浅谈黄河下游二级悬河的形成及治理措施.doc

浅谈黄河下游二级悬河的形成及治理措施.doc浅谈黄河下游二级悬河的形成及治理措施|第1

提要:黄河水沙不平衡,水少沙多,含沙量高,河道淤积严重,滩地横比降大;控导工程及生产堤的修建限制了河道摆动范围、减少了滩地淤积,加剧了滩地横比降的发展,黄河下游部分河段出现了“二级”悬河不断加剧的严峻局面。现有河床边界条件下,滩槽水沙交换大幅度减弱,滩地淤积强度降低,单纯依靠自然力量改善下游“滩唇高仰、堤跟低洼”的局面十分困难。特别是随着下游洪水机遇的减小,洪水漫滩机会更少;即使发生大漫滩洪水,由于滩区阻水建筑物较多,难以形成滩区上下游贯通性的流动,入滩水量也仅仅相当于大约一倍的淹没体积,入滩沙量很小,难以造成滩地的大量淤积。只有采取人工放淤的措施,才可能从根本上解决“二级”悬河问题,以确保下游堤防不发生冲决。
关键词:黄河下游二级悬河滩地横比降人工放淤
1、黄河下游河道天然条件下滩地横比降加大
具有复式横断面的冲积性河流均具有滩地横比降
冲积性河流一般具有复式横断面的特点,复式断面由滩地和主槽组成,滩地水流条件较弱,每遇漫滩洪水,滩地发生淤积;同时,由于漫水机率和漫滩水流含沙量的不同,近主槽附近的滩地要比远离主槽的滩地淤积厚度偏大,从而在近主槽附近的滩地上形成自然堤(俗称滩唇),致使滩地具有一定程度的横比降。天然条件下,河道横比降在中小漫滩洪水期增大,大漫滩洪水后明显减小,长时期变化不大。
黄河下游河道天然条件下滩地横比降较大
黄河下游河道由滩地和河槽组成,具有典型的复式横断面形态。由于河槽的游荡摆动,我们俗称的中水河槽又可以划分为主槽和嫩滩。主槽是排洪输沙的主体,嫩滩是在主槽游荡过程中所形成的低滩(包括边滩和心滩),滩地横比降不明显;嫩滩因植被稀少、河床阻力小,也具有较大的排洪输沙能力。下游滩区由于宽度较大、漫滩水流含沙量高,滩地横比降大。特别是夹河滩至孙口河段部分断面滩地横比降可达到万分之五以上,为河道纵比降的3倍甚至更大。滩地横比降较大,使得河槽更易于发生大范围的游荡和摆动。
2、黄河下游河道滩地横比降变化特点
中小漫滩洪水期滩地横比降增大,增加了洪水期堤防冲决的可能
黄河下游河道处于强烈的淤积抬升状态,中小洪水和枯水期淤积主要发生在中水河槽里,滩唇附近淤积厚度也较大,而远离主槽的滩地因水流条件较弱,滩槽水沙交换作用不强,淤积厚度较小,致使滩地横比降增大。自1958年汛后至1982年汛后滩唇附近淤积抬升约1m,特别是原河槽中的嫩滩部分淤高近2m,而堤河附近淤积很少,滩面横比降由1958年汛后的3%00增大为1982年汛后的6%00。当河槽淤积达到一定程度后,由于河岸边界约束不强,随着溜势的改变极易造成河槽大幅度摆动,形成“横河”、“斜河”甚至“滚河”,直接威胁堤防安全。尤其是遭遇较大洪水的条件下,主流顶冲大堤、在堤河低洼地带顺堤行洪,极易造成堤防的冲决。
大漫滩洪水期滩地横比降减小,淤滩刷槽使得滩槽趋于同步抬升
天然条件下,尽管大漫滩洪水滩地过流、顺堤行洪,给下游防洪造成极大的困难。但从河床演变的角度来看,河槽的游荡摆动和大漫滩洪水期顺堤行洪,使得泥沙淤积在横断面上分布较为均匀,遏制了滩地横比降的发展。尤其是堤河低洼地带在漫滩洪水期间由于过流量大,滩槽水沙交换频繁,能够发生大量淤积、淤积厚度较大,有效减小了滩地横比降。另外,滩槽同步淤积,