黄河下游河道调沙及防洪影响分析

黄河下游河道调沙及防洪影响分析

一、山东黄河流的防洪能力分析1.山东省利津站沙量自2002年以来，黄河已连续五次进行水调节和沙量调节，花园口站水调节沙量调节沙量213亿3m，沙量1.94亿t。进入山东省高村站的总水量为203亿m3，沙量为2.65亿t。利津站总水量为189亿m3，沙量为3.64亿t。调水调沙最大流量花园口站为3920m3/s，高村站为3900m3/s，利津站为3730m3/s，均出现在2006年调水调沙期间。2.黄河自从调节沙子以来的河流(1）/s值分析根据2006年调水调沙期黄河下游主要水文站水位流量关系分析，3000m3/s同流量水位（大沽高程，下同）涨水期与2002年调水调沙涨水期相比，山东黄河5个水文站平均降低1.05m，其中高村、泺口站降低较大，分别降低了1.48m、1.10m，孙口站降低较少，降低了0.76m,见表1。(2）降低主槽降低速率据河道统测资料分析，2002年5月至2006年4月，高村至汊2河段主槽平均降低了0.50m，其中高村—孙口河段主槽降低了0.51m，孙口—艾山河段降低了0.49m，艾山—泺口河段降低了0.76m，泺口—利津河段降低了0.68m，利津—汊2降低了0.27m。冲刷主要发生在2003年5月至2003年10月，高村至汊2河段主槽平均降低0.21m，占降低值的42%；其次为2005年5月至2005年10月，高村至汊2河段主槽平均降低0.18m，占降低值的36%，见表2。3.主要河段平滩流量2006年调水调沙期间，山东黄河各水文站最大流量分别为：高村站3900m3/s、孙口站3720m3/s、艾山站3830m3/s、泺口站3770m3/s、利津站为3730m3/s，较前4次调水调沙期最大流量明显增大。虽然各滩区未发生漫滩，但由于最大流量持续时间短，因此，并不能表明山东黄河滩区平滩流量均增大至调水调沙期最大流量值。根据大河流量情况和滩唇出水高度，目前，山东省各河段主要滩区平槽流量分析如下：高村以上河段东明南滩平滩流量约为4200m3/s，东明西滩平滩流量约为3900m3/s。高村—孙口河段平滩流量差别较大，其中东明北滩，牡丹区岔河头、张阎楼滩，鄄城董口、葛庄滩平滩流量较大约为3800～4300m3/s，其他滩区约为3400m3/s。孙口—艾山河段平滩流量约为3500m3/s。艾山—泺口河段平滩流量约为3700m3/s。泺口—利津河段约为3800m3/s，其中滨州邹平、博兴滩区，淄博高青滩区平滩流量约为4000m3/s，利津河段约为3500m3/s。利津以下河段河口区河口北滩平滩流量约为3800m3/s，其他滩区约为3400m3/s。从2006年调水调沙情况来看，平滩流量较小滩区主要在鄄城县临濮滩、左营滩，郓城县徐码头滩、罗楼滩、四杰滩，梁山县于楼、蔡楼滩及利津以下部分滩区。4.“978”洪水根据2006年调水调沙期各水文站水位表现，依据历史大洪水水位～流量关系趋势，若2006年发生“96·8”量级的洪水，同流量水位表现均有所降低，与“96·8”洪水洪峰流量相应水位相比，高村站偏低0.26m，孙口站偏低0.10m，艾山站偏低0.27m，泺口站偏低0.60m，利津站偏低0.62m。二、东平湖蓄洪利用能力分析1.东宽西窄洪水大汶河是黄河下游最大的支流，流域东西长146km，南北宽58km，流域面积8536.5km2。流域地势东高西低，东宽西窄。大汶口以上为上游，占流域面积的65%，源流众多，为汶河的主要集水区域；大汶口至东平的戴村坝为中游，河长55.8km；戴村坝至东平湖为下游（又名大清河），河长29km。洪水经沿途支流汇集，最后注入东平湖。汶河洪水均由暴雨形成，属山溪性河流，源短流急，洪水暴涨暴落，洪峰形成快、来势猛，历时短，含沙量小。一次洪水总历时一般为3～5天。2.老湖蓄洪能力对大汶河发生不同量级的洪水经东平湖调洪演算可知：东平湖出湖闸（不破除庞口闸围堰）按敞泄方式运用，东平湖老湖区（不破除金山坝）可以处理7.6年一遇以下的洪水，使老湖水位不超过44.0m;20年一遇～50年一遇洪水需相机破除庞口闸围堰和金山坝，可控制老湖水位不超过46.0m。