黄河下游滩区放淤及低洼地改造对河道的影响

第３５卷第１Ｏ期　２０１３年ｌＯ月　人民黄河　Ｖｏ１．３５．Ｎｏ．１０　ＹＥＬＬ０Ｗ　ＲＩＶＥＲ　Ｏｅｔ．．２０１３　【防洪减淤】　黄河下游滩区放淤及低洼地改造对河道的影响　李庆国　，靖　娟　，刘　娟　，吴默溪　（１．黄河勘测规划设计有限公司，河南郑州４５０００３；２．华北水利水电大学，河南郑州４５００１１）　摘要：介绍了黄河下游滩区放淤及背河低洼地改造模式及实施方案，利用实测资料和已有成果计算分析了引洪放淤和　机械放淤对下游河道的减淤效果。结果表明，滩区放淤及背河低洼地改造共能处理利用黄河泥沙２４．５２亿ｔ，能使下游　河槽减淤３１．９０亿一３８．５４亿ｔ。同时，挖河还能够增大河槽的过流能力，如果有针对性地选择卡口河段实施挖河，则对　增大主河槽过流能力的效果会更好。　关键词：滩区放淤；低洼地改造；河道减淤；黄河下游　文献标志码：Ａ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—１３７９．２０１３．１０．０２６　中图分类号：ＴＶ８５３；ＴＶ８８２．１　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｆｌｏｏｄｐｌａｉｎ　Ｗａｒｐｉｎｇ　ａｎｄ　Ｌｏｗｌａｎｄ　Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｏｎ　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｌｏｗｅｒ　Ｙｅｌｌｏｗ　Ｒｉｖｅｒ　ＬＩ　Ｑｉｎｇ—ｇｕｏ　，ＪＩＮＧ　Ｊｕａｎ　，ＬＩＵ　Ｊｕａｎ　，Ｗｕ　Ｍｏ—ｘｉ　（１．Ｙｅｌｌｏｗ　Ｒｉｖｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５０００３，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｎｏｒｔｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｉｒｃ　Ｐｏｗｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５００１　１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｓ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ｏｆ　ｌｆｏｏｄｐｌａｉｎ　ｗａｒｐｉｎｇ　ａｎｄ　ｌｏｗｌａｎｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｏｗｅｒ　Ｙｅｌｌｏｗ　Ｒｉｖｅｒ，ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｆｌｏｏｄ　ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ　ｗａｒｐｉｎｇ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｓｉｌｔｉｎｇ　ｏｎ　ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ　ｃｈａｎｎｅｌｓ　ｕｓｉｎｇ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｄａｔａ　ａｎｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｅｄｉｍｅｎｔ　ｄｉｓｐｏｓａｌ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｌｆｏｏｄｐｌａｉｎ　ｗａｒｐｉｎｇ　ａｎｄ　ｌｏｗｌａｎｄ　ｒｅｇｕ—　ｌｍｉｏｎ　ｃａｎ　ｒｅａｃｈ　ｔｏ　２．４５２　ｂｉｌｌｉｏｎ　ｔｏｎｓ，ｗｈｉｃｈ　ｗｉｌｌ　ｒｅｄｕｃｅ　ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ３．１９０～３．