水利工程論文-淺析西霞院水庫的修建對(duì)黃河洛陽河段的影響及對(duì)策.doc

水利工程論文-淺析西霞院水庫的修建對(duì)黃河洛陽河段的影響及對(duì)策摘要：洛陽河段具有洪水來勢(shì)猛，預(yù)見期短，河勢(shì)較散亂等特點(diǎn)，小浪底水庫的投入運(yùn)用和近年來水沙條件的改變，洛陽河段的河勢(shì)發(fā)生了許多不利變化，即將動(dòng)工興建的西霞院水利樞紐工程將再次對(duì)洛陽河道產(chǎn)生新的影響，對(duì)洛陽河道整治提出新的問題。解決這些不利影響的根本措施是改善洛陽河段現(xiàn)狀，新建、加固、改建、擴(kuò)建現(xiàn)有河道整治工程。關(guān)鍵詞：西霞院水庫黃河洛陽1基本情況黃河洛陽河段位于黃河中游末端，是黃河出峽谷進(jìn)入平原的過渡河段，河道全長94km，設(shè)防河段39km。黃河自白鶴出峽谷后，河道逐漸展寬，白坡附近河寬1.4km，鐵謝險(xiǎn)工處河寬1.0km，至伊洛河口，河面寬達(dá)10km。由于大河初出峽谷，河道比降大，洛陽黃河公路橋以上河道比降0.50.7，洛陽黃河公路橋至花園鎮(zhèn)控導(dǎo)工程河道比降0.265。洛陽河段具有洪水來勢(shì)猛，預(yù)見期短，河勢(shì)較為散亂的特點(diǎn)，特別是小浪底水庫運(yùn)用后，清水下泄，沖刷力強(qiáng)，灘地坍塌、工程出險(xiǎn)及河勢(shì)變化頻繁。豫西河務(wù)局所轄黃河河段內(nèi)共有河道整治工程12處，其中黃河防洪工程5處，連地灘工程7處，共計(jì)243個(gè)單位工程，堤防一段，7.60km。2西霞院水庫修建后對(duì)黃河洛陽河段的影響分析2.1工程概況西霞院反調(diào)節(jié)水庫（以下簡稱西霞院工程）是小浪底水利樞紐的配套工程，位于小浪底壩址以下16km處，左岸為吉利區(qū)南陳村，右岸為孟津縣平莊。工程控制流域面積69.5萬km2，土壩最大壩高21m，水庫總庫容為1.62億m3，裝機(jī)容量14萬kw，年發(fā)電量為5.9億kw.h。工程開發(fā)任務(wù)以反調(diào)節(jié)為主，結(jié)合發(fā)電，兼顧灌溉、供水等綜合利用。工程總體布置方案采用右岸灘地集中布置、兩側(cè)土石壩垂直防滲方案，即泄水、發(fā)電等主要建筑物布置在右岸灘地，其下游通過修筑的排水渠道與主河槽相連。為控導(dǎo)下游河勢(shì)和保護(hù)霞院村及其灘地，西霞院工程在初步設(shè)計(jì)時(shí)考慮了部分下游防護(hù)工程，防護(hù)工程上接泄洪閘下游右側(cè)導(dǎo)墻，在霞院灘附近軸線向南偏與高家莊護(hù)灘工程相連，轉(zhuǎn)彎半徑為1000米，工程總長1262米。為防止水流沖刷，防護(hù)工程前600米為混凝土護(hù)坡，后662米為漿砌石護(hù)坡。2.2河勢(shì)演變2.2.1歷史河勢(shì)黃河洛陽河段河道的形成已有4000余年歷史。右岸為邙山，左岸為青風(fēng)嶺，河道游蕩擺動(dòng)范圍較小。民國時(shí)期，該河段主流擺動(dòng)不定，白鶴、白坡工程處主流位置南北移動(dòng)幅度較大，鐵謝險(xiǎn)工靠河不穩(wěn)定，致使下游河勢(shì)紊亂，1960年至1964年，白鶴、白坡工程主流歸順，鐵謝險(xiǎn)工靠河條件稍有改善，但送溜不力，下游河勢(shì)紊亂狀況仍未改變；1965年至1974年，白鶴、白坡來溜進(jìn)一步歸順，鐵謝工程靠河良好，送溜狀況改善，下游河道（逯村花園鎮(zhèn)河段）河勢(shì)得到很大的調(diào)整。1975年至1984年，白鶴、白坡工程來溜集中、歸順，鐵謝工程迎送溜條件得到很大改善，由于逯村工程修建長度較短，逯村到花園鎮(zhèn)河段河勢(shì)仍很紊亂。1985年以后，隨著治河認(rèn)識(shí)的不斷提高，游蕩性河道整治的工程措施不斷得到完善，河道游蕩范圍得到一定的控制。2.2.2現(xiàn)狀河勢(shì)由于受霞院灘的影響，多年來，白鶴工程上首來流分南北兩股，當(dāng)大河流量在3000m3/s以上時(shí)，北股過流占60%，南股過流占40%，當(dāng)大河流量較小時(shí)，南股過流占60%，北股過流占40%。兩股河在白鶴工程0壩上首會(huì)合后，經(jīng)白鶴工程送溜至白坡工程。