黄河调水调沙对郓城河段的影响及对策

2011-04-24 02:25闫长安
山东水利 2011年4期
关键词:险工河势调水

闫长安

(郓城黄河河务局,山东 郓城 274700)

黄河自开始调水调沙以来,其来水来沙情况有了很大变化,对郓城河段产生了很大的影响,主要表现为主河槽刷深,过流能力加大;河势较调水调沙前变化明显;河道工程根石走失严重、新修工程险情不断等。这给今后的黄河治理提出了新的要求,必须逐步解决出现的新情况、新问题,以适应新的治黄需要。

1 黄河郓城段基本情况

1.1 防洪工程概况

黄河郓城段现有设防大堤28.075km,起止桩号为285+000~313+075;共有险工3处,控导1处,坝岸85道、垛11个,工程总长度 10.937km,裹护总长度9.374km。其中苏阁险工26道坝岸,工程长度2950m,裹护长度2351m;杨集险工27道坝岸,工程长度3550m,裹护长度2351m;伟庄险工19道坝、6个垛,工程长度3127m,裹护长度3296m;杨集上延工程13道坝、5个垛,工程长度1310m,裹护长度1376m。防洪工程日常承担着黄河水的导流、削能作用,汛期防御可能出现的大洪水,保障行洪安全。

1.2 河道概况

郓城现行河道是1855年从河南省兰考县铜瓦厢(今兰考县东坝头以西)决口改道北流后逐渐形成的,呈西南东北走向,上接鄄城下至梁山,河道长34km,流经张集、李集、黄集3乡,两堤之间最宽9km,最窄5.9km,河道纵比降为1/7000,横比降为1/2000,流域面积183.9km2,设计泄洪能力为花园口站22000m3/s,河道属过渡性河段。黄河调水调沙近10年来,河槽刷深明显,靠近工程河段更为突出。

1.3 滩区概况

郓城县共有徐码头、罗楼、四杰黄河滩区3处,面积3453.33hm2,其中耕地面积2506.67hm2,共涉及张集、李集、黄集沿黄3乡。涉及行政村庄43个,人口4.5万人;当地群众进行小麦、花生、大豆玉米等的播种与收割,年产值约7600多万元。在黄河未调水调沙前,滩区在黄河水流量2800m3/s时就大部分进水,农作物受淹;到2010年黄河水流量4510m3/s(孙口水文站)不漫滩,农作物获收,因此黄河调水调沙对当地农业生产帮助很大,经济效益可观。

2 黄河调水调沙的影响

2.1 黄河水情

1990年以来,黄河下游来水来沙条件不利,漫滩洪水次数减少,主槽淤积加剧,郓城段黄河河道淤积抬高加快,年均抬高0.12m。河道平槽流量由70年代初期的6000m3/s减少到调水调沙前的2800m3/s左右,造成了“小洪水、高水位、大漫滩”的不利局面,防汛压力较大,防汛任务非常艰巨。

小浪底水库自2002年开始首次调水调沙试验以来,每年都进行调水调沙,至2007年有了明显效果。根据输沙法计算,前5次(2002—2006年)调水调沙期间,高村至利津河段共冲刷0.913亿t,其中高村至孙口冲刷0.172亿t,占冲刷总量的18.8%(郓城河道位于此河段内),河道冲刷效果明显,同流量水位不断下降,在高村站1600m3/s流量下,2010年汛前水位与2002年汛前水位相比苏阁下降1.92m,杨集下降1.92m,伟庄下降1.87m,详见表1。2010年黄河调水调沙孙口站最大流量为4510m3/s,郓城县3处滩区均未漫滩。

表1 2002-2010年调水调沙最大流量级水位比较表

从表1不难看出,随黄河调水调沙工作的深入,郓城段黄河河床下切明显,同流量水位表现逐年降低,呈现了主河槽过流逐年增加的良好局面。

2.2 河势变化

自2002年调水调沙工作开展以来,苏阁险工小水、中常洪水均出现了河势上提趋势,其主溜由13~15坝上提至了11~12坝,并有逐步上提趋势;杨集上延工程则呈现了小水河势逐年上提,大水逐年下滑的局面,此段河势极不稳定的上提下挫,给上延工程的防守增加了难度;2010年调水调沙期间郓城县4处工程中苏阁险工靠溜坝号在10~19坝,主溜保持在11~12坝之间;杨集上延工程靠溜坝号在-4垛~13坝,当大河流量在4000m3/s以下,主溜在-1垛~5坝之间摆动,以上部工程为主;当大河流超过4000m3/s时,主溜下滑7~10坝。杨集险工靠溜坝号在7~16坝之间,主溜由10坝下滑11~12坝;伟庄险工靠溜坝号在-3垛~3坝之间,主溜由-2坝下滑到1坝。随着调水调沙工作的深入,该河段的河势、工程还会出现新的情况,给抗洪抢险增加难度。