８５４　ｂｉｌｌｉｏｎ　ｔｏｎｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｌｏｗｅｒ　Ｙｅｌｌｏｗ　Ｒｉｖｅｒ　ｃｈａｎ—　ｎｅｌｓ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｄｒｅｄ￣ｎｇ　ｒｉｖｅｒｂｅｄ　ｃａｎ　ｅｎｌａｒｇｅ　ｔｈｅ　ｌｆｏｏｄ　ｃａｒｒｙｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ．Ｉｆ　ｔｈｅ　ｄｒｅｄｇｉｎｇ　ｉｓ　ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ　ａｔ　ｔｈｅ　ｂｏｔｔｌｅ—ｎｅｃｋ　ｒｅａｃｈｅｓ，ｂｅｔｔｅｒ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｌｏｄ　ｃａｒｒｙｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｃａｎ　ｂｅ　ａｃｈｉｅｖｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆｌｏｏｄｐｌａｉｎ　ｗａｒｐｉｎｇ；ｌｏｗｌａｎｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ；ｃｈａｎｎｅｌ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；Ｌｏｗｅｒ　Ｙｅｌｌｏｗ　Ｒｉｖｅｒ　下游滩区放淤规划概况　１．１基本情况　黄河下游有大小不等的滩地１２０多个，滩区总面积为３　１５９　ｋｍ　，占下游河道总面积的６５．０％。由于泥沙淤积，黄河下游　１．２放淤模式及放淤方式　人工放淤措施可以有效解决或减轻下游“二级悬河”问题。　根据治理目标和放淤范围不同，下游滩区放淤分为部分滩区放　淤模式和重点治理淤筑模式两种。目前，需要采取人工措施进　行滩区放淤，分为引洪放淤和机械放淤两类。　河床普遍高出两岸地面４～６　ｉｎ。同时，中小洪水和枯水期淤积　主要发生在河槽里，嫩滩附近淤积厚度大，而远离主槽的滩地　１．３放淤实施方案　“二级悬河“对黄河下游防洪安全危害极大，需要尽快开展　全面治理。采用重点治理淤筑模式可以减轻堤河、串沟危害，　在一定程度上缓解“二级悬河”的局面，估算放淤量为４．６亿　ＩＴＩ　；选择“二级悬河”发育严重的部分滩区实施大规模放淤，基　因水沙交换作用不强，淤积厚度较小，堤根附近淤积更少，形成　了“槽高、滩低、堤根洼”的“二级悬河”局面。目前滩唇一般高　于大堤内临河地面３　ｍ左右，最大达５　ｍ。其中东坝头一陶城　铺河段左、右岸滩面平均横比降达０．０６４％和０．０７７％，分别是　河道纵比降的４．６倍和５．５倍，“二级悬河”形势严峻。高村一　本消除滩区横比降，可以从根本上解决放淤河段“二级悬河”问　题，估算放淤量为１１．４亿ｎｌ　（包括淤填堤河串沟重复计算量　０．７亿ｍ　）。　收稿日期：２０１３—０８－０５　基金项目：水利部公益性行业科研专项（２０１００１０１２）。　陶城铺河段左、右岸滩地横比降均值达到０．１０７％和０．１２２％，　分别为河道纵比降的７．２倍和８．２倍，“二级悬河”发育最　严重。　黄河下游滩区涉及河南、山东两省４３个县（市），截至２００７　年底共居住１８９．５万人，河道内有耕地面积３２．１万ｈｍ　，占河　道总土地面积的６６％。　・作者简介：李庆国（１９８ｌ一），男，辽宁大连人，工程师，主要从事流域及工程规　划工作。　Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉｑｇ＠ｙｒｅｃ．ｅｎ　７８・　．　人民黄河２０１３年第１Ｏ期　３１．７６亿～３８．３１亿ｔ。　２下游背河低洼地改造规划概况　（１）黄河下游背河低洼地现状。根据调查统计，黄河下游　大堤两侧各５００　ｍ范围内共有背河低洼地４１６处，面积１．２４万　表２挖河减淤比综合分析　万ｉｎ　项目　方法籀朱　一　一千　ｈｍ　，其中河南段现有背河低洼地１５６处共０．５９万ｈｍ　，山东　段现有低洼地２６０处共０．６５万ｈｍ　。　（２）放淤标准及放淤量。背河低洼地可淤积泥沙２．２５４亿　ｌｒｌ　，其中河南段背河低洼地放淤量为１．０４７亿ｍ　，山东段背河　低洼地放淤量为１．２０７亿ｍ　，淤填全部采用机械放淤方式。　３下游河道减淤效果分析　３．