黃河灘區堤溝河淤填造地及尾水利用工程探討

楊 震 高 坤 王小冬

（山東黃河勘測設計研究院，山東 濟南 250013）

0 概述

黃河的多泥沙特性造就了黃河下游獨特的河道形態，使黃河下游成為舉世聞名的“地上懸河”。進入20世紀80年代中后期以來，由于黃河處于相對枯水期，同時沿程工農業用水大量增加，黃河下游徑流量明顯減少，大洪水發生機率減小，洪水漫灘造成灘地淤積減少，小流量過程大大增加，改變了天然情況下的橫向淤積分布，從根本上改變了河道的橫向淤積部位，使灘槽高差變小，形成了“槽高灘低、堤根洼”、大堤附近灘面明顯低于平灘水位，甚至部分河段大堤附近灘面高程低于主槽深泓點高程的二級懸河不利局面。加之近年來隨著水資源利用程度的提高，工農業用水增加，進入黃河下游的水量明顯減少，河流輸沙能力下降，泥沙更多的淤積在主槽中，使得黃河下游二級懸河形勢愈加嚴重，串溝奪流、順堤行洪甚至發生滾河的不利形勢更加嚴峻，對防洪構成的壓力越來越大，可能造成的危害已不容忽視。

小浪底水庫投入運用以來，黃河下游河道淤積情況有所減輕，但總體來看，目前的河床與20世紀50年代相比普遍抬高了2m～4m，河床高出背河地面4m～6m，局部河段高出10m以上，二級懸河對防洪產生的威脅并未得到控制。一旦發生較大洪水，由于河道橫比降遠大于縱比降，灘區過流比增大，增加了主流頂沖堤防、產生順堤行洪、控導工程失去控導主流作用，甚至發生“滾河”的可能性，將直接威脅黃河防洪安全，威脅灘區群眾生命財產安全。為了減緩黃河下游二級懸河不斷加劇的趨勢，減輕下游堤防的防洪負擔和河道整治難度，加快啟動和推進黃河下游二級懸河的治理工程已刻不容緩。

1 “二級懸河”的危害

黃河下游的水沙條件與河床邊界條件的變化造就了黃河下游二級懸河的不利形態的形成，這種不利形態使得黃河下游的防洪形勢更加嚴峻。

第一，使堤防發生沖決和潰決的可能性增加。

第二，進一步增加了河道整治難度。黃河下游河道整治工程對控制河勢、穩定河槽，減輕橫河、斜河沖決堤防的護灘保堤方面起到了積極作用。但是由于存在“駝峰”現象，增大了河道整治的難度。1986年以來，下游河槽持續淤積抬高，斷面萎縮，平灘流量大幅減小，在遇過去同樣的平灘流量情況下，現今已漫過主槽，河道整治工程穩定河勢的作用明顯削弱。

第三，增大了灘區群眾財產損失黃河下游二級懸河的灘地橫比降大，極易發生“小水大災”現象。在長期小水行河條件下，主槽萎縮，加之嫩灘耕種、糙率增加，遇量級較小洪水便發生漫灘，且水位表現往往偏高，洪水淹沒損失增加。

2 淤填堤溝河工程布置

淤臨沉沙是利用黃河大堤臨河面低洼地帶順堤方向修筑條渠沉沙池，將從黃河引來的渾水由泵站提入沉沙池，通過沉沙，沿黃河大堤形成寬闊的帶狀高地的一種施工方式。既有利于黃河防洪，又可妥善處理引黃泥沙，使防洪與興利雙方受益，把泥沙處理與利用有機結合起來，將揚水沉沙與淤臨固堤凝為一體，達到避害趨利的目的。將淤沙尾水通過泵站提水至堤外，惠及當地生產生活。通過堤河治理，消除橫河、斜河、順堤行洪的威脅，確保防洪安全。

2.1 治理寬度的確定

堤河治理寬度，依據現有低洼地形地貌，盡量滿足消除或減輕順堤行洪的威脅的要求。堤溝河情況較為嚴重的有離黃河大堤堤腳處300m。可根據具體工程灘唇寬度最終確定。

2.2 淤填頂高程的確定

淤填區設計頂高程需依據灘面平均縱比降，堤河縱比降綜合考慮確定：為便于堤河治理后還耕當地群眾，堤河淤填高度不能太高；但淤填高度太低又不能達到治理堤河、減緩灘面橫比降的目的。工程淤填頂高程與附近灘唇高程基本相平。

