2.2 黄河流域堤防工程
2.2.1 黄河流域概况
黄河流域西起巴颜喀拉山,东临渤海,南至秦岭,北抵阴山,流域面积79.5万km2[17]。黄河是我国第二长河,分上游、中游、下游三部分,黄河发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓,流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南、山东等9省(自治区),在山东省垦利县注入渤海,干流全长约5400km。沿途汇集有35条主要支流,较大的支流在上游,有湟水、洮河,在中游有清水河、汾河、渭河、沁河,下游有伊河、洛河。两岸缺乏湖泊,黄河下游流域面积很小,流入黄河的河流很少,其中渭河为黄河的最大支流。黄河下游河道具有上宽下窄的特点。桃花峪至高村河段,河长207km,堤距一般10km左右,最宽处有24km,河槽宽一般3~5km,河道泥沙冲淤变化剧烈,水流宽、浅、散、乱,河势游荡多变,洪水灾害非常严重,历史上重大改道都发生在本河段,两岸堤防工程保护面积广大,是黄河下游防洪的重要河段。高村至陶城铺河段,河道长165km,堤距一般在5km以上,河
槽宽1~2km。陶城铺至宁海河段,河道长322km,堤距一般1~3km,河槽宽0.4~1.2km。
宁海以下为黄河河口段,河道长92km。随着黄河入海口的淤积—延伸—摆动,入海流路相应改道变迁。现状黄河河口入海流路是1976年人工改道后经清水沟淤积塑造的新河道。黄河干流各河段特征值见表2.7。黄河流域水系分布如图2.2所示。
表2.7
黄河干流各河段特征值表
续表
注 1.汇入支流是指流域面积在1000km以上的一级支流。
2.落差从约古宗列盆地上口计算。3.流域面积包括内流区。
图2.2 黄河流域水系分布示意图
至2007年,黄河下游临黄堤防工程堤顶宽度基本达到设计要求的堤段长1192.965km(欠宽1m以下堤段及零星桩号因施工原因不再帮宽);堤防工程加固达到设计要求的堤段总长 838.402km;已修建堤顶道路总长 1259.556km;已完成防浪林带建设长度689.276km。黄河下游堤防工程现状及工程建设情况详见表2.8及图2.3。
表2.8
黄河下游堤防工程分布一览表
续表
图2.3 黄河下游堤防工程系统示意图
2.2.2 各级堤防工程情况
目前黄河水利委员会直管工程主要有堤防工程、河道整治工程、水闸、水库及其他等四大类工程。其中堤防工程2606.25km,包括临黄堤、东平湖围坝、支流堤防工程和其他
堤防工程,共有1级堤防工程1983.16km,2级堤防工程274.19km,3级堤防工程103.74km,4级堤防工程245.16km;河道整治工程667处,12866道坝段,工程长度1571.21km,护砌长度1250.45km;分泄洪闸12座,排涝闸共39座,设计流量共计
30675m3/s;三门峡、故县两座水库,三门峡枢纽工程主坝长713.2m,最大坝高106m,防洪库容55.67亿m3;故县水库大坝坝长315m,最大坝高125m,设计库容11.75亿m3。
黄河流域各级堤防工程情况见表2.9和表2.10。
2.2.3 堤防工程地质概况
1.堤身地质
堤身土质的分布列于表2.11。
表2.11
黄河下游堤防工程不同堤段堤身及堤基土壤统计表
2.堤基地质
据勘探试验资料分析统计,在地面以下0~10m、10~20m深的范围内,各种土壤所占比重如表2.12所示。
表2.12
黄河下游堤防工程堤基的各类土壤比例表
堤基土质的分布列于表2.13,由于上述堤基土质复杂,洪水时常发生渗水,管涌和滑坡等险情。
表2.13
黄河下游堤防工程不同堤段堤基土壤统计表
表2.14为现场取样室内进行的渗透变形试验成果一览表,从试验成果也可以看出,堤基土渗透变形的破坏形式主要以流土为主。
表2.14
黄河堤防工程渗透变形试验成果一览表
从所搜集的2000多个土壤的试验资料以及重点堤段可知:白马泉—御坝、九堡、荆隆宫、南北庄、瓦屋寨、高村堤段的堤防工程地质断面,其土壤特性指标的变化都有一定的幅度,其主要物理力学指标的变化范围归纳如表2.15所示。
表2.15
黄河下游堤防工程土壤主要物理力学指标表
2.2.4 历史险情概况
由于黄河下游是举世闻名的地上悬河,洪水危害最为严重,一直是黄河防洪的重点。黄河下游堤防工程一旦失事,南决乱淮(河),北决乱海(河),黄河安危,事关大局。黄河下游不同河段堤防工程决溢洪水波及范围表见2.16。
表2.16
黄河下游不同河段堤防工程决溢洪水波及范围表
如中牟九堡,封丘清河集、荆隆宫,长垣的大、小苏庄,齐河荆龙口,济阳东张辛等历史老口门,堵口的腐烂秸秆、砖石、桩绳等,一般厚达几米至几十米,背河遗留有潭坑,常年积水,临背河悬差大。
黄河“96·8”花园口发生7600m3/s洪水,下游堤防工程发生渗水51处,长40km,
管涌8处,堤身裂缝5.28km;不少背河坑塘、水井水位抬高,给防汛增加了很大压力。从新中国成立以来几次大洪水近堤险情统计表(表2.17)分析,堤防工程及近堤范围内渗水、管涌、漏洞等险情曾频繁发生,严重危及黄河防洪安全。
表2.17
几次大洪水堤防工程及近堤险情统计表