北洛河朝邑圍堤“21·10”洪水決口成因分析

2022-07-08 15:46趙敏歌

陜西水利 2022年6期

趙敏歌

（陜西省江河水庫工作中心,陜西西安 710018）

2021 年10 月7 日7 時45 分北洛河狀頭站出現(xiàn)洪峰流量1580 m3/s 的洪水過程,為該站2000 年以來的最大洪水,洪水歷時128 h,次洪量為5.2693 億m3,沙量693.3 萬t。在洪水演進過程中,北洛河朝邑圍堤紫陽村段、趙渡鎮(zhèn)樂合村段先后于10 月7 日23 時、10 月9 日2 時30 分出現(xiàn)決口險情,造成趙渡鎮(zhèn)及其周圍13 個村受淹,受災人口23.9 萬人,直接經(jīng)濟損失約5.5 億元。

1 北洛河下游防洪現(xiàn)狀

北洛河下游自狀頭水文站至大荔縣東南洛河口河道長約138 km,在三門峽水庫建成運用后,南榮華以下河床相應抬高,河槽窄深、相對穩(wěn)定,河槽寬一般為70 m～480 m,為典型的彎曲性河道。河道比降自上而下逐漸減小,由狀頭附近的0.96‰減小至河口段的0.18‰。

截止目前,北洛河下游現(xiàn)狀防洪工程主要集中在縣城和沿河鄉(xiāng)鎮(zhèn)段,工程總長度18.50 km,縣城段防洪標準30 年一遇,鄉(xiāng)鎮(zhèn)段10 年一遇。北洛河下游防洪工程現(xiàn)狀見表1。

表1 陜西省北洛河下游防洪工程現(xiàn)狀統(tǒng)計

北洛河朝邑圍堤位于黃河小北干流下段右岸和北洛河下游左岸之間的朝邑灘區(qū)中部。圍堤北起金水溝口,向南經(jīng)趙渡鎮(zhèn)再折向西北洛河左岸,與朝邑鎮(zhèn)紫陽村處高岸相接,全長34.97 km。主要作用為保護黃河灘區(qū)20 萬畝耕地和范家鎮(zhèn)、趙渡鎮(zhèn)、雨林鄉(xiāng)近6 萬移民群眾生命財產(chǎn)安全。其中圍堤上段17 km（0+000～17+000）由水利部黃河水利委員會管轄,下段18 km（17+000～35+000）由陜西省管理。朝邑灘區(qū)1960 年以前屬于不設防河灘,修建三門峽水庫后,由于泥沙淤積、河床抬高,同流量洪水位明顯升高。1964 年當?shù)匕傩兆园l(fā)修建了朝邑生產(chǎn)堤,堤高約3 m,堤頂寬4 m～5 m,臨河側坡比1∶2.5,背河側坡比1∶2.0,堤身高度達不到防御5 年一遇的洪水標準。1993 年為了防止黃河西倒復入咸豐故道,陜西省安排專項資金對部分河段圍堤進行了加高培厚加固。2002 年～2003 年又對下游河段約25 km 圍堤進行了加高培厚加固?，F(xiàn)狀堤頂寬為6 m～7 m,臨背水側坡比為1∶2.0～1∶3.0。

2 北洛河洪水和朝邑圍堤出險情況

北洛河狀頭站10 月7 日7 時45 分出現(xiàn)洪峰流量1580 m3/s, 南榮華站10 月8 日1 時12 分出現(xiàn)洪峰流量824 m3/s,朝邑站（2000 年由水文站降級為水位站）10 月9 日6 時出現(xiàn)最高水位338.16 m,較建站以來最大的“94·9”洪水最高水位還高0.73 m。洛淤1 斷面（朝邑站下游2490 m）及朝邑站、華縣站、潼關站、華陰站“21·10”洪水水位過程見圖1, 圖中標示了北洛河朝邑圍堤兩處決口發(fā)生時間?？梢钥闯? 截止決口發(fā)生前, 漫灘洪水持續(xù)時間分別為39 h、66.5 h。

