太原市風峪河下游河道蓄水美化工程設計簡析

太原市河道防洪規(guī)劃涉及跨區(qū)域河流、市區(qū)河流溝渠、郊區(qū)縣(市)河流共58條。分別以瀟河太原段、楊興河、南川河、白石河為例,就防洪工程現(xiàn)狀及問題,擬定規(guī)劃設計及近遠期目標,并為確保防洪工程的設計質(zhì)量和正常運行,提出合理性建議。

介紹了平魯區(qū)七里河的工程概況、河道治理的規(guī)劃設計以及擋水建筑物的確定,通過河道治理、蓄水美化,不僅可以保證防洪安全,還可改善周圍環(huán)境和提升城市功能,對豐富人民群眾的精神文化生活起到十分重要的作用。

通過不同的計算方法,分析了沁河下游現(xiàn)狀河道行洪能力,并根據(jù)1950年以來的資料分析了沁河下游沖淤變化和平均淤積速率,對未來50年河道行洪能力變化進行了預測,為沁河下游河道防洪提供了科學依據(jù).

通過灤河下游河段水沙條件及平面形態(tài)的分析,灤河下游河床演變的趨勢是河槽萎縮,平灘流量下降,中小洪水增多,河勢難以完全控制?？偨Y(jié)了護岸丁壩或控導工程的防護效果。已有整治措施對保護灘岸起到了積極作用,縮小了主流擺動的范圍,但在平面布置上需適當加密丁壩工程,河勢才能得到完全的控制。新建丁壩要求滿足治導線的總體規(guī)劃,建議按微彎型河道方案進行設計,設計流量3000m3/s,主槽寬度為400～650m不等。這樣既能發(fā)揮現(xiàn)有護岸工程的作用,又是一種投資少、見效快的整治方案。

天然河流上游修建大型水利樞紐后,必將引起水庫下游河道的再造床。黃河小浪底水庫自1999年10月下旬下閘蓄水以來,已運行十年有余。本文通過實測資料的分析,從河道的沖刷和河道的平面形態(tài)變化兩方面來闡明小浪底水庫攔沙運用十年來水庫淤積及下游河道的再造床過程及其特點,為小浪底水庫進一步水沙調(diào)控提供借鑒,也豐富了多泥沙河流興建大型水庫以后下游河道河床演變學科的內(nèi)涵。

基于三門峽水庫建庫后渭河下游河道演變及洪水過程實測資料,采用實測資料分析,理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,分析了渭河下游河道發(fā)生沖淤變化對洪水特性的影響。結(jié)果表明:自水庫建成至2003年間,渭河下游河道發(fā)生淤積萎縮引起渭河洪水演變特性發(fā)生了顯著地改變,渭河下游洪水位抬升、洪水傳播歷時延長以及洪峰削峰率增大,而這些洪水特性也是造成渭河下游河道發(fā)生淤積萎縮的主要原因。2003年之后,因渭河下游河道水沙條件的變化,洪水洪峰流量大幅度減小,河道出現(xiàn)沖刷,漫灘流量相較于先前減小,使渭河下游洪水位下降、洪峰傳播歷時縮短、洪峰削峰率不斷減小。

河道整治工程是黃河防洪體系的重要組成部分,但是,控導工程建設會對環(huán)境造成一定的影響。近年來,在做好黃河下游河道整治主體工程設計的同時,及時開展了工程建設的環(huán)境影響分析評價和環(huán)境保護設計工作,環(huán)境保護措施主要包括:①工程占壓區(qū)環(huán)保設計;②生態(tài)保護措施;③水質(zhì)保護措施;④揚塵及噪聲的控制;⑤人群健康保護等。這些措施對改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境已起到了較好的作用。

隨著我國國民經(jīng)濟水平的提高，科學技術的不斷進步，水利工程也取得了輝煌的業(yè)績。黃河是中華兒女的母親河，自

　針對塔里木河下游植被衰敗、生態(tài)環(huán)境惡化問題,提出疏浚輸水河道,使水流到臺特馬湖,維持并恢復河道兩岸的植被,恢復河道兩岸的地下水位。在河道疏浚工程中,從輸水流量、運行方式、沿河設置建筑物、水保措施幾個方面提出初步整治措施。

