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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