滦河下游河道流势分析与护岸工程措施

才永会 孙立宏

（新疆昌黎县水务局 新疆 昌黎 066600）

1 滦河下游河道概况

滦河发源于河北省北部山区，穿越燕山山脉以后，穿京山铁路桥进入下游昌黎县平原地带，成为昌黎县与滦县、滦南县、乐亭县的界河，最后通过干流河道宣泄注入渤海。滦河下游流经昌黎县河段长77km，在昌黎县境内的流域面积199.5km2，由于平原河段较短，其间没有蓄滞洪区，护村埝、防洪大堤和防洪小埝是主要防洪工程措施。

滦河下游平原河段地质区属河北拗陷冀东部分，地貌呈平原类型，由山前平原向东南逐步变为滦河三角洲平原，地面高程变化lm～20m，河道纵坡约为0.66‰，河漫滩由水流堆积作用形成，组成物质较为松散。

河道呈平原游荡性河道性状，自京山铁路桥以下逐渐变宽，比降减缓，遇中小洪水时，洪水挟沙量相对较小，对河岸冲刷力强，中泓在两岸间摆动频繁，间隔性地给左岸昌黎县段造成了南石各庄、赤崖等多处险段，在各险段，已逐年修建了护岸丁坝组，对控制中小流量洪水起到了一定的作用。

2 洪水特性

滦河洪水由暴雨形成，一般发生在7月、8月，地区分布不均匀，主要来自燕山南麓的暴雨区。由于流域暴雨历时短（一次暴雨历时一般1d～3 d）强度大，以及上游山区地面坡度陡、汇流快，因此下游洪水具有峰高、量大、势猛的特点，一般洪水为3d～4d，洪水的年际变化悬殊，与降雨连丰连枯变化一致，大洪水有时也连续发生。

滦河流域据实测资料统计，在1958年、1959年、1962年、1964年、1954年及 1994等年较大洪水中，主要来自潘家口以上的仅1958年，其最大6 d洪量约占滦县站同期洪量的65%，其余年份均主要来自潘家口以下区间，其最大6 d洪量占滦县站同期洪量的59%～84%。

以滦县水文站1929年～2004年洪峰流量资料分析，滦河全流域性最大洪水年份为1962年，滦县水文站实测洪峰流量达34000m3/s，另外1949年25200m3/s洪峰超过大堤标准（25000m3/s）。超过护村埝设计标准（10000m3/s）的洪峰有6次，均发生在1964年以前，超过小捻设计标准（5000m3/s）的洪峰有21次，集中发生在1955年～1969年的共有7次，近年发生的有1984年8850m3/s，1994年6600m3/s，1995年 6600m3/s。

上游潘家口、大黑汀、桃林口等水库工程建成后，使滦河下游50年一遇以下洪水组合得到了调整，较小洪水消除洪峰，中小洪水峰值也大幅度削减，这些调蓄工程对滦河下游洪水产生的作用可归结为：一是来水量来砂量明显降低，中小洪水发生频率增多；二是洪峰流量降低，洪水历时增长。

3 河床地质分析

滦河平原河道大部分河段河漫滩宽阔，局部有人工林，河道内有沙洲。河滩地为薪积土，粗砂质沉积物，无土壤发育过程，部分地方生有稀疏杂草。主河槽及岸边分布风沙土，母质为滦河砂质沉积物，在风力作用下，搬运堆积成起伏沙丘带，质地较粗，多生长灌木或落叶乔木。

京山铁路桥出山口为滦河水流扩散区域，河床堆积物向下游粒径逐渐减小，河床表层则多白粉细砂构成，在出山口堆积扇扇顶处组成为单一的卵砾石层，厚约20m～30m，覆盖范围京山铁路桥一西庄，到闰庄地区松散层加厚，期间坎上村地质勘察揭露地层为滦河中、晚期冲洪积而成的粉土、粉细砂及卵石等冲洪积物组成，地层分布情况：0m～2.7m 为粉土，2.7m～6.5m 为粉细砂，6.5m～13.5m 为砂卵石，13.5m～22m 为粉质粘土，22m～0m（未揭穿）为砂卵石层。