本著實事求是和對工程影響區(qū)群眾負責的原則,對黃河下游河道整治工程占壓處理方式的可行性進行了分析論證。認為:在占壓處理時,應貫徹前期補償、補助與后期扶持相結(jié)合的安置方針,使農(nóng)民生產(chǎn)有出路,勞力有安排,并逐步達到或超過原有生活水平,力爭使工程占壓處理方式技術可行、經(jīng)濟合理。為了保質(zhì)如期完成建設任務,指出:如何使工程建設中生產(chǎn)安置工作做到以人為本,更加科學、有序、合理地進行,是今后需要長期在黃河防洪工程建設中努力探討的問題。

采用一維泥沙數(shù)學模型計算與分析了引江濟渭工程不同引水方案對渭河下游河道和潼三河段沖淤及降低潼關高程的作用。計算方案考慮了1981~1990年的豐水系列和1991~2000年的枯水系列兩種水沙條件,汛期引水量分別為30億m35、0億m3和100億m3的不同引江濟渭工程規(guī)模及5種引水量分配方式。分析結(jié)果表明,引江濟渭工程的實施對渭河下游河道減淤和潼三河段沖刷及降低潼關高程將產(chǎn)生一定的作用,隨著引水量的增加和分配方式的優(yōu)化,作用將更加明顯。當引水量為30億m3和50億m3、調(diào)蓄水庫采用汛期月調(diào)節(jié)(引水量分配方式4)時,計算10年末渭河下游河道由累計性淤積轉(zhuǎn)為累計性沖刷甚至年內(nèi)沖刷,豐水系列下渭河下游河道淤積量可分別比無引江濟渭工程情況減少1.4334億m3和1.7034億m3,潼關高程可分別下降約0.53m和0.97m;枯水系列下渭河下游河道淤積量可分別比無引江濟渭工程情況減少1.3056億m3和2.0415億m3,潼關高程可分別下降約0.83m和1.16m左右;豐水系列所需調(diào)蓄庫容比枯水系列的大,相應于引水量為30億m3和50億m3,豐水系列所需調(diào)蓄水庫庫容分別為4.42億m3和5.59億m3。

河道整治工程是黃河下游堤防加固工程的主要工程措施,粘土壩胎的工程施工是河道整治工程的關鍵工序。如何克服粘土填筑作業(yè)面小,充分利用大型壓實機械施工的優(yōu)勢,合理安排施工程序,對整個河道整治工程施工的順利進行起著至關重要的作用。

針對引灤工程黎河下游多彎曲型河道采用的治理技術措施進行了初步的應用分析探討,并通過對黎河下游高陡邊坡防護中采用的模袋混凝土技術及軟體排技術進行的深入開發(fā)應用,探索了黎河下游河道的治理方案.工程經(jīng)過三年的引灤輸水和汛期洪水的考驗,實踐證明:其技術應用合理,工程實施方便可行,發(fā)揮了新技術、新材料的優(yōu)勢,可推廣應用到相關河道的治理工程上.

黃河網(wǎng)報道淤積在黃河下游河道里，水流沖不走、搬不動的粗顆粒泥沙主要來自哪里?經(jīng)過黃委多個部門的協(xié)同攻關，3月29日，黃委成功破解出了對黃河下游河床不斷淤積抬高影響最大，粒徑大于0．1mm，且粗泥沙輸沙模數(shù)為每平方公里1400t以上的粗泥沙集中來源區(qū)。該區(qū)域位于黃土高原地區(qū)的窟野河、皇甫川等9條黃河重點支流流域內(nèi)，面積為1．88萬km^2。此舉將實現(xiàn)水土保持與黃河河道減淤的有機結(jié)合，使黃土高原水土流失治理目標更加明確，措施更加有效。

根據(jù)連續(xù)多年監(jiān)測獲得的塔里木河下游地下水位、植被數(shù)據(jù),對比分析了塔里木河下游生態(tài)輸水后地下水位、生物量、物種多樣性的變化。結(jié)果表明:實施生態(tài)輸水工程后,地下水位變化顯著,地下水位逐漸抬升,下降趨勢得以控制。草本植物生物量的變化趨勢與每次輸水量變化趨勢基本一致,即隨著輸水量的增加草本植物的生物量也相應增加,輸水的時間、輸水量的多少對草本植物生物量有較強影響。地下水位埋深上升,物種多樣性也呈上升趨勢,但二者并不同步,物種多樣性上升趨勢滯后于地下水位的上升,這表明地下水位的抬升有利于植物多樣性的增加,但是地下水位變化對植物多樣性的影響是一個漸變的過程。

采用實測資料分析的方法,研究了渭河下游水沙變化特征與河道淤積機理.研究結(jié)果表明:1986年以后,渭河下游汛期、非汛期水量均明顯減少,但沙量未見相應降低;水沙的不同步變化引起了水流含沙量的相形上升,渭河下游河道淤積明顯加重.分析渭河下游河道淤積的主要原因包括:潼關高程的抬高、洪水條件的變化、黃河對渭河的倒灌以及北洛河的來沙.

