黃河下游“二級懸河”現(xiàn)狀及其對行洪的危害

朱莉莉 姚慶鋒 張治昊

【摘要】采用實(shí)測資料分析的方法，研究了黃河下游“二級懸河”對行洪的危害。研究結(jié)果表明：1986年后，黃河水沙變異，“二級懸河”加劇。“二級懸河”對行洪的危害為：增大了堤防潰決的可能性；增大了河道整治難度；增大了灘區(qū)財(cái)產(chǎn)損失。

【關(guān)鍵詞】黃河下游；二級懸河；順堤行洪；河道整治

1、前言

1986年后，黃河水沙變異，下游河道“二級懸河”加劇。當(dāng)洪水漫灘時(shí)，灘區(qū)過流量明顯增加，極易在灘區(qū)串溝和堤河低洼地帶形成集中過流，造成重大的河勢變化，發(fā)生橫河、斜河和滾河的可能性增大，嚴(yán)重威脅下游堤防安全，因此研究“二級懸河”的危害對于保障黃河防洪安全具有重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。本文在分析黃河下游“二級懸河”特征的基礎(chǔ)上，研究了“二級懸河”對行洪的危害，試圖科學(xué)治理“二級懸河”提供科技支撐。

2、黃河下游“二級懸河”的判別指標(biāo)

黃河下游河道是典型的復(fù)式斷面，當(dāng)臨河灘地高于背河地面，同時(shí)主槽平均高程高于灘地平均高程時(shí)，即形成了“二級懸河”。“二級懸河”的判別指標(biāo)為在假定平灘流量一定情況下，以灘唇高程與臨河灘面平均高程的高差即“灘槽懸差”來表征“二級懸河”的發(fā)展程度。這種判別指標(biāo)反映漫灘后的水位高低、大堤偎水深度，從而可以表征大堤發(fā)生潰決的危險(xiǎn)程度以及產(chǎn)生順堤行洪的程度。如果考慮到灘區(qū)寬度，則又可表征漫灘洪水發(fā)生滾河的危害程度。一般來說，當(dāng)洪水不出主槽時(shí)，就不會危及大堤的安全。但是，若洪水一旦出槽漫過嫩灘，當(dāng)有“二級懸河”存在時(shí)，洪水將很有可能進(jìn)入堤河，會直接危及到大堤的安全。因此，“灘槽懸差”較用主槽平均河底高程與臨河灘面平均高程之差的表示方法更能客觀地反映“二級懸河”對大堤的危及程度。

3、黃河下游“二級懸河”現(xiàn)狀

3.1京廣鐵橋～東壩頭河段

1855年黃河銅瓦廂決口后，京廣鐵橋～東壩頭河段在160余年的擺動過程中，老灘沿持續(xù)坍塌，新低灘不斷生成，所以該河段逐漸呈現(xiàn)出“高灘不高”的特征。來童寨以上河段新的嫩灘灘唇已經(jīng)大大高于老灘高程；柳園口～東壩頭河段右岸嫩灘高程目前還低于老灘高程1.0～2.0m。因此該河段右岸“二級懸河”形勢并不突出，左岸“二級懸河”形勢相對突出。

3.2東壩頭～高村河段

東壩頭～高村河段的灘區(qū)包括右岸的蘭考灘、東明南灘和左岸的長垣北灘、南灘。其中，右岸的蘭考灘和東明南灘兩塊灘地相互連接；左岸的長垣北灘由周營至渠村生產(chǎn)堤與黃河大堤圍成；長垣南灘由左岸貫孟堤與生產(chǎn)堤圍成。該河段灘地橫比降均值遠(yuǎn)大于萬分之2的河道縱比降，“二級懸河”形勢比較嚴(yán)峻。

3.3高村～陶城鋪河段

高村～陶城鋪河段按河道特性可分為高村～孫口和孫口～陶城鋪兩個(gè)河段。高村～孫口河段，大堤至生產(chǎn)堤之間灘地面積為460km2，其中，右岸灘區(qū)面積為139 km2，左岸灘區(qū)面積為321km2。該河段灘區(qū)特征主要表現(xiàn)為堤根低洼，塊數(shù)較多，坑洼較多，部分灘區(qū)因?yàn)橥怂щy而形成死水區(qū)，具有十分明顯的蓄水作用。孫口～陶城鋪河段灘地橫比降均值大于河道縱比降的8倍之多，“二級懸河”形勢十分嚴(yán)峻。

4、黃河下游“二級懸河”的危害

4.1增大了堤防潰決的可能性

目前，黃河下游部分河段具有“二級懸河”現(xiàn)象，只要洪水漫灘，堤河附近水深可達(dá)到2～3m，局部河段最大水深可達(dá)到5m。據(jù)統(tǒng)計(jì)，禪房～高村河段的右岸和南小堤～陶城鋪河段的左岸河段水深分別達(dá)到2.96m和2.78m，相應(yīng)斷面最大水深分別為4.49m和4.44m，濼口～利津和利津～漁洼河段左岸水深也分別達(dá)到3.96m和4.31m。堤河水深較大、長時(shí)期浸泡大堤，增大了堤防發(fā)生潰決的可能性。

4.2增大了河道整治的難度

黃河下游河道整治工程對控制河勢、穩(wěn)定河槽起到了積極作用。但是由于“二級懸河”加劇，增大了河道整治的難度。近年來河槽淤積抬高，斷面萎縮，平灘流量減小，在與過去同樣的平灘流量下，現(xiàn)今早已漫過主槽，河道整治工程穩(wěn)定河勢的作用削弱。例如“96.8”洪水期間，控導(dǎo)護(hù)灘工程漫頂較多，共有127處、1346道壩漫頂，占壩垛總數(shù)的35.8%，平均漫頂水深0.2m，最深0.5m。

4.3增大了灘區(qū)財(cái)產(chǎn)的損失

黃河灘區(qū)是洪水的行洪區(qū)，又是灘區(qū)人民繁衍生息的居住地。由于長期小水行河，二級懸河加劇，加之嫩灘耕種、糙率增加，下游河道主槽過流能力嚴(yán)重下降，水位表現(xiàn)明顯偏高，漫灘幾率增大，洪水淹沒損失增加。例如“96.8”洪水雖屬中常洪水，但下游灘區(qū)大部分漫水，淹沒耕地301萬畝，倒塌房屋22.65萬間。

5、主要結(jié)論

選擇“灘槽懸差”作為黃河下游“二級懸河”的判別指標(biāo)，能客觀反映出洪水漫灘后大堤發(fā)生潰決的危險(xiǎn)程度以及產(chǎn)生順堤行洪的程度。1986年后，黃河水沙變異，“二級懸河”不斷加劇，增加了下游河道治理的難度，中常洪水條件下，下游河道堤防幾乎全部偎水，部分河段存在順堤行洪，甚至有發(fā)生滾河的可能，對下游堤防安全構(gòu)成了較大的威脅。研究表明，黃河下游“二級懸河”對行洪的危害主要表現(xiàn)為：堤防長時(shí)間偎水，增大了堤防潰決的可能性；增加了河道整治的難度；增大了灘區(qū)財(cái)產(chǎn)損失。

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作者簡介：朱莉莉（1973- ），女，河南西平人，高級工程師，主要從事水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)。