下游在赤崖河段，河床裸露有宽度近500m的含有姜石猴的粘土，这是滦河下游左岸唯一特殊的地质条件。

南石各庄以下河段，河床均为细砂及粉细砂，经对河床细沙取样，其D90=0.4mm，D50=0.2mm，D10=0.1mm。砂层天然含水量自表层向深层呈增加趋势，变化范围16.5%～26.2%之间，各层干容重 1.48 g/cm3～1.75g/cm3。砂层抗剪强度由表层向深层逐渐增加，c=8 kPa～27kPa；Φ=27°~36.5°。渗透系数由表层向深层逐渐减小，表层可达8.9l×l0-3cm/s，而深层仅3.28×10-6cm/s。

4 河道流势分析

由于河床由细砂组成，抗冲刷能力很差，河床有明显冲淤变化，中泓摇摆不定，河道具有大水走直，水小走弯的特点。中小流量洪水基本从深槽下泄，主流蜿蜒曲折，绝大部分河床主槽处于半槽水情况，在不断的冲淤变化中，主河槽在左右堤埝间呈“之”字形摆动，左右岸险段此消彼长交替变换。遇大流量洪水，洪水不漫埝顶，对河槽具有调直作用。

将滦河下游游荡性河道分为三段：上段京山铁路桥至蔡各庄段，中段蔡各庄至渤河寨段，下段从渤河寨至入海口段。

上段河流长度约15km，为典型的山前区河段，主流受地形影响较大，全部集中在右岸，历史记载该段河岸曾发生两次改道，但在修建京山铁路桥时，天然的河道节点——独石山被炸毁，故主流改变的可能性已经很小，形成了左淤右冲的趋势。目前左岸堤埝与主河槽之间已形成大面积河滩耕地，而主河槽均为沙滩。

中段长34km，为典型的游荡性河道。特征表现为河道宽浅散乱，河床与河岸的稳定性均较差，主流较为顺直但摆动频繁，局部冲淤变化剧烈，主流一般具有大水趋直，小水坐弯的特点，中小水坐弯时滩岸影响较大。在中小洪水情况下，水流受滩地影响，在两岸间摆动，间隔性地给左岸造成小史家口、苟家套、马庄子、西赵庄、小营等险段。水流经马踏店沙坝后，在沙坝下游形成大面积淤地，水流自西东向折为南偏东，随着右岸沙滩的不断发育，给下游冯庄、欧坨造成了险情。欧坨下游水流拐向对岸后再折回，对渤河寨加大了冲刷，造成险情。

下段长26km，河段较顺直。赤崖段地质土层表现为含有姜石猴的粘土，抗冲刷能力强，主流靠近右岸。下游右岸西关、石各庄向河心凸出，河滩大而且有林木保护，故造成左岸南石各庄险情加重，以下东石各庄至少佛林一带滩地发育较大，主流靠近右岸，河槽拉深，水流自姜各庄公路桥以下开始左偏，造成左岸冲刷，另外加之左岸多为河滩耕地，右岸多杂草树木，使得左岸糙率低，流速大，经1994年～1996年洪水后，水流动力轴线左偏，最终在左岸拗榆树一马良子段形成深槽弯道。

5 滦河左岸护岸丁坝

近年汛期滦河持续中小流量行洪，洪水位于主河槽内，堤埝抗御和宣泄洪水的作用近几年没有发挥作用，而护岸丁坝对岸滩起到了巨大的保护作用。

为巩固河岸线和保护堤防，有效的改变水流结构，使河岸发生有利的变化，依据“守点顾线“的原则，昌黎县在滦河左岸各险段修建了护岸丁坝。依据丁坝结构形式，丁坝大致可分为抛石丁坝，砼导流排和土工布丁坝三种形式，各种丁坝多布置成下挑式，坝轴线与水流向夹角65°～85°。

5.1 抛石丁坝

由于昌黎县北部山区块石产量较大，所以抛石坝全部有块石筑成。坝头采用8#铅丝编制铅丝笼，内装直径不小于25cm的块石构成，丁坝嵌入岸滩部分称为坝根，坝身及坝根由堆石筑成，表层干砌。坝身与坝头的长度之和称为丁坝的有效长度。

