三門峽庫區治理工程存在問題及對策

王智斌，武志蘭

（1.山西省三門峽庫區管理中心，山西 運城 044000；2.壺關縣水利局，山西 壺關 047300）

1 庫區治理工程概況

山西省三門峽庫區管理范圍為黃河潼關至三門峽大壩河段（簡稱“潼三段”山西側），河道全長113.5 km。三門峽水庫修建前，潼三段為峽谷型河道，建庫后，該河段變成庫區，庫區上段長45.64 km，為自然河道段，中段長25.58 km，為回水變動段（水庫蓄水時為庫區，非蓄水季節為河道），下段長42.28 km，為庫區段。由于庫周兩岸多由第四紀黃土類土組成，土質松散，抗沖能力差，主流變化頻繁，在水流、波浪的沖擊下，極易發生塌岸事故。

為治理河道，防止塌岸，保障庫區人民生命財產安全，1971年，芮城縣在庫區首先修建防護工程；1975年，國家計委批準將山西庫區的治理工作納入國家計劃，每年撥付專款治理；1998年，根據水利部、黃委的指示精神，黃河勘測規劃設計有限公司（原黃委設計院）開始對庫區進行系統治理規劃，并形成報告（簡稱《98可研》）及時申報各級主管部門審核批準后實施，《98可研》山西側完成河道整治工程4處4.231 km，防沖防浪工程8處6.170 km；2008年，黃委設計院編制了《黃河潼關至三門峽大壩河段近期治理工程可行性研究報告》（簡稱《近期可研》），該報告經修改通過審批后于2014年開始實施，此次工程建設山西側安排河道整治工程續建4處3.322 km，加高加固1處1.717 km，防沖防浪工程11處10.076 km，目前，近期治理工程均已完工并通過投入使用驗收，待竣工驗收后即可移交。

截止2020年底，我庫區現有納入維修養護體系的防護工程20處47.92 km，其中芮城段7處19.68 km，平陸段13處28.24 km。另有15處近期治理工程待驗收后移交。

潼三段（山西側）河道整治工程、防沖防浪工程建設，調整了部分不利河勢，有效改善了部分河段水流頂沖、淘刷已建工程和灘岸底部的不利局面，阻止、減緩了高岸坍塌，起到了保護已建工程和灘岸人民群眾生命財產安全的作用。

2 存在問題

雖然已建工程在潼三河段防洪中發揮了重要作用，但《98可研》之前興建的工程由于缺乏系統規劃，存在著平面布置不甚合理、質量較差等諸多問題；《98可研》和《近期可研》由于投資所限，修建的工程數量較少，發揮的作用有限，《黃河流域防洪規劃》安排的工程尚未完成，治理進度緩慢，且隨著近年來潼三河段外部條件發生較大變化，已建工程數量少、適應能力差的矛盾日漸突出。

2.1 上段河道整治工程不完善

潼三上段1998年以前修筑的工程多數為搶險而修建，平面布置不甚合理，河勢一經變化，工程就有脫流的危險；《98可研》對該段進行了認真研究，規劃了治導線，并按治導線布置了河道整治工程，使得不利河勢得到了初步控制，從治理效果看，符合潼三上段的治理規律，但由于治理時間短，投資有限，工程缺乏迎流和送流能力，工程與工程之間也缺乏配合；《近期可研》由于安排工程數量少，改善調整不利河勢的能力有限。

具體來看，東壚尤其是大禹渡以上河段，受壅水影響時間短，絕大部分時間處于自然河道狀態，歷年沖淤變化劇烈。近幾年，黃河上游來水充沛，持續時間長，特別是2020年黃河中游發生多次大流量洪水后，芮城段古賢、原村、禮教工程，上提下挫比較明顯，多處工程發生險情，工程上、下首未設防地段也發生塌灘現象。

因此，必須對潼三上段進行河道整治，以歸順不利河勢，穩定中水流路，保護兩岸安全。

2.2 中下段護岸工程少

自庫區中下段開始修建防護工程以來，由于財力所限，修建的護岸工程大都僅對當時塌岸嚴重的地段進行了防護，造成現有工程數量少，長度短，其保護范圍與實際需要保護的河段還有較大差距。庫區中下段部分河道尤其是灣道段，由于無工程或已建工程長度不足，存在著因蓄水或主流頂沖造成塌岸的雙重威脅，一旦塌方，附近群眾生命財產將遭受巨大損失。如位于左岸黃淤19斷面～黃淤20斷面之間的疙瘩澗段，該河段屬深水庫區，庫區高岸有疙瘩村及其53.33 hm2耕地、蘋果園、桃園等經濟林，高岸受蓄水風浪淘刷影響，坍塌嚴重，成為庫區塌岸的重災區之一，局部地段已威脅到高岸上的居民安全，《98可研》和《近期可研》分別在此處安排防浪工程建設370 m和546 m，由于工程長度不足，高崖坍塌仍在繼續發展，急需安排新的防浪工程，以保護疙瘩村650多口人、53.33 hm2耕地的安全。