2.3 工程出险

调水调沙期间,郓城县所辖部分险工、控导工程出现根石不足、坦石坍塌险情。截止2011年3月底,河道工程2处61道坝岸出险165次,抢险共动用石料 57756.40m3,土方 31435.34m3,柳料 417.79 万 kg,铅丝56030kg,用工29858个,其中杨集上延工程系2002年完成修做的新工程,出险最多、最大、险情最恶劣,占出险总数的95%。经分析,出险原因主要:一是杨集上延工程系新建工程,基础比较薄弱。二是河势出现变化,主溜下滑。在历次洪水过程中,工程多数坝岸靠溜,具体靠溜坝号为-4垛~13#坝,靠主溜坝号为-1垛~3坝、9~10#坝,靠边溜坝号为4~8坝、11~13#坝,靠回溜坝号为-2垛~-3垛。三是调水调沙洪水特点是流速大、传播快、水位低、冲刷力强,极易引发河势变化,造成工程出险。四是杨集上延工程河床呈层沙结构,抗冲刷能力差,极易出险。

2.4 平滩流量

2003年以来由于黄河调水调沙效果的显现,3处滩区未出现漫滩现象。经定量分析,结合本河段实际观测情况,取本河段断面的河宽,估算河底与河岸平均高差,可以推算出苏阁站、杨集站、伟庄站的流量,再根据各站实测水位高程,与3处滩区的滩唇高程比较,得出滩面出水高度,结合近年来水位流量变化情况,大河流量在4000m3/s以下时,流量每增加1000m3/s,水位增加0.8m。由此可以预估郓城县所辖3处滩区的平滩流量详见表2。

表2 2002-2010年滩区平滩流量推算表 m3/s

3 建议对策

3.1 落实调水调沙及抢险经费

黄河自开展调水调沙工作以来,每年在调水调沙前都要作大量的准备工作,而这些工作开支没有经费保障,主要靠基层单位东拼西凑维持调水调沙工作的开展,长期下去,不能保证调水调沙工作的正常进行;2006年河务部门进行改革,至今再无专项抢险经费,基层单位抢险经费缺口很大,防汛抗洪十分被动。因此建议上级落实日常经费及抢险专项经费,并按不同河段出险概率落实养护和抢险经费。

3.2 制订切实可行抢险预案

以责任制为中心制订切实可行的抢险预案。对每年调水调沙后的各工程运行情况要及时普查,使第一手资料翔实可靠,在此基础上对可能发生的险情从组织领导、精选人员、技术保障、物资供应等方面做好预筹,一旦出现险情,能够迅速、准确到达现场,高效、完美地抢护险情,确保工程安全。

3.3 加强对河道工程观测

按照预案对工程进行查险,重点落实班坝责任制;在每年的调水调沙过程中要做到及时发现险情。尤其是对新修工程更要作为查险的重中之重,每年都派足够的政治素质高、业务素质强的人员巡查。除了上述查险不放松外,还要有成熟的技术措施作保障,以确保出险后能尽快战胜险情。

3.4 尽快对缺根石坝岸加固

由于多年的黄河调水调沙冲刷河床,造成河床下切。经多次探测发现,郓城黄河河道工程已有51道坝根石严重不足,占总数的53%,其水下部分根石坡度已为 1∶1.0,远低于 1∶1.5的坦、根石坡度标准,按新标准计算需36500m3石料,建议上级落实经费,尽快对缺石坝岸进行汛前抛石护根,确保工程安全运行。

3.5 加修工程

为改善苏阁、杨集上延河势上提的不利状况,稳定河势,苏阁险工上首应修建上延工程,避免滩地继续坍塌后退;改建上延5个垛为坝,增加迎溜能力,顺畅送溜,以免洪水超工程后路。

为使主溜在杨集险工8~14坝弯道送出后,溜势稳定,应接长15坝、16坝至黄委治导线,再在16坝下修桩基坝,10道坝垛,按当地流量4000m3/s水位加高0.5m修座,使新修工程为一直线段且在黄委右岸治导线上,起到顺畅送溜、稳定河势的作用;改善杨集河段下游河势,保持下游工程河势稳定,实现黄委规划治导目标。

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