結(jié)合黃河下游河道工程的特點,對工程老化失修的標準進行了研究,首先對國內(nèi)的研究狀況進行旭納分析,給出了工程老化、破壞和失修的概念,然后按照工程分類的一般方法建立了黃河下游河道工程分類指體系和評價標準。由于各分類指標對工程老化影響程度不同,需合理確定各指標的權重,為此,引用層次分析確定了各指的權重系數(shù)。

固原市規(guī)劃在清水河城區(qū)段河道內(nèi)建設橡膠壩攔蓄河道徑流,形成城市水面,達到改善城市環(huán)境的目的。清水河城區(qū)段在三里鋪橋～火車站橋段4.67km河道內(nèi)建設橡膠壩蓄水工程6座。清水河汛期洪水峰高流急,來水含沙量較大,如此運行條件,做好6座橡膠壩的聯(lián)合運行調(diào)度、科學運行管理是發(fā)揮工程效益和保證工程安全的關鍵。因此,針對本工程特點,對工程運行各方面進行研究,編制了固原市清水河城區(qū)段河道蓄水工程聯(lián)合運行調(diào)度方案。

研究了修建水庫及河道整治對黃河下游白鶴鎮(zhèn)至高村游蕩性河道河勢演變的影響,探討了游蕩性河道向彎曲性河道轉(zhuǎn)化的可能性。認為經(jīng)過水庫調(diào)節(jié)后,進入下游的來沙量減少,洪峰削平及中水持續(xù)時間加長,有利于游蕩性河道游蕩程度的降低及向彎曲方向的發(fā)展;河道整治工程對于減小河道的擺動強度,穩(wěn)定流路,促使河道由游蕩向彎曲方向發(fā)展的作用是顯著的。在小浪底水庫下泄有利水沙條件下,若能利用現(xiàn)有的河道整治工程,并補充必要的河道整治措施,黃河下游游蕩性河道有可能逐步轉(zhuǎn)化為象高村至陶城鋪河段那樣的限制性彎曲河道。

2003年汛期渭河下游出現(xiàn)了自1981年以來的較大洪水,咸陽、臨潼、華縣洪峰流量分別為5340、5100、3570m3/s,其洪峰水位達歷史最高,洪水過程首尾相接,六次洪水過程造成干支流堤防決口11處,洪災損失極其嚴重。著重分析了“03”洪水對渭河下游河道沖淤及河勢變化帶來的影響。

首先基于河床演變理論及實際經(jīng)驗分析了游蕩河型形成的4個條件,它們是堆積性、坡降大,河道寬淺、灘槽差小,流量變幅大、洪水暴漲暴落。其次,根據(jù)三門峽水庫運用初期1960—1964年黃河鐵謝—裴峪段游蕩性已基本消失的實測資料,和丹江口水庫漢江下游由游蕩性分汊河道轉(zhuǎn)化為單一河道的趨向,論證了局部河段游蕩性減弱和消失的可能性。為了實現(xiàn)長河段游蕩性消失,提出的主要措施是:完成水沙調(diào)控體系特別是古賢和磧口水庫的建設;大范圍調(diào)水調(diào)沙,使黃河下游河道不淤,同時避免暴漲暴落;減緩坡降,使斷面趨向窄深,并加大灘槽差,穩(wěn)定主槽。再結(jié)合其他措施,黃河下游河道游蕩性有可能消除。最后,指出了消除游蕩性的難度。

河道整治工程是黃河下游堤防加固工程的主要工程措施,粘土壩胎的工程施工是河道整治工程的關鍵工序。如何克服粘土填筑作業(yè)面小,充分利用大型壓實機械施工的優(yōu)勢,合理安排施工程序,對整個河道整治工程施工的順利進行起著至關重要的作用。