薛晨亮

(陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710018)

?

渭河 “2011.09”洪水下游河道工程出險(xiǎn)原因分析

薛晨亮

(陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710018)

2011年9月上旬，陜西渭河流域出現(xiàn)了三次明顯的降雨過程，形成了三場較大的洪水過程。在洪水過程中下游防洪工程經(jīng)受住了考驗(yàn)，發(fā)揮了巨大的防洪保安效益，確保了渭河堤防的安全，但河道工程遭受了嚴(yán)重的水毀。本文主要針對河道工程出險(xiǎn)原因進(jìn)行分析，并提出通過完善河道工程建設(shè)和優(yōu)化工程斷面結(jié)構(gòu)形式等應(yīng)對措施，完善河道工程布局，為了滿足新時(shí)期下的治河新理念提供依據(jù)。

渭河；洪水；河道工程；出險(xiǎn)原因

2011年9月上旬，渭河流域出現(xiàn)了三次明顯的降雨過程，形成了三場較大的洪水過程。其中第三場洪水為1981年洪水后30 a來的最大洪水，臨潼水文站洪峰流量5 410 m3/s；華縣水文站洪峰流量5 260 m3/s。本次洪水具有含沙量低，洪峰傳播歷時(shí)長、臨潼～渭南河段同流量水位偏高和洪峰持續(xù)時(shí)間長等特性。

1 工程出險(xiǎn)情況

在洪水過程中下游防洪工程經(jīng)受住了考驗(yàn)，發(fā)揮了巨大的防洪保安效益，確保了渭河堤防的安全。但河道工程遭受了嚴(yán)重的水毀。本次洪水后下游防洪工程共發(fā)生水毀或險(xiǎn)情34處，其中河道工程水毀31處，水毀壩垛148座。發(fā)生水毀的河道工程中除3處工程外其余28處工程共計(jì)37 km的連壩路及進(jìn)壩路被沖毀、淤埋；其中南趙、新興、蘇村、倉西等12處工程共計(jì)54個(gè)壩頭發(fā)生了壩頭垮塌的重大險(xiǎn)情。

圖1 河道工程水毀現(xiàn)場圖

2 河道工程出險(xiǎn)原因分析

本次洪水過程中河道工程出險(xiǎn)嚴(yán)重，其中主流頂沖段河道工程基本不能抵抗洪水淘刷，壩頭、壩襠土胎坍塌嚴(yán)重。頂沖段河道工程已基本失去保護(hù)堤防及控導(dǎo)河勢的作用。目前渭河下游已建河道整治工程多為傳統(tǒng)柳石結(jié)構(gòu)，通常采用土壩體外圍裹護(hù)防沖材料形式。一般分為壩體、護(hù)坡和護(hù)根三部分。土壩體一般用壤土填筑；護(hù)坡用塊石拋筑；基礎(chǔ)護(hù)根用塊石、鉛絲籠石等拋筑，經(jīng)多次搶險(xiǎn)加固后逐步達(dá)到穩(wěn)定。結(jié)合本次洪水過程中的出險(xiǎn)情況，對河道工程出險(xiǎn)原因分析如下：

2.1 工程布局偏少，工程長度不足，控導(dǎo)河勢的能力較弱

目前渭河下游尤其是臨渭區(qū)以下河段，河道工程布局偏少，現(xiàn)有河道工程長度偏短，因此并不能很好的控導(dǎo)河勢。渭河下游出現(xiàn)數(shù)處畸形河灣，局部段形成“橫河”等不利河勢，主流頂沖點(diǎn)直接威脅堤防和護(hù)岸。

2.2 工程臨水側(cè)坡比較陡，工程結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定

目前渭河下游河道工程土壩體臨水側(cè)坡比為1:1.1,砌石護(hù)坡臨水側(cè)坡比為1:1.3，工程坡比基本處于抗滑穩(wěn)定的臨界值。由于前期河道工程的設(shè)計(jì)特性，一旦發(fā)生災(zāi)情，此種邊坡結(jié)構(gòu)形式容易將籠石從壩頂推入河中，有利于工程搶險(xiǎn)。結(jié)合本次洪水出險(xiǎn)特點(diǎn)，一旦河道工程護(hù)根基礎(chǔ)全部坍塌，現(xiàn)狀砌石護(hù)坡基本不能抵抗洪水頂沖，全部滑塌至水中。導(dǎo)致主流直接頂沖土胎，損失慘重。通過選取垮塌嚴(yán)重的倉西工程進(jìn)行原工程斷面進(jìn)行邊坡穩(wěn)定計(jì)算，洪水降落期臨水邊坡穩(wěn)定系數(shù)為1.06，處于安全穩(wěn)定的臨界值。

