砂性土質(zhì)行洪河道治理略議

陳得陽(yáng) 陳 艷

安徽省宿州市北部地區(qū)歷史上長(zhǎng)期受黃河泛濫影響，多為砂性土質(zhì)，易沖易淤，本文以埇橋區(qū)閆河治理工程為例，分析其治理經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，為類(lèi)似河道治理提供參考。

一、基本情況

閆河發(fā)源于江蘇省徐州市境內(nèi)廢黃河南岸的六鋪水庫(kù)，沿途經(jīng)過(guò)潘塘、劉塘、官莊等村鎮(zhèn)，于宿州市楊莊鄉(xiāng)林莊村北部進(jìn)入安徽境內(nèi)，河道全長(zhǎng)25.15km，流域面積138.4km2，其中安徽省境內(nèi)現(xiàn)狀全長(zhǎng)11.35km，流域面積56.4km2。2006年，按照5年一遇除澇、20年一遇防洪的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閆河進(jìn)行治理，建設(shè)內(nèi)容包括河道疏浚、節(jié)制閘重建（閆莊閘）、橋涵配套等。河道坡降約1/5000，河底寬度10～20m，邊坡1∶2.5，灘地寬度5～10m。閆莊閘規(guī)模3 孔4m，5年一遇除澇流量96.0m3/s，相應(yīng)水位27.38m/27.23m；20年一遇排洪流量165.0m3/s，相應(yīng)水位29.60m/29.50m。正常蓄水位27.30m/24.50m，下游的節(jié)制建筑物為奎河的馬元閘，距離20.86km。閘下河底高程23.23m，水深1.27m，正常年份還要低于這個(gè)數(shù)值。

二、存在問(wèn)題

工程完工后，汛期來(lái)臨，閆河下游河段閆莊閘下游海漫、護(hù)坡被水沖毀，河岸也沖刷嚴(yán)重，對(duì)閘下進(jìn)行恢復(fù)、加固，之后閘下再次沖毀，河灘進(jìn)一步?jīng)_刷。2016年，閆莊閘再次加固，延長(zhǎng)下游鋪蓋長(zhǎng)度，增加防沖措施，但是鋪蓋以下河岸又被淘蝕。截至目前，呈現(xiàn)出蜿蜒型河道特點(diǎn)，河線彎彎曲曲，一側(cè)沖刷一側(cè)淤積，凹岸沖刷，灘地日益后退，凸岸造地，灘地漸次增加，百姓已在上面耕種。這種演變會(huì)繼續(xù)發(fā)展，凹岸灘地沖刷嚴(yán)重，大水淘蝕堤防崩決，將會(huì)造成嚴(yán)重災(zāi)害。

三、原因分析

河流創(chuàng)造河床，適應(yīng)河床，改造河床；河床改變水流，適應(yīng)水流，受水流的改造。河流的沖刷、淤積，歸根到底，是由水、土二相性所致，水力、土力兩者此消彼長(zhǎng)的過(guò)程，是河流沖刷、淤積的決定因素。因此，對(duì)于閆河的沖刷、淤積問(wèn)題，需要從水、土兩個(gè)方面進(jìn)行分析。

1.水的因素

上游江蘇省徐州市境內(nèi)河道的排水標(biāo)準(zhǔn)較下游高，形成了同一條河道排水能力上大下小的局面；另一方面，為蓄水灌溉，上游開(kāi)挖了多條東西向串通大溝，串通了奎河、瑯溪河、閆河、清溪河、看溪河等，打亂了水系，加大了下游的洪澇壓力。上游的水量、水位條件均發(fā)生變化，表現(xiàn)為水力加強(qiáng)，形成沖刷、淤積，這是河流創(chuàng)造河床、適應(yīng)河床、改造河床的過(guò)程。在這個(gè)演進(jìn)過(guò)程中，河道彎曲程度不斷增加，河道長(zhǎng)度不斷加大，這是河床改變水流、適應(yīng)水流、受水流的改造的過(guò)程。究其根本，是水土二相性自適應(yīng)過(guò)程。