圖1 北洛河洛淤1 斷面及朝邑站、華縣站、潼關站、華陰站“21·10”洪水水位過程

10 月7 日23 時,北洛河左岸朝邑圍堤紫陽村段發(fā)生垮塌決口,決口位于紫陽村高灘下洛河圍堤拐角處下游1 km,口門寬約45 m,水深7 m～8 m,決口流量約150 m3/s。

10 月9 日2 時30 分,北洛河左岸朝邑圍堤趙渡鎮(zhèn)樂合村段出現(xiàn)漫堤決口,決口位于紫陽決口下游2.2km 處,口門寬約60 m,水深7 m～8 m,決口流量約120 m3/s。

兩處決口處發(fā)展最大寬度分別為60 m、110 m, 最大決口流量分別為80 m3/s～150 m3/s、100 m3/s～200 m3/s, 最大淹沒面積達327 km2, 最大淹沒水深3 m, 平均淹沒水深1.4 m。洪水造成趙渡鎮(zhèn)及其周圍13 個村受淹, 受災人口23.9 萬人,農(nóng)田受淹面積17.5 萬畝。損壞河道工程9 處、抽水站3 處、渠道16.8 km、輸水管道4.5 km、縣鄉(xiāng)道路245 處、生產(chǎn)路179 處17.8 km, 塌陷生產(chǎn)橋84 座, 直接經(jīng)濟損失約5.5 億元。北洛河朝邑圍堤“21·10”洪水決口位置及淹沒范圍見圖2。

圖2 渾河撫順水文站2015 水文年渾河預測和觀測水位

圖2 北洛河朝邑圍堤“21·10”洪水決口位置及淹沒范圍圖

3 決口成因分析

通過對北洛河左岸朝邑圍堤紫陽村、趙渡鎮(zhèn)樂合村兩處決口附近堤防及河勢等的現(xiàn)場調(diào)查,繪制圍堤決口處堤防斷面見圖3、圖4,分析決口原因如下：

圖3 北洛河朝邑圍堤紫陽村決口處堤防橫斷面及灘槽示意

圖4 北洛河朝邑圍堤樂合村決口處堤防橫斷面及灘槽示意

（1）北洛河朝邑圍堤是1964 年由沿岸老百姓自發(fā)修建的擋水工程,主要用于防護灘區(qū)耕地,且長期作為當?shù)匕傩辙r(nóng)耕生產(chǎn)運輸?shù)缆?多年未進行過系統(tǒng)治理,僅在2002 年～2003 年進行過簡單的加高培厚。后期隨著經(jīng)濟發(fā)展,特別是三門峽庫區(qū)移民返遷,工程防護對象變?yōu)榇彐?zhèn),工程防護標準沒有及時調(diào)整提高,圍堤維修養(yǎng)護不到位,堤身縱向裂縫遍布,雨水沖蝕等損毀嚴重。

（2）洪水發(fā)生前,紫陽村決口處圍堤臨水側存在寬15 m～20 m、深約3.5 m的堤河,背水側堤腳外約8 m處存在寬13 m、深約6 m 的排堿溝。這種結構特征顯著縮短了通過堤基的水流滲徑,容易引起堤基管涌、流土等結構破壞。樂合村決口處堤身存在約0.5 m 的臨背差,且距離主河槽較近（約40 m）,位于主河槽彎道凹岸上首,洪水漫灘后受主流變動影響極易遭受洪水頂沖掏刷。

