□姚高嶺 □甕 宛 □李勝兵 □劉德波
(河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司)
伊洛河是黃河三門峽以下的最大支流,包括伊河、洛河以及伊洛河,流域面積18881 km2,總長(zhǎng)713 km,是黃河三門峽至花園口間洪水的主要來源之一。伊洛河發(fā)源于陜西省洛南縣洛源,流經(jīng)陜西、河南兩省,伊河和洛河在偃師市楊村匯入伊洛河,最終在鞏義市神北村注入黃河。
流域主要由上游陸渾、故縣水庫(kù)及下游河道堤防組成防洪工程體系;卡口河段主要位于伊洛河下游,共計(jì)6處,其中洛河上2處:白馬寺卡口和洛河喂莊卡口;伊河上3處:伊河渡槽卡口、龍門卡口和伊河安灘卡口;伊洛河上為1處:黑石關(guān)鐵路橋卡口。文章針對(duì)黑石關(guān)鐵路橋卡口河段擬定處理方案進(jìn)行防洪和投資影響分析。
黑石關(guān)附近的隴海鐵路跨伊洛河樁號(hào)為17+000,該段河道從樁號(hào)14+000開始,河寬由1000m逐漸縮窄為380m,河床橫斷面成“V”字形狀,并在鐵路橋下形成最小過水?dāng)嗝妫胶哟驳孛鎸挾葹?2m,上部寬度最寬為258m,嚴(yán)重阻礙洪水的過流能力。
鐵路橋橋墩為6個(gè),單個(gè)橋墩寬度為3.20~3.80m,形成7孔橋涵,中間3孔的單孔寬度為46m,兩側(cè)4孔的單孔寬度為30m。兩岸岸坡陡立,落差達(dá)11m之多,過水?dāng)嗝娴莫M窄導(dǎo)致洪水滯蓄在上游河道中,并對(duì)上游河道兩岸的堤防構(gòu)成威脅。
由于兩岸的岸坡陡立和隴海鐵路地理位置重要性,鐵路和水利相關(guān)部門曾就該問題進(jìn)行過多次協(xié)商和溝通,至今擴(kuò)寬河道未果。鐵路部門為保證鐵路橋的安全運(yùn)行,多次在橋上向橋墩處拋填塊石,并在橋下設(shè)置警示牌:嚴(yán)禁在鐵路橋下河道上游500m、下游2000m范圍進(jìn)行采砂活動(dòng),與汛期河道安全行洪需拓寬河道的原則相違背。
文章考慮擴(kuò)寬黑石關(guān)卡口和維持現(xiàn)狀進(jìn)行加培2個(gè)方案,平面圖見圖1。
河床兩岸行洪斷面寬度為380m,鐵路橋下兩岸橋臺(tái)寬度為258m,卡口段對(duì)上游伊洛河以及伊河和洛河的河道水面產(chǎn)生壅高影響,按照壅高水位對(duì)兩岸堤防進(jìn)行加培,即加培方案,維持現(xiàn)狀堤距。參照《黃河流域防洪規(guī)劃》中關(guān)于重要支流伊洛河的治理標(biāo)準(zhǔn),綜合考慮后,加培方案對(duì)夾河灘地區(qū)堤防設(shè)計(jì)采用20年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防。
加培方案中壅水主要影響黑石關(guān)以上至伊河、洛河匯合處之間的洪水。壅高洪水在伊、洛河下游伊河右堤、洛河左堤兩岸高崖所圍的地區(qū)以及兩河之間的夾灘地區(qū),形成伊洛河夾河灘天然滯洪區(qū),面積約134 km2,形成該段河道小流量高水位的反?,F(xiàn)象。
夾河灘地區(qū)在歷史上作為天然滯洪區(qū),對(duì)入黃洪水曾起到了一定滯蓄作用。自1931年大水后,伊洛河逐年修建防洪堤,對(duì)各級(jí)洪水起到了一定控制作用,目前堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)較低,大洪水時(shí)堤防安全受到嚴(yán)重威脅。隨著人口、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,該地區(qū)已成為偃師市工業(yè)發(fā)展集中地和經(jīng)濟(jì)支柱。位于岳灘組團(tuán)內(nèi)的偃師產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)是河南省首批獲批的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)之一,岳灘鎮(zhèn)是國(guó)家重點(diǎn)的摩托車生產(chǎn)基地,翟鎮(zhèn)是以“公司+農(nóng)戶”為主要形式的針織業(yè)基地。該地區(qū)地勢(shì)平坦,水沛田肥,是豫西最大的小麥糧種培育及商品糧基地;位于翟鎮(zhèn)二里頭遺址是迄今發(fā)現(xiàn)的中國(guó)最早的王朝都城遺址。
