的北围堤前发生“横河”
(图5),造成严重的抢险。自8月12日至lO月23
日除去溜势外移的时问,抢险达53个昼夜。在抢
险的1772m工段内,共抢修垛25道、护岸25段,
围长3855m,先后参加抢险的军民6000余人,用 工16万工日,用石3万m。,柳杂料1500万kg。
图5北围堤1983年9月4 El河势不意
⑤1982年8月2日,花园I=1出现15300m。/s的
洪峰,在流量降落到3000m /s左右时,开封黑岗口
险工前出现“横河”(图6),来自对岸大张庄一带
的主流直冲黑岗口险工,坝前水面宽仅200余m,
淘刷严重,19~29坝接连出险。经积极抢护,险
情仍不断发展,25护岸到26垛迎水面长50m的坦
石和23护岸长30m的坦石相继墩蛰入水,7m高
的坝基土完全暴露,直接危及堤身安全。经组织军
民2000余人紧急抢护,才保证堤防安全。总计用
石料6552m ,抛铅丝石笼1084个。
图6 1982年8月上旬黑岗口险工附近河势不意 ①中所述“横河”造成了堤防决口。②一④
所述“横河”抢险发生在不到20km的河段内。
②、③所述“横河”险些造成冲决,④所述“横
河”虽发生在滩区,如主溜冲开北围堤,右岸几
处险工将失去控制溜势的作用,左岸一百多年未靠
河的大堤将会出现顺堤行洪的局面,对堤防安全威
胁很大。⑤中所述“横河”直接危及到堤防安全。
诸例表明,为确保堤防安全,需要进行河道整治,
控导河势,防止或减少“横河”发生。
(3)河势游荡会造成堤防布满险工。
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