１引洪放淤减淤效果分析　影响引洪放淤效果的因素很多，如引洪时机、引洪规模、引　洪部位、淤区情况、退水位置等。不同条件下，各因素对放淤效　果的影响也会有所区别。文献［１］中对黄河下游人工淤滩措施　及其减淤效果进行研究，认为在放淤后清水不回河时，只有在　大河发生严重淤积的情况下，分流才能减淤；清水回河时，任何　情况下都有利于河槽减淤，清水回河位置越靠上，减淤的河段　越长，减淤重点河段也越靠上。如在兰考分流、在高村以上的　堡城回河，或在堡城分流、在高村以下的刘庄回河，减淤比（分　沙量与不分流和分流后淤积量之差的比值）分别为１．６８和　２．７２…（见表１）。根据设计，规划期内引洪放淤共可以处理泥　沙０．２７亿ｍ　，约合０．３８亿ｔ，按照上述减淤比，则可以减少河　槽淤积０．１４亿～０．２３亿ｔ。　表１　黄河下游引洪淤滩减淤效益　项目　三义寨引流刘庄回黄１．５２　５．９６　ｏ．４５　一ｏ．１４　ｏ．５９　２．５７　三义寨引流堡城回黄１．５１　５．９６　ｏ．４５　一ｏ．４５　ｏ．９０　１．６８　堡城引流刘庄回黄　１．４６　５．９６　ｏ．４５　一ｏ．０９　ｏ．５４　２．７２　３．２机械放淤（挖河）减淤效果分析　机械放淤结合挖河可以疏浚主槽，减缓下游河道淤积。计　算挖河减淤比较复杂，一般来讲，其效果取决于挖沙量、挖沙方　式和部位等。文献［２］曾对黄河下游挖河减淤做过详细的分析　工作。　１９９７年１１月２３日至１９９８年６月２日，在黄河尾闾朱家　屋子以下河段实施了挖河固堤工程。结合动床模型试验和数　学模拟技术对挖河减淤比进行比较分析，得出挖河与不挖河相　比研究河段的冲淤变化见表２。该时段在河口尾阊段挖沙５５０　万ｍ　，利津至清６断面的减淤量为７００万～８００万ＩＴＩ　，挖河减　淤比为０．６３～０．７６　。　按照该减淤比计算，本次规划近期挖河淤填堤河串沟４．３３　亿ｌｒｌ　（不包括引洪放淤量０．２７亿ｍ　），约合６．０６亿ｔ，可以减　少河槽淤积７。９７—９．６２亿ｔ；淤填背河低洼地２．２５亿ｍ　，约合　３．１６亿ｔ，可以减少淤积４．１６～５．０２亿ｔ。远期选择部分滩区　进行机械放淤，放淤量１０．６６亿ｍ　（已扣除近期淤筑堤河串沟　的重复计算量０．７２亿ｍ　），合ｌ４．９２亿ｔ，可减少河槽淤积　１９．６４亿～２３．６９亿ｔ。３项措施合计共减少河槽淤积　西河口断面进行了尾水调控，所以６断面Ｅ　另一方面，挖河改变了河槽形态，扩大了河槽过流面积，提　高了河槽的行洪能力，进而减少洪水漫滩几率。点绘黄河下游　主要断面流量与过水面积的关系得出，河槽过流能力和过流面　积呈直线关系。根据计算，黄河下游过水面积每增加１００　ｒｆｌ　，　过流能力增加约１８０　ｍ　／ｓ。黄河下游河道（铁谢至清６）全长　约８０６　ｋｍ，规划在２０１０－－２０２０年完成挖河放淤量６．５８亿ｍ　，　则年均挖河约０．６６亿ｍ　，能使全下游河道增加过流面积约８８　ｍ　，增大河槽过流能力约１６０　ｍ　／ｓ。远期效果更加明显。　３．３综合减淤效果　通过上述分析，黄河下游滩区放淤及背河低洼地改造共能　处理利用黄河泥沙ｌ７．５１亿ｍ　（约合２４．５２亿ｔ），能使下游河　槽减淤３１．９０亿～３８．５４亿ｔ。同时，挖河还能增大河槽的过流　能力，如果有针对性地选择卡口河段实施挖河，则对增大主河　槽过流能力的效果会更好。　采用６个水沙系列计算水库拦沙减淤比为１．１８～１．４３，平　均为１．２９；其中１９５０－－１９７５年系列计算值最小，为１．１８　。　２０２０年前，按照堤河、串沟与背河低洼地改造全部完成情况计　算，下游河槽可减淤１２．２６亿一１４．８５亿ｔ，相当于在保持小浪　底水库对下游河槽同等冲刷效果的情况下，水库可以增加排沙　１５．８２亿～１９．１６亿ｔ。　４结语　黄河下游滩区放淤及背河低洼地改造可以缓解“二级悬　河”形势、减轻防洪压力。但下游滩区放淤和背河低洼地改造　涉及范围广，情况复杂，对实施效果的影响因素较多，有待于在　今后工程逐步实施过程中加强观测和研究。　参考文献：　［１］齐璞，李世滢，刘月兰，等黄河水沙变化与下游河道减淤措施［Ｍ］郑州：　黄河水利出版社，１９９７．　［２］　黄河勘测规划设计研究院．黄河中下游水资源开发利用及河道减淤清淤关　键技术研究［Ｒ］．郑州：黄河勘测规划设计研究院，２００１．　［３］　黄河勘测规划设计研究院．黄河小浪底水利枢纽设计技术总结［Ｒ］郑州：　黄河勘测规划设计研究院，２００２．　【责任编辑张华兴】　・７９・