2.3 水庫水位驟降引起的工程問題

每年汛期初始，根據汛情和上游來水情況，三門峽水庫要敞泄排沙清庫容，三門峽水庫調水調沙的運用方式導致庫區水位驟降，水位驟降后，積聚在工程后土體中的大量飽和水急需外排，易造成工程出險、高岸坍塌。如2011年7月4日8時，黃河三門峽水庫開始調水調沙，按照3 190 m3/s控泄，7月5日4時增加到5 120 m3/s，7月5日11時庫區水位驟降至298 m以下，在短短24 h內，庫水位降幅近20 m，3.92億m3水庫蓄水即刻泄空。由于三門峽水庫泄水速度過快，河槽急劇刷深，加之壩后土體受水庫蓄水將近8個月長時間的浸泡，土體嚴重飽和，致使庫區多處工程出險；2013年，三門峽水庫調水調沙期間，因泄水速度過快，導致四灘河岸大面積坍塌，防浪工程及沿黃道路塌入河中，坍塌長度1 200 m，寬300 m，損失土地36 hm2，工程基礎長50余m懸空，上部距最近村民住宅已不足50 m，村民進村道路中斷。

目前，庫區的中下段塌灘、塌岸仍時有發生，嚴重威脅沿岸群眾的生命財產安全。

3 解決對策

根據潼三段河道特性和現狀存在問題，應繼續對潼三段進行治理，繼續完善上段河道整治工程、中下段防沖防浪工程建設，并優先安排塌岸嚴重的地段，充分發揮已建工程的作用，以最小的工程規模，保護高岸上的村莊、耕地、揚水站等人民生命財產安全。

3.1 建設河道整治工程

潼三上段河道特性明顯，塌岸的主要原因是控制河勢的能力較差，河勢上提下挫、游蕩不定，變化較大，導致兩岸坍塌嚴重，宜采取控導工程型式，以達到穩定、歸順河勢的目的。對該段進行工程平面布置時，應充分利用已有工程及河道特性，如工程長度較長、根基牢固、長期靠流等；對于經常脫流、基礎差、單一散亂的工程，經分析，選擇適中位置改造后利用。在確定工程長度時，應考慮來流變化導致河水流勢上提下挫的幅度，以及控制河灣演變等因素。

根據設計治導線，每處工程布置時一般分成上段迎流段、中段導流段、下段送流段，應充分利用現有工程布局，在已建工程的基礎上增加就岸維護工程，完善現有工程布局。繼續修建以丁壩、垛、護岸等控導工程型式相結合的整治工程，丁壩、垛、護岸均由土壩體、護坡和護根三部分組成，土壩體一般用壤土填筑，護坡是為保護土壩體而修筑，一般用防沖材料將可能被淘刷的邊坡裹護起來，護坡采用散拋石裹護，為保證護坡穩定，根據施工條件不同，護坡裹護體前放置散拋石與鉛絲籠石相結合的根石護腳。

3.2 建設防沖防浪工程

三門峽庫區中下段特性復雜，包括回水變動段和庫區段。根據近年河勢情況，在塌灘、塌岸嚴重的地段布設防沖防浪工程，目的是抵御汛期主流頂沖庫岸、淘刷岸基，以及防治庫周高岸坍塌。針對不同的坍塌原因，宜采取不同的治理方案：對以水流沖刷為主的岸段，采用防沖工程，用砌石或拋石護岸防治塌岸；對僅是風浪淘刷發生的塌岸，采取砌石護坡或擋土墻護坡，即防浪工程；兩種原因導致的塌岸岸段，采用雙防工程（上部防浪、下部防沖）進行防護。

在受水流頂沖強烈、庫岸沖刷嚴重的地段布置防沖工程，防沖工程類別、結構型式與河道整治工程相同。

在地勢陡峭、土質不好、受蓄水風浪淘刷嚴重的地段布置防浪工程。防浪工程結構關鍵在護坡，護坡材料選取應充分考慮堅固耐久、取材方便、便于施工和維護，既能滿足水流沖刷和自身穩定，同時也能美化環境、增加堤岸美觀性和自然性，滿足防洪工程對景觀效果及生態系統構建的要求。

格賓護墊是將低碳鋼絲經機器編織而成的雙絞合六邊形金屬網格組成的工程構件，在構件中填充塊石或卵石形成抗沖刷能力強、自透水性、整體性強、抗波浪能力強、技術成熟、施工簡便的柔性沖刷防護結構。格賓護墊護坡屬柔性護坡，多孔洞結構生態好，可適應不均勻變形，抗沖刷能力強，因此，推薦采用格賓護墊護坡方案。護坡結構自外而內依次是格賓護墊、碎石墊層和土工布。

4 結論

工程建設應以河道整治工程和防沖防浪工程的新建、續建為重點，針對由于河勢改變而形成的新出險點和塌岸，建設新的防護工程。通過工程建設，進一步控制庫區上段的河勢變化，減少已建工程脫流、灘岸坍塌等不利影響，同時避免庫區中下段由于波浪沖擊岸壁引起的塌村、塌地和塌揚水站等損失，保護人民生命財產安全。整個工程的建設具有護村、護岸、護灘、保護抽水站和工礦企業、水利交通基礎設施等綜合效益，應盡快實施。