白坡工程修建于1998年，河出白坡工程后，送溜到鐵謝險(xiǎn)工4護(hù)岸，由于鐵謝工程的平面未能形成比較平滑的彎道，在小流量低含沙水流條件下，其控導(dǎo)作用很弱，而且，小水河勢(shì)受河段內(nèi)由砂卵石構(gòu)成的邊灘、心灘的影響也很大。近幾年，由于上游來水較小，長期的小水作用，鐵謝險(xiǎn)工河勢(shì)上提，主流入北門壩以上彎道后，受填彎15壩及北門壩（10#壩）的挑流作用，溜勢(shì)外移，偏向?qū)Π?，鐵謝險(xiǎn)工下首工程失去送流入逯村工程的作用，主流過洛陽公路橋后偏向南岸，逯村工程從1998年開始僅下部靠河。為改善逯村工程靠河情況，2000年在鐵謝險(xiǎn)工下延了300m潛壩，試圖將主流挑向北岸，但由于近兩年流量一直較小，再加上潛壩前溜勢(shì)外移，其挑流效果無法發(fā)揮，使逯村工程長期以來僅下首壩段著溜靠河，逯村工程靠河形勢(shì)難以好轉(zhuǎn)。主流出逯村后明顯外擺淘灘，形成凹向下游逯村開儀圍堤的坐彎河勢(shì)，對(duì)溫孟灘移民區(qū)的圍堤造成了很大的威脅，并影響下游河勢(shì)。由于逯村工程送溜能力差，大河滑過鐵爐工程后，流向花園鎮(zhèn)1929壩，受上游來溜方向變化影響，花園鎮(zhèn)工程送溜能力減弱，花園鎮(zhèn)工程下灘岸坍塌嚴(yán)重。2.4西霞院水庫的修建對(duì)洛陽河段的影響分析西霞院工程距白鶴工程不足2公里，軸線布置與原河道橫斷面成較大角度，而且泄水建筑物集中在南岸布置。由于霞院灘的作用，白鶴工程上首來流分南北兩股，南股河受北股河的頂托，白鶴工程全線靠溜，送溜效果良好。由于白鶴控導(dǎo)工程長度僅800米，對(duì)工程來流方向適應(yīng)性差，西霞院工程建成后，北岸南陳河道將逐漸消失，僅剩南股河過水，由于水流出西霞院工程后缺乏必要的導(dǎo)流設(shè)施，以保證下游來水方向，因此南股河將失去北股河的頂托，白鶴工程著溜點(diǎn)將下挫，白坡工程河勢(shì)隨之發(fā)生改變，引起下游河勢(shì)繼續(xù)向不利方向變化。西霞院工程修建后，北股河逐漸消失，僅剩南股河過水，河道在水庫下泄水流的順直沖刷下，必將向窄深方向發(fā)展，造成河床沖刷下切嚴(yán)重，高家莊護(hù)灘工程、白鶴與白坡控導(dǎo)工程首當(dāng)其沖，將會(huì)頻繁出險(xiǎn)，沿程灘岸嚴(yán)重坍塌，不但影響黃河防洪工程的安全，而且對(duì)沿岸人民生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展構(gòu)成威脅。3防護(hù)措施及對(duì)策西霞院反調(diào)節(jié)水庫的修建，對(duì)黃河洛陽河段的影響不容忽視，而且由于近年來黃河來水來沙條件的變化和河段內(nèi)河道工程本身的不完善，河勢(shì)趨向不利方向發(fā)展，因此加快此河段的河道整治步伐，逐步完善河道整治工程和盡早修建防護(hù)工程是十分必要的。3.1高家莊護(hù)灘工程加固改建并下延高家莊工程下首至白鶴工程上首僅相距400m，且中間有一排洪溝，為防止水流倒灌，并考慮高家莊工程目前抗洪強(qiáng)度較差的實(shí)際情況，應(yīng)對(duì)高家莊工程進(jìn)行加固改建，并下延與白鶴控導(dǎo)工程上首0號(hào)壩相接，考慮到工程建成后的防汛搶險(xiǎn)和工程管理，建議增列一部分管護(hù)設(shè)施和管護(hù)經(jīng)費(fèi)。3.2白鶴控導(dǎo)工程加固及下延白鶴控導(dǎo)工程緊偎西霞院水庫壩址下首，工程普遍存在基礎(chǔ)淺、根基差，受水庫下泄水流順直沖刷，工程本身將大范圍出險(xiǎn)，且由于白鶴控導(dǎo)工程長度較短，送流不力，順直水流極有可能在工程下首坐灣，形成“橫河”、“斜河”。故為確保白鶴控導(dǎo)工程安全，進(jìn)一步規(guī)順白鶴白坡工程河勢(shì)流路，建議對(duì)白鶴控導(dǎo)工程全面加固，并下延2道丁壩。3.3白坡控導(dǎo)工程加固及整修白坡控導(dǎo)工程修建后，由于不能有效地迎接白鶴工程來流，工程常年僅15壩靠河，靠河情況不理想；并且工程自建成后，沒有經(jīng)受過大洪水的考驗(yàn)，存在基礎(chǔ)淺、根基差等情況，很容易發(fā)生險(xiǎn)情。為更好地迎接白鶴