砂性土质行洪河道治理略议

陈得阳 陈 艳

安徽省宿州市北部地区历史上长期受黄河泛滥影响，多为砂性土质，易冲易淤，本文以埇桥区闫河治理工程为例，分析其治理经验与教训，为类似河道治理提供参考。

一、基本情况

闫河发源于江苏省徐州市境内废黄河南岸的六铺水库，沿途经过潘塘、刘塘、官庄等村镇，于宿州市杨庄乡林庄村北部进入安徽境内，河道全长25.15km，流域面积138.4km2，其中安徽省境内现状全长11.35km，流域面积56.4km2。2006年，按照5年一遇除涝、20年一遇防洪的标准对闫河进行治理，建设内容包括河道疏浚、节制闸重建（闫庄闸）、桥涵配套等。河道坡降约1/5000，河底宽度10～20m，边坡1∶2.5，滩地宽度5～10m。闫庄闸规模3 孔4m，5年一遇除涝流量96.0m3/s，相应水位27.38m/27.23m；20年一遇排洪流量165.0m3/s，相应水位29.60m/29.50m。正常蓄水位27.30m/24.50m，下游的节制建筑物为奎河的马元闸，距离20.86km。闸下河底高程23.23m，水深1.27m，正常年份还要低于这个数值。

二、存在问题

工程完工后，汛期来临，闫河下游河段闫庄闸下游海漫、护坡被水冲毁，河岸也冲刷严重，对闸下进行恢复、加固，之后闸下再次冲毁，河滩进一步冲刷。2016年，闫庄闸再次加固，延长下游铺盖长度，增加防冲措施，但是铺盖以下河岸又被淘蚀。截至目前，呈现出蜿蜒型河道特点，河线弯弯曲曲，一侧冲刷一侧淤积，凹岸冲刷，滩地日益后退，凸岸造地，滩地渐次增加，百姓已在上面耕种。这种演变会继续发展，凹岸滩地冲刷严重，大水淘蚀堤防崩决，将会造成严重灾害。

三、原因分析

河流创造河床，适应河床，改造河床；河床改变水流，适应水流，受水流的改造。河流的冲刷、淤积，归根到底，是由水、土二相性所致，水力、土力两者此消彼长的过程，是河流冲刷、淤积的决定因素。因此，对于闫河的冲刷、淤积问题，需要从水、土两个方面进行分析。

1.水的因素

上游江苏省徐州市境内河道的排水标准较下游高，形成了同一条河道排水能力上大下小的局面；另一方面，为蓄水灌溉，上游开挖了多条东西向串通大沟，串通了奎河、琅溪河、闫河、清溪河、看溪河等，打乱了水系，加大了下游的洪涝压力。上游的水量、水位条件均发生变化，表现为水力加强，形成冲刷、淤积，这是河流创造河床、适应河床、改造河床的过程。在这个演进过程中，河道弯曲程度不断增加，河道长度不断加大，这是河床改变水流、适应水流、受水流的改造的过程。究其根本，是水土二相性自适应过程。

2.土的因素

在河道深度范围内，自上而下分布三个土层：①层，轻粉质砂壤土，凝聚力18kPa，内摩擦角25°，渗透系数5.9×10-5cm/s，平均厚度2.8m；②层，重粉质砂壤土，夹轻粉质壤土及轻粉质砂壤土薄层。凝聚力10kPa，内摩擦角20°，渗透系数3.6×10-5cm/s，平均厚度3.8m；③层轻粉质砂壤土，夹重粉质砂壤土薄层。凝聚力18kPa，内摩擦角22°，渗透系数6.0×10-5cm/s，平均厚度3.0m。经计算，不冲流速为0.9～1.0m/s，汛期实际流速远大于此。

可以看出，一方面上游来水量增加；另一方面，闫庄闸下水深不足，行洪时，闸上水位29.6m，闸下水位24.5m，落差5.1m，实际汛期行洪时，落差可能更大。闸下水深1.27m，上游洪水骤至，上下游落差较大，水高势急，下游水深太小，河道土质抗冲性较差，两者结合，形成冲刷。究其根本，水力胜于土力之故。闫河治理之前未有大量冲刷，原因可能是闸下1.2km 有一处堵坝，抬高了上游水位，另外河道经过多年运行，河岸形成自然稳定状态，也是原因之一。

四、解决办法

根据上述分析，闫河需要解决两个问题：一是解决闸下冲刷问题，二是恢复河道形态。“先治病、再恢复”，如果资金充裕，也可同步进行。

1.闸下冲刷

建议在下游增加节制，抬高闸下水位，以消杀水势。鉴于奎河的其他支流，包括邻近的孤山河、看溪河等也存在类似问题，可将闸址选在奎河本干凤山处，同时节制上游各支流水位。新闸距离闫庄闸7.2km，建成后，闫庄闸下水深可保持2m 以上，汛期可有效防止冲刷。治理闫河下游的支流月牙河即采用此种办法，效果很好。月牙河在闫庄闸下1.5km 处右岸汇入，与闫河类似，未治理之前，河道形态很好，治理之后，冲刷严重，堤防溃决。工程设计采用“中控下疏，以水治水”的治理理念，在中游建设节制闸，保持上游河道的经常性水深，下游改成平底河道，与闫河河底高程一致，闫河水量可以有效回溯至闸下，水深1m 左右，疏浚土方用于堤防重建，治理之后，效果很好，冲刷问题得到解决，河道形态趋于稳定。

2.河道形态

建议在两岸堤防不动的前提下，恢复中泓河线，重建滩地。对于形成河心滩的河段，采取“抽心裁弯”的办法，疏浚土方用于滩地重建；中泓宜深，但不低于奎河河底。通过上述措施，重构中泓—滩地—堤防布局。

五、结论

砂性土质河道位于黄泛区，由于黄河是地上河，两侧河道沿线坡降比较大，在宿州市境内，平均为1/5000。汛期时，来水势急，容易造成冲刷，宜多设节制，形成梯级控制，一方面可以层层消杀水势，保持水力和土力的平衡，另一方面可以使河道在非汛期时保持经常性水深，阻止芦苇生长。在断面布置上，河道宜深，边坡宜缓，河道深则河水深，边坡缓则河岸稳，深水区一泓碧水，浅水区水草丛生，从而形成良好的自然河道形态■