夏修杰,萬 強(qiáng)
(1.黃河水利科學(xué)研究院,450003,鄭州;2.水利部黃河泥沙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,450003,鄭州)
2021年10月18日,黃河流域中下游歷史罕見的秋汛洪水進(jìn)入末期,此時(shí)花園口日均流量為4 800 m3/s。對比當(dāng)天衛(wèi)星遙感圖像水面與河道整治規(guī)劃治導(dǎo)線相對關(guān)系,分河段進(jìn)行分析。
該河段河勢基本平穩(wěn),工程迎、送、溜關(guān)系較為穩(wěn)定,大部分工程靠河情況較好,少部分工程靠河長度不足,個(gè)別工程不靠河?,F(xiàn)行流路與規(guī)劃流路整體上基本一致,局部存在一定偏差但有向規(guī)劃流路方向調(diào)整趨勢。
該河段河道整治工程靠河整體較好,逯村控導(dǎo)工程的靠河部位較為靠下,#26壩以下靠河,主流頂沖#28~#29壩段。同規(guī)劃流路相比,逯村控導(dǎo)工程的迎流段和送流段偏離較多(見圖1),最大偏離約1300m,花園鎮(zhèn)控導(dǎo)工程偏離約1000m,分析主要原因?yàn)椋孩俾尻桙S河公路大橋和洛陽黃河大橋(二廣高速)橋墩的梳篦作用;②鐵謝下延工程壩間距較大,送流能力差;③逯村控導(dǎo)工程前灘地土質(zhì)主要由鵝卵石、砂礫石、黏土等構(gòu)成,抗沖性較強(qiáng);④逯村控導(dǎo)工程靠河長度不足,送流能力差。
圖1 白鶴至花園鎮(zhèn)控導(dǎo)工程河段
綜合多方面原因,致使逯村控導(dǎo)工程和花園鎮(zhèn)控導(dǎo)工程河段河勢偏離規(guī)劃治導(dǎo)線,枯水期易出現(xiàn)做彎,對汛期防洪不利,建議通過人工輔助措施疏通河道,歸順流路,使逯村控導(dǎo)工程靠河穩(wěn)定。逯村控導(dǎo)工程靠河長度增加后可提高向花園鎮(zhèn)控導(dǎo)工程的送流能力,使花園鎮(zhèn)控導(dǎo)工程前河勢逐步向規(guī)劃流路方向調(diào)整。
該河段工程靠河情況較為理想,工程間迎送流關(guān)系較好,河勢穩(wěn)定,現(xiàn)行流路與規(guī)劃流路一致性很好(見圖2),達(dá)到了河道整治目的,是黃河下游微彎型整治的模范河段。
圖2 開儀至神堤控導(dǎo)工程河段
總體上看,該河段現(xiàn)行流路與規(guī)劃流路偏離較多,張王莊工程前河勢不穩(wěn)定,駕部控導(dǎo)工程靠河長度不足,嚴(yán)重偏離規(guī)劃治導(dǎo)線(見圖3)。小浪底運(yùn)用以來,張王莊控導(dǎo)工程前河勢一直處于擺動散亂的狀態(tài),工程處于長期不靠河或局部靠河情況,原因主要有:①伊洛河口來流;②焦作黃河公路大橋橋墩梳篦作用;③張王莊工程結(jié)構(gòu)形式,透水樁壩工程的主要作用為緩流落淤,控導(dǎo)和送流能力較弱。
圖3 神堤至駕部控導(dǎo)工程河段
