黄河下游河床演变及河道整治的初步研究

ПРЕДВАРИТЕЛЪНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РУСЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ И РЕГУЛИРОВАНИЕ РУСЕЛ НИЖНИХ ТЕЧЕНИЙ РЕКИ ХУАНХЭ

黄河流域的自然地理条件,使得进入下游的泥沙量特别高,河床不断堆积抬高,而且坡陡流急,河床变形迅速.洪峰的猛涨猛落,洪汛期和枯水期流量的相差悬殊,以及洪峰与沙峰的不相应性,也使下游河床时时刻刻都在进行调整和改变.这一些流域条件,决定了黄河下游的游盪性河型.只有到了高村以下,由于两岸的地质条件和南北大堤限制了河道的横向发展,河流才逐步向弯曲的外形过渡.黄河下游虽然是一条堆积性的河流,但是在局部地区,在个别时段中,也可能出现相当普遍的冲刷.例如1958年下游的洪水超过了有水文记载以来的记录,在特大洪峰中,三门峡与秦厂之间的区间来水占四分之三左右,这一部分来水含沙量比较低,对干流有稀释作用.经过一个汛期,只花园口三十五公里的河段内,就从主槽中冲去了泥沙2,700万方,从京广铁桥到夹河滩长约100公里的河段内,1958年汛后的谿线比1953年平均还要降低1.2米,冲刷的范围估计已发展到高村以下.在河床普遍刷深的过程中,局部地区冲深达五、六米甚至十几米的,更是屡见不鲜.水文资料的分析结果指出:在上游来沙量偏大,河床普遍淤高的情况下,河势的变化要强烈得多,而在河床普遍刷深的同时,河流外形却变得更为规则,主槽的摆动范围也有所压缩.模型试验的结果,初步指出河床在横向的变化与下泄流量的大小有很大的关系.如果下泄的清水比下游河槽的平滩流量小得多,河床基本上以下切为主,两岸出现台地.在下切的同时,水流有向弯曲的外形发展的趋势,随着弯顶的下移,河槽逐渐展宽.如果下泄的水满槽漫流,一方面由于流量大,水流冲刷力强,河床下切得更快,而另一方面,水流漫滩以后,对滩岸的破坏力加大,容易冲出串沟,导致主槽较大的摆动,河床开始恢复游盪的特性.这时的游盪强度虽然比以前要弱得多,但是因为下泄的水含沙量不足,滩岸淘刷以后,不能在旁的地方落淤还滩,河身因此迅速展宽.更往下游去,来自上游的清水已经自河床中取得足够的泥沙的补给,含沙量恢复饱和,这时河床不再发生冲刷,横向的变化也和过去没有太大的不同.在壅水段中,泥沙大量停积,河床继续保持游盪的特性,而且河身格外宽浅,水流外形显得更为散乱.由于泥沙在水库进口段的淤积,并使回水迅速向上游发展.河床在纵向上的冲淤幅度可以通过河床变形计算加以预估.按照黄委会所提出的六枢纽方案,将来在各级枢纽之间,都存在着自由段、过渡段和壅水段.自由段的冲刷是由上而下逐步发展的,在同一个地区,冲刷的速率因时递减.泥沙不再运动、全线达到平衡所需要的时间历时很久.河床达到平衡以后,自由段的最大冲刷深度在桃花峪下游为10米左右,在其他各个梯级的下游则达到20—30米.这样大的普遍冲刷,再加上坝址附近的局部冲刷,会在枢纽工程的修建中引起一定的困难.黄河下游将来的泥沙主要来自河床的冲刷,非造床质所占的百分比较小,在达到平衡以前,全部沙量约在70亿公方左右,这些泥沙一部分淤在壅水段,一部分引入灌溉渠道.壅水段回水的向上游发展,在河南境内的几个梯级比山东更为显著.下游河道的整治可分近期及远期两个时期,从三门峡水库开始拦洪到桃花峪水库建成以前属于近期,为期约4—5年,桃花峪水库及下游各级枢纽建成以后属于远期.近期的河道整治以防洪为主.三门峡水库建成以后,三秦区间还可以发生相当大的洪水.从目前情况看,三秦间发生千年一遇洪水时还可以采取措施通过河道排泄入海不开放滞洪区分洪滞洪.将来下游主槽发生摆动的可能性是存在的,特别是在伊洛沁河口以下由于区间洪水尚未得到控制,水流有漫摊的机会,这就更有可能引起河槽的摆动和滩地的冲失.滩地的坍塌和河槽的展宽会使远期的整治工程失去前进的阵地,而且由此引起的河势变化可能会在束窄段的上下游造成新险.因此,近期的整治工程应以束窄游盪区、固定河势、保护滩地为主要内容.今冬明春应继续修筑生产堤,保护滩区农业生产,并束水固槽.黄河上现有节点应加改善,自两岸加固,使其成为真正固定河势的控制段,现有老滩需加维护.滩面的岐流串沟应加堵塞,并在滩地大量造林.关于植树在河道整治中的应用,应尽量利用永定河上的成功经验.整治的重点应放在花园口至高村河段.远期的河道整治应以促使河道向有利方向发展,最后达到全线通航为主.自由段的整治和前期工程并无太大的出入.在枢纽修建的同时,应把壅水区的外形做成枣核形,使泥沙能在库区内均匀落淤,回水不至过份向上游发展.泄洪闸的闸坎应尽量放低,闸门不宜过小,以便在洪汛期中提闸降低水位,清洗库区泥沙.在河南境内的河道坡降达到山东段现有坡降(万分之1.2)以后,就可以进一步束窄河身,考虑全线通航.在治导线的规划和航运断面的设计上,应以山东下游现有的典型弯道作为蓝本,弯道的浅滩段并自两面束窄,使其具有和深潭同样的航深.初步设计的结果,指出将来黄河下游在河道初束窄时,可以通行100—500吨的船只.随着河道的继续下切和坡降的继续变平,航运条件会进一步有所改善.