2.3 工程斷面根石數(shù)量小，工程抗洪能力弱

由于現(xiàn)狀河道工程的特點(diǎn)，考慮到一次性按照設(shè)計(jì)沖刷深度擺放籠石，工程投資較大，因此前期工程在批復(fù)時(shí)設(shè)計(jì)斷面籠石數(shù)量較少，后期通過洪水期根石的坍塌及多次搶險(xiǎn)加固基礎(chǔ)才能達(dá)到穩(wěn)定。渭河下游河道近年來新修工程較多，經(jīng)歷洪水考驗(yàn)不足，工程基礎(chǔ)未得到及時(shí)的搶險(xiǎn)加固，基礎(chǔ)埋深不夠，工程極易出險(xiǎn)。

3 應(yīng)對措施

3.1 繼續(xù)完善河道工程建設(shè)

截至2011年底，渭河下游共建有河道整治工程66處，壩垛1 476座，控制河岸總長度135.89 km，工程控制河岸長度占河岸總長度(兩岸)的42%。尤其在下游赤水河以下詹劉～濱壩河段，河道控導(dǎo)工程較少，平面河勢呈“麻花”狀，因此需要進(jìn)一步完善工程總體布局，通過控導(dǎo)工程建設(shè)理順中水流路、改善現(xiàn)有河勢、減少河道擺動(dòng)的范圍，防止河勢發(fā)生不利的變化。

3.2 優(yōu)化工程斷面結(jié)構(gòu)形式

在本次洪水過程中，主流一旦頂沖或者斜沖壩頭，工程基本不能抵抗洪水，水毀嚴(yán)重，其中頂沖壩頭石方砌護(hù)基本全部垮塌、土胎坍塌也在1/2左右?？紤]到現(xiàn)階段工程施工機(jī)械化程度較高，工程搶險(xiǎn)由之前的人工搶險(xiǎn)為主逐步轉(zhuǎn)為機(jī)械搶險(xiǎn)為主，因此可以考慮將工程臨水側(cè)的內(nèi)外坡，適當(dāng)變緩。將現(xiàn)狀常規(guī)設(shè)計(jì)的坡比由1：1.3調(diào)整為1:2，護(hù)坡由干砌石護(hù)坡調(diào)整為格賓網(wǎng)砌護(hù)。該結(jié)構(gòu)形式由于工程護(hù)坡連為一個(gè)整體，即使局部根石坍塌，也不會(huì)造成工程坡面損壞；臨水側(cè)邊坡變緩，也能一定程度避免護(hù)坡滑塌。同時(shí)網(wǎng)墊上覆土植草，一方面可增加護(hù)坡的抗沖能力，同時(shí)又具有一定的景觀效果，但相對投資較大。

4 結(jié)語

作為渭河下游防洪體系的重要組成部分，河道工程在渭河下游的防洪治理中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。針對“11.09”洪水中河道工程暴露的問題，完善河道工程總體布局，優(yōu)化工程斷面結(jié)構(gòu)是十分必要的，建議在后期相關(guān)設(shè)計(jì)中，可選取試點(diǎn)工程對工程斷面結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化調(diào)整，結(jié)合實(shí)際情況合理確定工程斷面形式。使河道工程能夠滿足新時(shí)期下的治河新理念。

[1]河道整設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50707-2011)[M]. 北京：中國計(jì)劃出版社.2011.

[2]河道治理工程及其效用[M]. 鄭州：黃河水利出版社.2008.

[3]陜西省水利廳.陜西省渭河下游干流防洪工程可行性研究報(bào)告.2013.

2016-08-14

薛晨亮(1982-)，男，陜西渭南人，工程師，主要從事水利工程設(shè)計(jì)工作。

TV122+.1

B

1004-1184(2017)02-0094-01