2.土的因素

在河道深度范圍內(nèi)，自上而下分布三個(gè)土層：①層，輕粉質(zhì)砂壤土，凝聚力18kPa，內(nèi)摩擦角25°，滲透系數(shù)5.9×10-5cm/s，平均厚度2.8m；②層，重粉質(zhì)砂壤土，夾輕粉質(zhì)壤土及輕粉質(zhì)砂壤土薄層。凝聚力10kPa，內(nèi)摩擦角20°，滲透系數(shù)3.6×10-5cm/s，平均厚度3.8m；③層輕粉質(zhì)砂壤土，夾重粉質(zhì)砂壤土薄層。凝聚力18kPa，內(nèi)摩擦角22°，滲透系數(shù)6.0×10-5cm/s，平均厚度3.0m。經(jīng)計(jì)算，不沖流速為0.9～1.0m/s，汛期實(shí)際流速遠(yuǎn)大于此。

可以看出，一方面上游來(lái)水量增加；另一方面，閆莊閘下水深不足，行洪時(shí)，閘上水位29.6m，閘下水位24.5m，落差5.1m，實(shí)際汛期行洪時(shí)，落差可能更大。閘下水深1.27m，上游洪水驟至，上下游落差較大，水高勢(shì)急，下游水深太小，河道土質(zhì)抗沖性較差，兩者結(jié)合，形成沖刷。究其根本，水力勝于土力之故。閆河治理之前未有大量沖刷，原因可能是閘下1.2km 有一處堵壩，抬高了上游水位，另外河道經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行，河岸形成自然穩(wěn)定狀態(tài)，也是原因之一。

四、解決辦法

根據(jù)上述分析，閆河需要解決兩個(gè)問(wèn)題：一是解決閘下沖刷問(wèn)題，二是恢復(fù)河道形態(tài)?！跋戎尾　⒃倩謴?fù)”，如果資金充裕，也可同步進(jìn)行。

1.閘下沖刷

建議在下游增加節(jié)制，抬高閘下水位，以消殺水勢(shì)。鑒于奎河的其他支流，包括鄰近的孤山河、看溪河等也存在類(lèi)似問(wèn)題，可將閘址選在奎河本干鳳山處，同時(shí)節(jié)制上游各支流水位。新閘距離閆莊閘7.2km，建成后，閆莊閘下水深可保持2m 以上，汛期可有效防止沖刷。治理閆河下游的支流月牙河即采用此種辦法，效果很好。月牙河在閆莊閘下1.5km 處右岸匯入，與閆河類(lèi)似，未治理之前，河道形態(tài)很好，治理之后，沖刷嚴(yán)重，堤防潰決。工程設(shè)計(jì)采用“中控下疏，以水治水”的治理理念，在中游建設(shè)節(jié)制閘，保持上游河道的經(jīng)常性水深，下游改成平底河道，與閆河河底高程一致，閆河水量可以有效回溯至閘下，水深1m 左右，疏浚土方用于堤防重建，治理之后，效果很好，沖刷問(wèn)題得到解決，河道形態(tài)趨于穩(wěn)定。

2.河道形態(tài)

建議在兩岸堤防不動(dòng)的前提下，恢復(fù)中泓河線，重建灘地。對(duì)于形成河心灘的河段，采取“抽心裁彎”的辦法，疏浚土方用于灘地重建；中泓宜深，但不低于奎河河底。通過(guò)上述措施，重構(gòu)中泓—灘地—堤防布局。

五、結(jié)論

砂性土質(zhì)河道位于黃泛區(qū)，由于黃河是地上河，兩側(cè)河道沿線坡降比較大，在宿州市境內(nèi)，平均為1/5000。汛期時(shí)，來(lái)水勢(shì)急，容易造成沖刷，宜多設(shè)節(jié)制，形成梯級(jí)控制，一方面可以層層消殺水勢(shì)，保持水力和土力的平衡，另一方面可以使河道在非汛期時(shí)保持經(jīng)常性水深，阻止蘆葦生長(zhǎng)。在斷面布置上，河道宜深，邊坡宜緩，河道深則河水深，邊坡緩則河岸穩(wěn)，深水區(qū)一泓碧水，淺水區(qū)水草叢生，從而形成良好的自然河道形態(tài)■