中常洪水河道整治工程出险原因分析与对策研究（武模革,陈海峰,薛庆宇）

1、概述

2001至2005年，黄河下游虽然没有发生较大洪水，但是自2000年小浪底水库蓄水拦沙运用以来，对黄河下游的水沙过程进行人为的调节，并于2002年以后每年汛前或汛期下泄基本平槽的水流，形成中常洪水。特别是2003年黄河下游发生了严重秋汛，黄河下游来水量增加，河道平槽流量时间加长，水流含沙量低、冲刷力强，河道整治工程险情不断，防洪工程安全受到严重威胁。

2001至2005年，山东黄河河道整治工程共有174处工程1302段坝垛出险2322次，抢险累计用石40.52万m3，铅丝497.5t，耗资4822万元。其中险工工程有87处工程627段坝出险1019次，抢险用石17.07万m3，铅丝151.4t，耗资1747.9元；控导工程有87处工程675段坝出险1303坝次，抢险用石23.44万m3，铅丝346.1t，耗资3074.3万元。

2 出险原因分析

2.1 中常洪水时间加长，工程遭受洪水侵蚀时间增多

2000年小浪底水库投入运用以来，特别是2002年以后，黄河下游每年都进行调水调沙，加上2003年黄河发生的严重秋汛，洪水在小浪底水库控制下，按照调水调沙控制流量（3000m3/s左右）下泄，洪峰由自然涨落调整为陡涨陡落，黄河下游河道中常洪水持续时间，较小浪底水库修建前明显加长。

该流量级洪水对河道冲刷力强，随着长时间的冲刷侵蚀，河道整治工程出险明显增多。通过对2001—2005年山东河段出险情况统计，在河道流量超过2000m3/s时，河道整治工程平均出险几率为24.3%，其中控导工程为35.3%。

2.2 洪水含沙量偏小，工程因河床下切失稳

通过对2001—2005年黄河来水、来沙资料分析：由于小浪底水库的蓄水拦沙作用，下泄水流含沙量较低，花园口站5年平均含沙量6.03kg/m3, 较多年平均值偏少77%，其中汛期平均为11.3 kg/m3, 较多年平均值偏少71%。高村站5年平均含沙量8.72 kg/m3, 较多年平均值偏少65%，其中汛期平均为13.3 kg/m3, 较多年平均值偏少62%。利津站5年平均含沙量13.1kg/m3, 较多年平均值偏少48%，其中汛期平均为17.6 kg/m3, 较多年平均值偏少49%。

由于水流含沙量低，下游主槽全年发生冲刷。根据2000年10月至2005年10月黄河河道大断面资料统计，高村至孙口河段全年主槽冲刷0.39m，孙口-艾山河段全年主槽冲刷0.57m，艾山-泺口河段全年主槽冲刷0.93m，泺口-利津河段全年主槽冲刷0.71m，高村-清7断面全年平均主槽总冲刷为0.54m。

在含沙量低的中常洪水流量长时间作用下，河道冲刷加剧，坝前冲刷坑加深加大，工程基础失稳，根石、坦石在横向螺旋流和竖向螺旋流的共同作用下，向冲刷坑底部滚动，根石、坦石出现坍塌，工程相继出险。

2.3 河势上提下挫，基础薄弱坝岸靠溜出险

由于水沙条件发生新的变化，加上河道整治工程不完善，工程控溜能力不足，使工程着溜位置发生新的变化。如果上提下挫幅度较小，着溜点不脱离主坝位置，工程出险的几率较小；如果幅度较大，着溜点从主坝变为次坝，次坝临时发挥主坝功能，由于次坝在长期小水流路下经常不靠溜，有些甚至不靠河，一旦靠溜，原来基础薄弱的坝岸迅速靠溜，根石下的土基础被水流快速淘刷，致使根石、坦石失去支撑，不能抵抗洪水的侵蚀，发生坍塌甚至墩蜇险情。