從現(xiàn)狀地形和河勢(shì)分析,左岸鐵路橋臺(tái)及路基占據(jù)河道過水?dāng)嗝鎸挾燃s150m。該河段受其阻水影響形成卡口。擴(kuò)寬方案的主要工程內(nèi)容為鐵路橋重建工程和鐵路橋段橋臺(tái)左岸的河道堤防順直工程。河道順直涉及河長(zhǎng)260m,卡口段兩岸堤距可增加寬度150m,達(dá)到堤距為400m安全行洪斷面;隴海鐵路橋重建工程涉及鐵路里程1.50 km。
隨著沿河兩岸經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,堤防岸坡亦進(jìn)行了濱河綠化工程和路面硬化,形成了事實(shí)河岸,對(duì)卡口河段進(jìn)行大規(guī)模的退堤改建,帶來的征地拆遷范圍較大,得不償失。
擴(kuò)寬河道,雖然能夠增大下泄流量,減輕上游的淹沒損失。但河道截彎取直既改變了洪水流向,增大了河槽比降、流速和水動(dòng)能,又加劇了水流對(duì)河岸的沖刷和河槽的下切,使原有堤防和河岸垮塌更為嚴(yán)重,前功盡棄。
2個(gè)擬定方案鐵路橋下游河道水位壅高影響不大,對(duì)鐵路橋(樁號(hào)17+000)上游河道水位有不同程度影響。自伊洛匯合口(0+000)至卡口段(17+000)間,100年一遇水位壅高 0.36~1.04m,50年一遇水位壅高0.30~0.94m,20年一遇水位壅高0.19~0.80m,10年一遇以下洪水壅高回水基本不影響伊河、洛河;20-50年一遇洪水從伊洛匯合口處向上游影響洛河范圍10~14 km,影響伊河范圍12~15 km,其水位壅高值相對(duì)較小。各方案水位差對(duì)比見表1。
加培方案受鐵路橋橋墩及路基的卡口影響,50年一遇洪水位壅高0.94m,20年一遇洪水位壅高0.80m,對(duì)黑石關(guān)以上至伊河、洛河匯合口河段堤防安全產(chǎn)生較大影響,加大該河段防洪壓力;擴(kuò)寬方案的各頻率洪水位有所降低,有效改善該河段防洪壓力,但存在隴海鐵路橋改建、征地拆遷等問題,實(shí)施難度較大。
表1 黑石關(guān)鐵路橋(加培方案-擴(kuò)寬方案)水位表
擴(kuò)寬方案需要對(duì)鐵路橋進(jìn)行拆除重建,相應(yīng)投資需根據(jù)鐵路規(guī)劃等要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。在不計(jì)黑石關(guān)鐵路橋改擴(kuò)建投資前提下,加培方案投資為19210萬元,擴(kuò)寬方案投資為17320萬元,加增方案比擴(kuò)寬方案投資增加不足2000萬元。
作為國(guó)家東西方向大動(dòng)脈,隴海鐵路在交通運(yùn)輸領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代作用,其在汛期安全運(yùn)行亦關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈和人民生命財(cái)產(chǎn)安全,因此鐵路部門在汛期對(duì)鐵路安全工作亦相當(dāng)重視,并對(duì)橋墩進(jìn)行加寬加固,以保證鐵路橋的安全。
從水利部門防洪工程安全角度考慮,橋墩阻水,縮小河道行洪斷面,增大汛期鐵路橋上游伊洛河兩岸堤防防洪壓力亦不容忽視。典型如歷史上1982年洪水,伊洛河黑石關(guān)段泄洪能力受卡口河段影響較大,位于上游河段的夾河灘洪泛區(qū)的居民區(qū)和企業(yè)全面受淹,受災(zāi)人口達(dá)42萬人。因此隴海鐵路橋卡口影響處理需要相關(guān)部門共同處理,綜合考慮各方面因素,及早消除黑石關(guān)卡口這一河道防洪的安全隱患。
文章從水利防洪角度考慮,推薦采用擴(kuò)寬方案,以減輕壅高水位對(duì)上游河道防洪壓力,減輕對(duì)上游兩岸的淹沒影響,但擴(kuò)寬后需要綜合解決擴(kuò)寬后對(duì)下游河道的防洪及對(duì)鐵路交通運(yùn)輸?shù)挠绊憽?/p>
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