近年駕部控導(dǎo)工程靠河部位逐年下挫,至2021年秋汛期,駕部控導(dǎo)工程僅尾部4道壩靠河,致使其下河道后敗做彎,沖刷下首左岸灘地,工程迎流段和送流段偏離規(guī)劃流路較多,最大偏離距離達(dá)1 500 m。原因主要有:①孤柏咀控導(dǎo)工程修建后,孤柏咀山彎被填,彎曲半徑變大,送流方向向右偏移;②孤柏咀控導(dǎo)工程不完整,中間滎陽鋁廠取水口位置長期缺少約500 m;③孤柏咀控導(dǎo)工程為透水樁壩結(jié)構(gòu)形式,送流能力弱、距離短,不能將大河水流平順?biāo)椭榴{部控導(dǎo)工程迎流段。目前滎陽鋁廠取水口位置已按黃河水利科學(xué)研究院研究的建閘方案修建完整,保證了孤柏咀控導(dǎo)工程完整性,但要達(dá)到送流至駕部控導(dǎo)工程迎流段目的需提高工程送流能力。建議直線下延孤柏咀控導(dǎo)工程1000m,同時(shí)改變工程結(jié)構(gòu)形式,另外對駕部控導(dǎo)工程也適當(dāng)下延,有效緩解下首左岸灘地持續(xù)塌灘現(xiàn)狀。
由于駕部控導(dǎo)工程送流不力,致使其下至棗樹溝控導(dǎo)工程河段形成畸形河彎,加上浮橋的影響,棗樹溝控導(dǎo)工程入流角度較大,2020年和2021年汛期,#16~#19壩段頻繁出險(xiǎn),給河道防洪造成很大壓力(見圖4)。東安控導(dǎo)工程在本次秋汛洪水后靠河情況得到較大改善,現(xiàn)行流路基本與規(guī)劃流路一致,但由于其工程結(jié)構(gòu)透水樁壩形式,工程靠河后在工程背后形成沖刷溝,若不進(jìn)行控制會持續(xù)發(fā)展,塌蝕灘地,不利于工程對河勢的控導(dǎo)作用。因此建議:①工程背后進(jìn)行防護(hù),避免灘地持續(xù)坍塌;②樁壩前后進(jìn)行樁體加固,避免發(fā)生倒樁現(xiàn)象;③改造工程結(jié)構(gòu)形式,減小樁壩的透水率或變?yōu)椴煌杆畼秹?,提高工程的?dǎo)流送流能力。
圖4 駕部至桃花峪控導(dǎo)工程河段
桃花峪控導(dǎo)工程河段近幾年河勢不穩(wěn)定,偏離規(guī)劃流路,經(jīng)常出現(xiàn)畸形河彎,甚至曾呈現(xiàn)“橫河”態(tài)勢,分析原因主要有:①東安控導(dǎo)工程的送流能力弱,不能將河道水流送至桃花峪工程的迎流段;②桃花峪上首大面積魚塘邊界進(jìn)行了人工加固,抗沖能力較強(qiáng);③沁河入黃口的影響;④桃花峪黃河大橋橋下施工路基抗沖能力較強(qiáng)。2021年秋汛洪水過后,該河段畸形河勢得到較大改善,河勢趨好,逐漸向規(guī)劃治導(dǎo)線方向調(diào)整。
該河段屬于黃河下游典型的游蕩性河段,通過多年來的微彎型整治方案治理,河勢趨于穩(wěn)定,但仍有部分河段游蕩擺動比較頻繁,其游蕩性河道特性仍然沒有徹底改變。
該河段現(xiàn)行流路偏離規(guī)劃流路較多(見圖5),工程靠河長度不足,對河勢控導(dǎo)作用較小,河勢主要從工程控制范圍內(nèi)中間穿過,老田庵控導(dǎo)工程僅尾部靠河,保和寨和馬莊控導(dǎo)工程基本脫河,花園口險(xiǎn)工和東大壩控導(dǎo)工程沿線河勢有逐步上提趨勢。本河段現(xiàn)行流路與規(guī)劃流路偏離較多,主要原因有:①京廣鐵路新橋、老橋和老橋墩梳篦作用,削弱了桃花峪控導(dǎo)工程送流距離,致使主流不能到達(dá)老田庵工程的迎流段;②保和寨工程前有大面積魚塘;③老田庵控導(dǎo)工程下首浮橋也有一定影響。
