梁建秀
(山西省汾河中下游水务管理局,山西 太原 030002)
汾河是黄河第二大支流,也是山西省最大的河流,发源于宁武县管涔山,流经山西省6个地市、34个县市,于万荣县庙前村附近汇入黄河,全长716 km。汾河在万荣县汾河下游入黄口处与黄河交汇数十公里,形成大面积滩地。
汾河河道整治始于20世纪70年代,主要以防洪和开发滩涂、扩大耕地面积为目标,裁弯取直,缩窄河道。由于缺乏科学规划和统一标准,工程建设质量差、标准低。修建的堤防断断续续、宽窄不一、凹凸不平,堤距最窄处仅有157 m,最宽处达1 700 m,没有形成完整的河道堤防体系。
20世纪80年代,河道整治按20年一遇的防洪标准设计,突出了对中水河槽的整治规划。规划的治导线以河道现状为基础,根据各段河道的形态和平面演变情况进行逐步调整和理顺河势。对河槽摆动频繁的河段,按微弯的弯曲型河道进行整治,集中在弯道凹岸布置工程,控制河势。堤防工程主要是控制堤线平顺和保证堤防间距一般不小于300 m。
20世纪90年代,主要按农村段达到20年一遇、县城段达到50年一遇的防洪标准设计。治理工程以“固堤、疏浚、通路、绿化”的综合治理为目标,治理范围上起太原上兰村,下至万荣县西范,总长511 km。对于万荣西范以下入黄段的治理要求结合黄河整治统一考虑。
汾河从上游河津县西梁村进入万荣县,至庙前汇入黄河,境内河长29 km。境内汾河河道左岸为土山崖,右岸为河滩地。滩地内均为农田,田内布置有水井及管灌设施。河道纵坡0.45‰,河道右岸有8 km土质堤防,堤防上游与河津段堤防相连,下游至西孙石结束,堤防平均高度1.3~3.8 m,沙化现象严重,建有堤防段河道平均宽度300~400 m,河道过流断面基本呈单复式断面,主槽基本靠左岸,平均宽度30~40 m。右岸滩地内由于修建堤防时取土导致堤脚处地势较低(形成槽),右堤堤顶比右滩滩面高出近2 m。
从西范开始河道右岸不再建有堤防,在汾河与黄河交汇处形成大面积的滩地。西范至南百祥河段右岸滩地内分散地分布有上百间民房,农忙时有村民居住。河道河势基本顺直,有个别比较大的弯道。河道右滩内有东西及南北向道路,路宽3~4 m,沿路两旁大都种有树木,滩地内有成片树林4~5处,约1.3 hm2。
汾河入黄口存在的主要问题是黄河东倒夺汾,黄河洪水顶托倒灌汾河,造成汾河下游行洪受阻,河道大量淤积,致使汾河下游河津、万荣等县遭受严重的洪涝灾害。
黄河从禹门口由不足百米的峡谷骤然扩宽到数公里,河床比降由0.57‰降到0.47‰,该段河床宽浅,水流散乱多变,主槽迁徙不定,为堆积游荡性河道。
从1968年5月到2000年10月,汾河入黄口黄河段淤积严重,平均河床高程由357.1 m抬高到359.77 m,淤积高度达2.67 m,平均每年淤高0.081 m。
由于黄河河床抬高,影响汾河入黄,从20世纪50年代开始,黄河开始东倒夺汾,1963年8月和1964年8月,黄河洪峰流量分别为6 622 m3/s和17 300 m3/s,汾河入黄位置上提至河津湖潮一带。1964年洪水倒灌到河津马家附近,倒灌7.5 km,汾河河口淤高2.06 m,河津西湖潮连伯滩、城关、吴家关、南关、东黄等7个村庄迁移。由于黄河倒灌汾河,河津县城于1964年被迫搬迁。
汾河下游堤防是保证沿岸城镇村庄、厂矿企业及农田防洪安全的屏障,从万荣西范—庙前的汾河入黄口段是汾河防洪的重要河段,该段汾河岸边有西范泵站,设计灌溉面积1万hm2。根据《防洪标准》,按人口及保护耕地,防洪标准按20年一遇设计,洪峰流量为1 750 m3/s。
5.2.1 整治中水河槽
中水河槽整治的参数是确定汾河下游堤距的重要依据,也是洪水堤防整治建设的基础。参照运城水利设计院对汾河下游治理规划的成果,并结合其他相似河流的治理经验确定中水河槽整治参数为:造床流量 400~500 m3/s、整治河槽宽度 100~115 m,弯道半径一般控制在300~800 m。
5.2.2 堤距的确定
根据下游段河道主槽的摆幅,依据中水河槽整治的宽度以及20年一遇设计洪峰流量1 750 m3/s的河道泄洪能力,堤距控制在450~550 m。
5.2.3 堤线布置
西范—庙前段汾河长20余km,是黄河东倒夺汾的重点地段,根据堤距及地形条件,堤线选用单堤线布置形式:河道左岸利用黄土塬陡崖作为一侧堤防,河道右岸与原堤防相接修筑另一侧堤防,经平面布置,入黄段堤线全长19.6 km。
5.2.4 堤顶高程的确定
堤顶高程为设计洪水位加堤顶超高。堤顶超高由波浪爬高、风壅增水高度和安全加高三部分构成。经计算,堤顶超高取1.90 m,堤防高度计算值为3.58~5.41 m。根据堤防地处黄河滩与汾河滩的实际情况,堤防取值按两种情况确定,计算堤防高度值小于5 m的,按5 m设计,大于5 m的,按计算值设计。
5.2.5 建丁坝设计
为保护河岸不受来流直接冲蚀而产生淘刷破坏,在汾河内侧主槽顶冲堤防的弯道处布置丁坝;为防止黄河洪水冲刷堤防,需对堤防外坡进行防护,防护段长3.3 km,砌护方式为干砌石,厚1.0 m,并每隔90 m建一座丁坝,共33座。
为了保证土堤的防洪安全,在确保规划要求的行洪宽度内,沿大堤两侧各10 m的范围内植树造林,利用护堤林带的缓流作用和抗冲性能来达到护堤的目的。绿化树种以杨、柳树为主。间排距4.0 m,大堤内、外侧各种植3排,堤顶两侧各种植一排。
经过多次规划及集中整治,汾河河道的防洪能力达到了20年一遇的设计标准,真正做到既能防洪减灾,遏制黄河东倒夺汾的态势,又能产生一定的经济和社会效益,有利于社会经济发展和生态环境的改善。