2.4 河势左右摆动，导致工程或滩岸坍塌生险

河势左右摆动是主溜线急剧改变位置的现象，是游荡性及过渡性河段的主要特性之一。主要原因是河槽宽、浅，主溜位置迁徙不定，河心滩较多，水流散乱，加之两岸土质疏松易于冲刷。它具有在中常洪水下，主溜变化速度快，变动幅度大，且逐渐影响下游河段河势的特点。

河势左右摆动对河道整治工程极为不利，不仅会使滩岸迅速坍塌，造成工程上下首滩岸坐湾，改变出溜方向，影响下游河段河势，甚至出现抄工程后路的危险；而且会使多年不靠水、靠溜的坝岸突然靠溜出现墩蛰大险。

2.5 坝岸基础薄弱，工程稳定性差

山东河道整治工程许多没有达到稳定标准要求，存在根石深度浅，坡度陡，断面不足等问题，据2007年汛前根石探测的成果显示，山东河道整治工程所有靠水坝岸仍有591道坝岸的根（坦）坡度达不到1：1.3的要求，1114道坝岸的根（坦）坡度达不到1：1.5的要求，存在不同程度的缺石现象。严重的缺石，造成坝岸基础薄弱，工程稳定性差，在长时间中常洪水作用下，必然导致险情发生。

2.6 新修坝岸未经洪水考验，出险频繁

1998年以来，山东河段各类新修（续建）河道整治工程350道坝岸，截止2005年底，出险坝岸112段，占新修坝岸的32%。近几年来新修（续建）工程发挥了应有的控导河势、护滩保地等作用。同时，这些工程在中常洪水情况下险情频繁发生，较大险情不断，有的工程一个险情尚未抢护完成，又出现新的险情，险象环生。

2.7 工程布局不合理，造成工程出险

工程布局不合理，有的部分工程位置明显靠前或退后，位置靠前的工程兜溜过死，直接将溜挑到下一弯工程上首，使工程上首坝岸险情频发；位置靠后的工程不靠溜或靠溜不紧，无法控制溜势，使下段河道河势不稳，上提下挫反复变化，加剧险情的发生和发展。

有的工程少数坝岸挑溜过重，甚至单坝挑溜，出现较大险情。有的坝裆距过大，水流很容易在长坝下首的短坝处形成回溜，淘刷连坝或坝后尾的土坝基，造成工程出险。

2.8 工程设计和施工受客观条件限制，存在不同程度的问题

黄河下游大部分险工是在抢险过程中形成的，没有经过科学的论证、详细的勘测和精心的设计，工程布局和黄河河道整治规划不尽相同，工程布局和结构不合理。受历史客观条件的限制和技术水平的影响，工程建设的质量较差，抗冲能力不强，在洪水淘刷下容易出现重大险情。

受施工开挖条件和技术的影响，旱地新修河道工程根石槽开挖设计深度，一般为嫩滩滩面以下2—3m。若河势发生变化，工程一旦靠主溜或大溜顶冲，设计基础深度远达不到河道实际刷深深度，工程将相继出现根石、坦石坍塌，甚至会出现墩蛰。

2.9 根石探测技术落后，有些工程隐患没有及时发现

目前，根石探测仍采用传统的人工配合船只，手持木槁或金属探测钎，凭直观感觉探测的方法。该方法存有诸多弊端，将会使探测结果与实际情况存有较大的差别，致使一些水下险象不能及时发现，小险发展成大险，甚至酿成重大险情。

3、对策与措施

3.1 严格查险报险制度，编制好抢护方案，强化抢险组织调度

当查险人员发现险情或异常情况时，应迅速向乡镇防汛组织机构报告。乡镇防汛组织机构接到险情报告后，要立即派出技术人员赶赴出险现场，对险情进行初步鉴别，并及时电话报至县级黄河防办，县级黄河防办接到险情报告后，应进一步核实情况，搞好现场勘察，摸清险情基本情况，确定险情类别。一是要了解出险的时间、出险时的水情，包括河道流量、水位，工程出水高度、水深，水势等；二是要摸清出险坝（垛）岸所在河段的河势情况，包括主溜线走向，出险工程、坝段靠溜情况以及近期溜势变化情况；三是要勘测工程出险尺度，包括坍塌长度、宽度、深度，边坡等；四是要分析出险原因及险情发展趋势，根据险情尺度和危险程度，确定险情级别。