丁坝的横断面均为梯形，坝顶宽2m，两侧边坡1∶2，坝头向河心坡降1∶2。鉴于滦河中小流量洪水对河岸冲蚀作用大的特点，以平滩流量相应水位作为丁坝设计高程标准，即坝头顶部高程。为了促使水流集中于整沿线范围内，并使被整治河段的横断面面积随水位涨落均匀变化，丁坝具有从河岸向河心的纵向坡降，同时考虑到丁坝应在不同水位下都起作用，而又不致使河槽过分束窄，故将丁坝纵向坡度做成两个：有效长度超过45m的丁坝，有效长度内坝体向河心降低1m，坝根向河心降0.5m；有效长度小于45米的丁坝，有效长度内坝体向河心降低0.5m，坝根向河心降0.5m。为防止水流绕坝根冲刷河岸，坝根一般伸入岸滩长6m～8m，坝根上、下游采用干砌石护岸坡，长度均为10m。

由于抛石坝施工简单，可适应各种施工环境，所以昌黎县65km的河岸线各险段建抛石坝较多。但由于单个丁坝易折易毁，所以各险段均连续布置几道，形成丁坝组，共同起护岸作用。各丁坝间距依据经验公式而定

式中，L——上一条丁坝的有效长度；

a——丁坝轴线与水流方向夹角。

昌黎县抛石丁坝护岸始于上世纪60年代，据多年的护岸效果观察分析，其发挥的作用很是显著的。以靖安段为例，70年代中期所修建的丁坝组，目前坝田已经均被淤满，淤积高度略低于坝顶，使该段河床发生了有利的变化，拓宽了河滩地，河岸线得到了很好的固定，1997年汛前在欧坨险段修7丁坝形成一个丁坝组，经1997年洪水检验，护岸效果较好，坝田出现局部淤积，达到了预期目的。

5.2 砼导流排

砼导流排是传统的透水建筑物与现代砼的结构物。它以砼桩为支架，由横梁连接成骨架，在枯水位以上镶挡水板形成透水网格，对水流能导、能透，既起到消能、缓流、稳流作用，又可使透过坝体的水流与导出去的主流在丁坝后产生的水流相抵消，形成静水区，达到增加河床糙率，调整河床，平顺水流的目的，同时避免了不透水的丁坝上游壅水产生的坝后淘刷，从而起到控制河势摆动，保护河岸局部区域的作用。

砼导流排末端与河岸相连，另一端伸向河槽，坝体垂直河流布置，透水率在30%～35%之间，坝顶高程略高于河滩地。桩基础入土深度取决于桩身所受的荷载和桩周围与其端部的抗力平衡要求，河槽段桩基础入土深度采用在稳定冲刷深度以下。

上世纪70年代末期，昌黎县水务局在滦河左岸南新庄险段修建了砼导流排，为起到更好的护岸作用，在该险段连续修建了四道，构成了丁坝组，坝体间距为坝长的2.5倍。经多年滦河洪峰携带泥沙的淤积，目前坝田已全被淤满，经过多年巩固，该处淤出的河滩地已被固定，而且对险工段上、下游河道皆无影响。事实证明，砼导流排河岸线的整治作用很突出，起到了较好的护岸效果。

5.3 土工布丁坝

土工布具有强度大，柔性好的有点，广泛应用于滦河护岸工程，昌黎县在滦河左岸西赵庄、冯庄、北石等险段均修建了土工布丁坝。

坝体全采用土工布包砂，坝体及四周设置砼压载块，坝根嵌入岸坡，坝顶高程与河滩地齐平，坝体断面形式及丁坝组的布置与抛石坝相同。

昌黎县西赵庄险段，河滩地较开阔，枯水期呈现干滩，适合于土工布丁坝施工，1997年汛前，昌黎县水务局在该处修建了6道土工布丁坝，形成了丁坝组，经1997汛期洪水检验，其护岸效果较好，坝田出现了大面积淤积，该险段的坍塌河滩地现象得以有效控制，河岸线得以固定。同时，丁坝基本未出现毁坏情况，解决了抛石丁坝易折易塌的问题。

6 结语

针对昌黎县滦河下游游荡型河道流势，左岸昌黎县河段护岸工程措施主要是以上三种丁坝形式，各坝型各有优点，其护岸效果较理想，针对各坝型的施工特点及各险段的实际情况，应采取不同的护岸措施，以达到最好的护岸效果。陕西水利

[1]人民交通出版社,《平原航道整治》.

[2]李西平,《井柱网格透水丁坝技术》,水利水电技术,1997年第2期.

[3]滦河工程管理局,《“96.8”滦河下游洪水调查》.