大汶河不同频率来水，老湖蓄洪能力见表3。若2006年汶河发生“01·8”量级洪水，10天洪量约为5.9亿m3。根据现状黄河、出湖河道计算，老湖最高蓄水位43.62m，相应蓄水量4.17亿m3，较“01·8”洪水最高蓄水位低0.76m。最大入黄流量为728m3/s，较“01·8”洪水期偏大58m3/s。3.黄河洪水与东平湖洪水风险根据孙口站2006年设计洪水过程，选取对下游不利的1958、1982年型下大洪水与汶河不同频率洪水相组合，东平湖蓄洪能力如下：若花园口站发生1958年型“下大洪水”，东平湖老湖可单独处理：(1)黄河100年一遇（相应孙口站洪峰流量11100m3/s）与汶河1958年型（10天洪量5亿m3）相遇的洪水，老湖蓄水位为45.27m；(2)黄河50年一遇（相应孙口站洪峰流量10400m3/s）与汶河1957年型（16天洪量10亿m3）相遇的洪水，老湖蓄水位为45.72m。若黄河1000年一遇（相应孙口站洪峰流量14500m3/s）与1957年型汶河洪水（16天洪量10亿m3）相遇，需全湖运用，蓄水位为43.36m。若花园口站发生1982年型“下大洪水”，东平湖老湖可处理黄河50年一遇（相应孙口站洪峰流量12400m3/s）与汶河1958年型（10天洪量5亿m3）相遇的洪水，老湖蓄水位为45.48m。若黄河100年一遇（相应孙口站洪峰流量13900m3/s）与汶河1957年型（16天洪量10亿m3）洪水相遇，如全湖运用，湖水位为45.72m。若黄河1000年一遇（相应孙口站洪峰流量14500m3/s）与1957年型汶河洪水（16天洪量10亿m3）相遇，需全湖运用，蓄水位为44.26m。4.不顶托流量结果根据老湖退水入黄能力和入黄口处黄河河道情况分析，当老湖水位43.0m时，大河不顶托流量为2700m3/s；当老湖水位44.0m时，大河不顶托流量为4200m3/s；当老湖水位45.0m时，大河不顶托流量为5200m3/s；当老湖水位46.0m时，大河不顶托流量为6440m3/s。三、关于问题和建议1.关于黄河下游的洪水容量(1）．“848”洪水发生的可能性循环虽然山东省各站同流量水位经2002—2006年5次调水调沙的冲刷，主槽内同流量水位表现明显降低，主槽排洪能力明显增强，但黄河下游二级悬河的形势并未发生根本性的改变。一旦发生“96·8”量级的洪水，相应洪峰水位虽然有所降低，但生产堤仍将大面积偎水，由于滩区生产堤强度不足及部分河段河势可能发生变化，生产堤易发生溃决。预计仍然会发生较大范围的漫滩。洪水一旦漫滩后，由于滩区引水渠道及交通道路纵横交错，种植大量的林木和高秆作物，而且生产堤的标准也比较高，滩唇、生产堤、渠道、道路、村台都将严重阻水，退水较慢，水流流速大大降低，水位表现仍然较高，仍会出现“96·8”洪水传播时间慢，水位异常偏高的现象。(2）控制洪水灾害一旦出现较大洪水，应充分发挥上中游水库联合调度的作用，分别运用小浪底、三门峡水库控制上游来水，故县水库控制小花间洛河来水，陆浑水库控制小花间伊河来水，通过四库联合调度的作用，最大限度减轻下游洪水灾害。建议：(1)当黄河中游、小花间出现“96·8”型及以上级含沙量较低的洪水时，应充分发挥小浪底、三门峡、故县、陆浑水库的调洪、削峰作用，控制黄河下游不漫滩或局部漫滩。(2)当黄河中游出现“96·8”型及以上流量级高含沙洪水时，小浪底水库进行风险运用，下游滩区生产堤应实行有计划的破口，淤填堤沟河，淤滩刷槽。不应死守、保护生产堤。2.东平湖蓄水能力(1）洪水入湖流路大清河入湖口，因多年来沙淤积和围湖造田影响，打乱了河道自然流路，缩窄了河道断面，目前河道最窄处仅130余m，致使洪水入湖不畅，壅高大清河水位。建议：一是采取工程措施，裁弯取直，缩短洪水入湖流路；二是当大汶河发生较大洪水时，应及早对入湖口处的围湖造田破口，增大过流断面。(2）降低过流能力闸上引河因湖区群众围湖造田加修生产堤，缩窄了过水断面，增加了水头损失，降低了过流能力，是退水入黄不畅的关键因素。建议：一旦汶河发生较大洪水，预计东平湖老湖出现44.0m以上的水位时，应及早破除闸上生