2.3 蓋頂

堤河治理的頂部，為了防止風沙帶來的環境影響，且有利于群眾耕作和樹木及農作物的生長，填筑0.5m厚粘粒含量不少于5%的砂壤土。回填寬度同堤河治理寬度。回填可耕植土來自于淤填區內。

考慮施工方便并節約工程投資，計劃首先將工程區可耕植土推出，暫時堆放于黃河大堤臨河側及圍堤處，待淤填完成后，將可耕植土推回覆蓋。

3 淤填方式選擇

《黃河下游引洪放淤調研報告》提出，灘區放淤方式大體上可分為大洪水自然漫灘落淤、中小洪水引洪放淤、人工擾動加沙放淤和機械放淤四種。

3.1 破除生產堤等行洪障礙，利用大洪水淤灘刷槽

近幾十年的實踐證明，生產堤減少了洪水漫灘幾率，阻礙了灘槽水沙交換，使泥沙大部分淤積在兩岸生產堤之間，造成河道主槽萎縮，過洪能力降低，“二級懸河”加劇。因此，應廢除生產堤，充分利用洪水期的放淤刷槽作用。在發生4000～10000m3/s的大洪水時，使洪水漫灘，促進灘槽水沙交換，造成淤灘刷槽，提高主槽排洪能力。

3.2 利用中小洪水引洪淤灘

在目前下游發生大洪水機遇減少的情況下，遇中常洪水，或在小浪底水庫調水調沙塑造洪峰期間，采取必要的人工措施，修建放淤閘、輸沙渠道、圍格堤、退排水等設施，有計劃地引洪淤灘，淤填堤河，淤堵串溝，減輕“二級懸河”危害，改善灘區生產條件。過去這方面已積累了一些經驗，但也存在淤灘上下游群眾利益的協調問題，需要加以研究解決。

3.3 人工擾動加沙放淤

一是在引洪放淤口門附近的河道內，利用高速射流原理，實施人工擾動，塑造含沙水流，使入渠水流含沙量達到渠道設計挾沙能力。

二是在引水口附近，利用絞吸式挖泥船，通過其絞刀攪動河床泥沙，形成高含沙量的泥漿，利用輸沙管道將攪動起的泥沙輸送到輸沙渠中，與輸沙渠水流匯合后，輸送到淤區。

3.4 機械放淤

在主槽過洪能力較小的河段，將從黃河引來的渾水由泵站提入沉沙池，通過沉沙，淤填堤河，淤堵串溝，截斷漫灘洪水順堤行洪的通道，減小洪水對堤防的淘刷。2003年在彭樓至南小堤實施了“二級懸河”治理試驗工程，通過疏浚河槽、淤填堤河及淤堵串溝，明顯改變了試驗河段“槽高、灘低、堤根洼”的不利局面。

結合工程具體情況，綜合比較分析，最終確定淤填方式。

4 主體工程施工

根據淤筑情況，要不斷調整引水口門位置。為使水沙能較順暢的自上而下流淌、落淤，所以要不斷平整淤區。

為了淤臨工作的順利進行，必須修好圍堤，以防止淤區決口。圍堤高度由放淤設備的排泥量、泥漿沉淀后的富裕水深、風浪超高和圍堤土質、沉降量等因素確定。圍格堤均壓實。

5 結語

通過淤填堤溝河工程，加大了堤防斷面，同時進行防滲、截滲處理，可以消除淤填工程對大堤安全的影響。

本治理工程實施后從根本上解決了該堤段二級懸河的不斷發展的嚴峻形勢，減少洪水漫灘時順堤行、沖決堤防的可能性，保證了黃河大堤安全性，保障了下游人民生命財產的安全，具有顯著的防洪減災效益。

在臨河灘地增加大量耕地，改善了土地種植條件，提高糧食產量，淤填工程形成的尾水，為當地生產生活提供了基本生產資料。

以上論點及結論皆是從工程角度出發。在工程管理上是否可行均待研究。