在现场勘察的基础上，要充分考虑出险现场情况，研究制定险情抢护方案，上报至一级黄河防办。抢护方案要科学、可行，抢护措施要全面、具体，险情报告要及时、准确。

各类险情因时、因地而异，水情、河势、天气随时都在发生变化，抢险受物资、人力、技术、机械设备等客观条件的影响，在抢险过程中要根据现场情况，随时调整抢护措施，以高效率、快速度遏制险情发展，尽最大努力避免和减少灾害。

3.2建立查险、报险、抢险运行新体系

在落实好各级各单位防汛职责的基础上，结合水管体制改革后出现的一些实际情况，需建立健全查险、报险、抢险运行体系。汛期，工程运行观测人员发现险情后，及时向乡镇、县级黄河河务部门（县黄河防汛办公室）报告，县级黄河河务部门接到险情报告后，应立即制定险情抢护方案，同时向市级或省级黄河河务部门提出书面申请，市级黄河河务部门向企业抢险队下达调动指令，调动抢险队参加抢险，抢险队伍接到调动指令后，立即组织队员赶赴抢险现场执行抢险任务。

3.3 加大河道整治工程除险加固力度，提高工程抗洪强度

目前，黄河下游河道整治工程仍存在标准低，根石浅、坡度上缓下陡，断面不足，根石单薄等问题。建议：一是加快根石加固力度，对根石断面不足、缺石严重的坝岸，要按照“先急后缓”的原则，根据工程维修养护定额有计划地实施根石加固，尽快解决根石不足问题；二是大力开展根石排捡活动，对根石上缓下陡、头重脚轻的坝岸，组织维修养护人员大力实施根石排捡，将根（坦）石上部“多余”的石料排捡到根石低部，解决根石不稳定问题；三是全面实施河道工程整修加固，对修建年限早、坝面高度不足、标准相对较低的工程或坝岸，列出专项资金开展河道工程整修加高加固，解决工程标准低的问题。

3.4 加大河道治理力度，统一规划，完善河道整治节点工程

目前苏泗庄以下过渡性河段、弯曲性及河口河段还没有统一的工程治导线和河道治理方案，河道工程还不完善，部分河段工程长度不足，缺少必要的节点工程，中常洪水期间，个别河段滩岸仍发生严重的坍塌现象。建议：一是积极开展黄河下游过渡性、弯曲性及河口河段河道演变机理的研究，确定整治原则，统一规划工程治导线，尽快制定出上述河段河道整治方案；二是按照统一的规划，加大河道治理力度，保证投入，尽快完成新一轮河道整治工程建设，续建或改建河道整治工程，完善节点工程，建立完善的河道整治工程体系。

3.5完善防汛配套设施建设, 增加防汛料物储备，提高防汛抢险应变能力

按照现行防汛物资储备定额，山东黄河应储备防汛石料134.9万m3,目前实存石料107.8万m3,缺少29.1万m3,并且还存在空白坝803道。险工紧邻堤防工程，随着标准化堤防工程建设，通往险工的抢险道路将会得到改善；控导工程远离堤防，最远的有20多km，从堤防通往控导工程的抢险道路多数没有实施硬化，即使硬化的道路也存在路况差等问题，防汛期间一旦遇到阴雨天气，防汛物资运送、队伍上防通行困难。有些老控导工程还没有划定护坝地，防汛备石储存在工程坝面，抢险场地狭窄，大型抢险机械进出困难，难以发挥机动灵活的作用。建议：一是要加快河道工程抢险道路建设。对完成标准化堤防建设的堤段，列入专项投资，用于河道工程抢险道路建设，将堤防道路与河道工程连接的抢险路及联坝路实施硬化；对还未实施标准化堤防建设堤段，把堤防通往河道工程的抢险道路一并纳入标准化堤防建设内容，按照堤防道路建设标准，对河道工程抢险道路实施硬化。二是改善抢险作业场地。对于修建年限长没有划定护坝地的老工程，在联坝路背河侧修筑备料台，将防汛石料存放到备料台上；对已划定护坝地的，要将石料存放在护坝地内，对坝面宽敞的工程，坝面上可适当存放部分防汛石料，但从坝沿到石料垛必须预留不少于6m的进出车道，必须预留机械抢险场地，满足枪械化抢险的需要。三是按照定额标准备足备齐防汛物资。按照现行防汛物资储备定额，备足备齐各类防汛物资，尤其是防汛石料，要尽快消除空白坝，加快防汛石料储备力度，达到定额要求，满足防汛抢险需要。