圖5 桃花峪至東大壩控導(dǎo)工程河段
為使該河段河勢盡快向規(guī)劃流路調(diào)整并保持穩(wěn)定,建議:①直線下延桃花峪控導(dǎo)工程,②盡快拆除京廣鐵路老橋及橋墩,③直線下延保和寨控導(dǎo)工程,④采用人工措施疏導(dǎo)河勢。
從整體上看,該河段工程靠河較好,河勢穩(wěn)定,現(xiàn)行流路與規(guī)劃流路一致性較好,屬于微彎型整治方案效果較好的模范河段(見圖6)。
圖6 東大壩至趙口險(xiǎn)工河段
近年,三官廟工程至黑崗口險(xiǎn)工河段畸形河灣發(fā)育,河勢頻繁變化,嚴(yán)重偏離規(guī)劃流路,是洪水防御重點(diǎn)河段。主要原因有:①三官廟至黑崗口河段工程配套仍不完善,②韋灘控導(dǎo)工程為透水樁壩結(jié)構(gòu),③安羅高速施工棧橋的影響。
2018年以來三官廟控導(dǎo)工程靠河情況逐步好轉(zhuǎn),其送流能力逐漸變強(qiáng),目前已可以將主流平順?biāo)椭另f灘控導(dǎo)工程迎流段,使韋灘控導(dǎo)工程靠河長度逐步增加,至本次秋汛洪水后韋灘控導(dǎo)工程已基本全部靠河,畸形河彎逐漸消失,主溜趨順直,河勢逐漸調(diào)整至規(guī)劃流路(見圖7)。但從衛(wèi)星圖上看出,河出韋灘控導(dǎo)工程后明顯后敗,鑒于透水樁壩控導(dǎo)工程特點(diǎn),其導(dǎo)流送流能力較弱,建議適當(dāng)下延韋灘控導(dǎo)工程并改變其工程結(jié)構(gòu)形式,減小透水率或變?yōu)椴煌杆Y(jié)構(gòu)。
圖7 九堡至黑崗口上延控導(dǎo)工程河段
從圖8上可以看出,該河段工程的靠河較好,河勢穩(wěn)定,現(xiàn)行流路與規(guī)劃流路基本一致,達(dá)到了微彎型整治的目標(biāo),呈現(xiàn)一彎導(dǎo)一彎的狀態(tài),工程間迎送流關(guān)系良好。
圖8 黑崗口至府君寺控導(dǎo)工程河段
從圖9可以看出,該河段工程的靠河較好,河勢基本穩(wěn)定,現(xiàn)行流路與規(guī)劃流路基本一致,工程間迎、送、流關(guān)系良好。
圖9 曹崗至東壩頭險(xiǎn)工河段
東壩頭至高村險(xiǎn)工河段屬于游蕩性河段尾部,逐步向彎曲性河段過度,多年來工程間迎送流關(guān)系較好,河勢基本穩(wěn)定,現(xiàn)行流路與規(guī)劃流路基本一致,局部河段也存在偏離規(guī)劃流路的情況,但偏離較小。在堡城至高村險(xiǎn)工河段,由于該河段工程相對較少,對河勢的控制力度較小,主流擺動明顯,2021年黃河秋汛洪水期三合村工程基本不靠河,偏離規(guī)劃流路,青莊險(xiǎn)工的靠河長度也不足,致使高村險(xiǎn)工的靠河位置下挫,建議加大該河段的治理力度,增加控導(dǎo)工程,以穩(wěn)定河勢。
該河段屬于黃河下游彎曲性河道,河道相對較窄,工程間迎、送、流關(guān)系穩(wěn)定,河勢多年來基本不變。本次秋汛洪水過程中,南小堤上延工程至張閆樓工程河勢整體穩(wěn)定,蘇泗莊險(xiǎn)工河勢變化較大,經(jīng)過洪水期的沖刷,#24壩垛至#29壩垛對岸發(fā)生塌岸,河勢整體下挫,工程靠溜壩垛下移,其他河段河勢基本穩(wěn)定。 ■