（3）北洛河灘區(qū)長時間高水位行洪。北洛河洪水發(fā)生前后,庫區(qū)黃、渭、涇河均出現(xiàn)較大洪水。渭河華縣站分別于9 月28 日19 時、10 月8 日8 時30 分出現(xiàn)洪峰流量4860 m3/s、4540 m3/s,黃河潼關站分別于9 月29 日23 時、10 月7 日10 時出現(xiàn)洪峰流量7480 m3/s、8360 m3/s。由于北洛河洪水與渭河2、3 號洪水遭遇,受黃、渭河洪水倒灌頂托影響,北洛河洪水下泄不暢,灘區(qū)長時間高水位行洪,依據(jù)紫陽村決口上游約3 km 的朝邑站資料,10 月6 日8 時朝邑站水位336.24 m,洪水開始漫灘,水位不斷上漲,至10 月7 日23 時水位337.22 m,灘上水深0.98 m,圍堤臨水時間39 h；至10 月9 日2 時30 分水位338.08 m,灘上水深1.84 m,圍堤臨水時間66.5 h；決口發(fā)生時朝邑站水位分別較本次洪水中最高水位低0.94、0.08 m,但仍分別較建站以來最大的“94·9”洪水最高水位低0.21 m、高0.65 m。

綜上所述,由于北洛河左岸朝邑圍堤修建時間早、維修養(yǎng)護不足,工程存在一定質(zhì)量隱患,紫陽村決口處堤防臨水側存在寬15 m～20 m、深約3.5 m 的堤河,背水側堤腳外約8 m 處存在寬13 m、深約6 m 的排堿溝,顯著縮短了通過堤基的水流滲徑,樂合村決口處堤身存在約0.5 m 的臨背差,且位于主河槽彎道凹岸上首,容易引起地基管涌、流土等結構破壞和堤身頂沖掏刷等損毀,加之黃、渭河洪水倒灌頂托影響,決口發(fā)生時朝邑站水位分別較建站以來最大的“94·9”洪水最高水位低0.21 m、高0.65 m,圍堤臨水時間分別達到39 h、66.5 h,長時間高水位行洪,造成北洛河左岸朝邑圍堤紫陽村、趙渡鎮(zhèn)樂合村兩處決口。

4 決口搶險情況

10 月9 日北洛河朝邑圍堤發(fā)生決口后,省水利廳派出專家組研究指導決口應急搶堵和積洪疏排,封堵西邊兩處決口,在圍堤南端破堤,加速積水排入黃河、渭河,排除淹沒區(qū)積水,南端排水口在10 日下午首先實施完成,排水流量最大150 m3/s。兩處決口現(xiàn)場有110 余輛運輸車輛、裝載機、挖掘機,采取24 h 不停機工作方式,進行搶險封堵作業(yè)；市、縣兩級緊急調(diào)度編織袋89 萬條,木樁2.8 萬根,鉛絲53.8 t,備防石9 萬m3,用于決口封堵；開挖排往黃河的出水通道5 處,將淹沒區(qū)積水經(jīng)雨林村、富民村、春合村、新安村和新建村等5 個村,從黃河小北干流72 號堤壩下側排入黃河,最大排水流量達450 m3/s。經(jīng)過合力攻堅搶堵,兩處決口分別于10 月12 日17 時36 分、10 月13 日16 時35 分成功合龍,最大程度減輕了洪澇災害損失。

5 結論與建議

（1）北洛河洪水造成朝邑圍堤紫陽村、趙渡鎮(zhèn)樂合村分別于10 月7 日23 時、9 日2 時30 分發(fā)生決口,決口造成趙渡鎮(zhèn)及其周圍13 個村受淹,受災人口23.9 萬人,農(nóng)田受淹面積17.5 萬畝,直接經(jīng)濟損失約5.5 億元。

（2）由于北洛河左岸朝邑圍堤修建時間早、維修養(yǎng)護不足,工程存在一定質(zhì)量隱患；紫陽村決口處堤防臨水側存在堤河,背水側存在排堿溝,樂合村決口處堤身存在約0.5 m 的臨背差,且位于主河槽彎道凹岸上首；加之黃、渭河洪水倒灌頂托影響,決口發(fā)生時朝邑站水位分別較建站以來最大的“94·9”洪水最高水位低0.21 m、高0.65 m,造成北洛河左岸朝邑圍堤紫陽村、趙渡鎮(zhèn)樂合村兩處決口。