3.6加强河道工程巡查与观测，全面掌握河势和根石变化情况

河道整治工程巡查与观测是及早发现险情、及时处理险情的重要手段，是确保工程安全运行的重要措施。一是要落实人员、明确责任。首先按照《水利管利单位人员定额标准》配足配齐河道工程运行观测岗位人员，明确职责，落实责任，尤其是在中常洪水期间运行观测人员要全部上岗到位，按照河道工程巡查观测责任制的要求开展工作，以便及时发现险情、处理险情。二是要搞好河道河势查勘和日常观测。按要求组织进行汛前、汛末河势查勘，查勘结束后，要认真进行分析，及时提出预防河道工程出险的对策与措施，平时要搞好日常观测，做好记录，发现异常及时处理。三是要搞好根石探测和探摸，及时发现险情，及时抢护险情，做到抢小抢早抢了。

3.7 加强工程日常维修养护，保持工程完整

在新的水管体制下，按照管理科学、运作规范的运行机制，创新思维，全面提高工程管理水平，确保工程安全运行。一是要加强工程日常管理和维修养护工作。工程管理的关键在日常，要在注重工程经常化管理、保持工程良好面貌的同时，积极研究与引进新的科学技术手段，注重隐患的探测与处理、根石加固等涉及安全运用的专项工作，保持工程完整和抗洪能力，确保工程安全运行。二是积极贯彻落实水利部《水利工程管理考核办法》，提高综合管理水平。要根据水利部《水利工程管理考核办法》及其标准，本着积极稳妥、量力而行、逐步实施的原则，对年久失修、残缺不全的工程项目有计划、有重点、有步骤地进行整修，改观工程面貌，不断提升工程管理水平，进一步提高工程完整性和抗洪强度。三是加强技能培训，开展扎实有效的修防技能训练活动。运行观测队伍存在青黄不接、年龄老化、技术水平偏低等问题，要进一步加大对修防工技能培训，开展扎实有效的技术训练活动，提高运行观测队伍和养护队伍的整体业务水平。四是积极探索水管体制改革后运行机制。水管体制改革后，在运行管理方面可能存在这样或那样的问题，如抢险与加固的界定问题等，要积极探索新形势下水管体制改革新机制，适应新形势的需要。

3.8 加大模型黄河建设力度，建设黄河下游窄河段河道模型，开展河道整治工程方案试验研究

小浪底水库运用后，进入黄河下游的水沙条件发生了明显变化，中常洪水河道整治工程发生险情的几率仍然很高。经过5年的攻关破难，黄河下游游荡性河道演变机理及河道整治方案研究取得丰硕成果，并付出实施。但山东黄河过渡性、弯曲性及河口河段至今还没有统一的河道整治治导线和整治方案，加上河道内建设项目日趋增多，对河道产生的不利影响因素很多，情况复杂。一是要加大模型黄河建设力度，建立苏泗庄至河口河段河道模型。二是成立黄河下游山东窄河段河道研究课题组，开展过渡性、弯曲性和河口河段河道演变机理及河道整治方案研究。三是开展河道内建设项目对河道及河道整治工程的影响及对策研究。

稿件来源：黄河报·黄河网