陳雄波，于守兵，王開榮

（1.黃河勘測規(guī)劃設計有限公司，450003，鄭州；2.黃河水利科學研究院，450003，鄭州）

一、現(xiàn)有背景

1949年以后，隨著中華人民共和國的建立，黃河河口地區(qū)的生產(chǎn)發(fā)展對防洪要求日益提高，為使尾閭河道不再任意改道，1953年改甜水溝、宋春榮溝、神仙溝分流入海為神仙溝獨流入海。1964年1月由于河道淤積使水位抬高，凌汛期在羅家屋子爆破分洪，水由刁口河入海。1976年5月由于河道淤積延伸，汛期西河口流量為6500 m3/s時，西河口水位達到當時計劃的改道水位10 m（大沽高程，下同），在西河口實施了有計劃的人工改道，由清水溝流路入海，至1996年西河口以下河長達65 km。為有利于勝利油田石油開采，沿東略偏北方向?qū)嵤┝饲?改汊，目前清8汊流路狀況尚好，還有較大的行河潛力。

黃河口流路運用方式主要有3種：

①固定流路行河：該行河方式的實質(zhì)是希望通過一定的工程措施，把黃河來沙全部帶到深海，使黃河河口海岸處于動態(tài)平衡，黃河入海流路長期固定，改變黃河河口長期以來淤積、延伸、擺動、改道循環(huán)演變的局面，以利于河口地區(qū)經(jīng)濟社會的發(fā)展。

②輪流行河：該行河方式的原則是以保障黃河下游防洪安全為前提，以黃河河口生態(tài)環(huán)境良性維持為基礎，充分考慮地區(qū)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。西河口控制流量為10000 m3/s時，水位不超過12 m，保障黃河下游河道防洪安全，按一定的控制條件輪流使用各條流路。

③同時行河：基于河口岸線平衡概念，采用多條流路平行行河，利用海洋動力和輸沙動力，力爭通過各入海流路的同時使用，使河道泥沙輸移與海洋動力拖曳泥沙形成相對平衡，恢復和維持各條流路的生態(tài)系統(tǒng)。

國務院批準的《黃河流域綜合規(guī)劃（2012—2030年）》推薦近期主要使用清水溝流路，行河順序為：現(xiàn)行清8汊+北汊+原河道，還可以使用50年以上；同時進行刁口河流路的生態(tài)調(diào)水，并加強對同時行河方式的深入研究；馬新河與十八戶是遠景可能使用的備用流路。

目前刁口河已停止行河41年，流路由于缺乏有效保護，河槽萎縮，河道泄洪排沙功能逐步弱化。為了更有效地利用刁口河備用流路，給黃河三角洲北部補水，應考慮在現(xiàn)行清水溝流路興建工程設施，壅高水位，同時在壅水影響范圍內(nèi)修建分水設施，將部分水量導入刁口河。

二、修建橡膠壩的必要性

利于引水。因此，橡膠壩的位置在擬建分洪閘下游500 m，即北大堤樁號14+000處，為減少壩袋長度和工程量，利于水流順暢下泄，橡膠壩布置方向與主流垂直。橡膠壩位置見圖1。

橡膠壩跨度大、結(jié)構(gòu)簡單，和常規(guī)閘相比造價較低，壩袋材質(zhì)特殊、三材的用量少，工程施工時間較短，是一種適用性良好的河道內(nèi)擋水建筑物。

1.固定流路與同時行河均需新建工程措施才能實現(xiàn)

固定流路行河方式最具代表性的方案是“一主一輔，雙流定河，高位分洪，導堤入海”。該方案以現(xiàn)行清水溝流路為主河道，在其入?？诮ㄔO雙導堤伸至3 m水深，雙導堤內(nèi)行洪流量為3000 m3/s，并修建順向丁壩，使雙導堤中間形成復式河床；刁口河流路為輔助流路，在西河口附近修建橡膠壩抬高水位，在其回水范圍內(nèi)左岸大堤上建設最大過流量為3000 m3/s的分洪閘。同時建立疏浚船隊，及時疏浚西河口以下可能出現(xiàn)的局部淤積，保證雙導堤內(nèi)河勢穩(wěn)定。

同時行河方案是刁口河運用方式之一，考慮到分流量太小時作用不顯著，刁口河過流比例不宜太??；分流量太大時將影響現(xiàn)行清水溝分流口以下的用水，故分流比率也不宜太大；只有通過工程措施，才能調(diào)節(jié)進入刁口河的水沙量。和固定流路行河運用方式相同，也需要在西河口附近建設橡膠壩和分洪閘。

2.刁口河需要較大的過流量

目前刁口河已停止行河41年，流路由于缺乏有效保護，河槽萎縮，河道泄洪排沙功能逐步弱化。水力計算結(jié)果表明，刁口河流路河道過洪能力最小為416 m3/s，主河槽過洪能力最小僅為30 m3/s。黃河改道后，刁口河流路失去了水沙補充，口門附近因受海潮侵入和海水倒灌的影響，自然保護區(qū)北區(qū)陸域濕地面積逐漸萎縮，濕地質(zhì)量不斷下降，生態(tài)環(huán)境進一步惡化，依賴濕地特別是依賴淡水濕地生存的生物物種的種類及數(shù)量不斷減少。此外，該地區(qū)油田化工開發(fā)為主的工業(yè)發(fā)展和三角洲農(nóng)、牧、漁業(yè)綜合開發(fā)前景廣闊，也需要大量的淡水資源支撐。

《黃河河口管理辦法》（2005年）規(guī)定：刁口河管理范圍為河道左岸自民壩末端至挑河河口，右岸自東大堤末端至神仙溝河口，其中間的海域為黃河容沙區(qū)。如果刁口河長期不行河，當?shù)亟?jīng)濟開發(fā)將占用容沙區(qū)，流路再次啟動將困難重重。從近海海域管理的角度，也需要刁口河通過較大的流量。

綜上所述，刁口河分流較大的流量，有其必要性。

3.橡膠壩位置

根據(jù)2014年以來河口河勢變化，右岸葦改閘控導工程已經(jīng)靠流，按照“因勢利導”的原則，由葦改閘導流至左岸斜下游，分流至分洪閘前。分洪閘位置初定在北大堤樁號13+500處，即現(xiàn)羅家屋子引黃閘以下3.6 km處。

為了充分發(fā)揮橡膠壩壅水作用，分洪閘應在橡膠壩稍上游的位置，以

三、橡膠壩規(guī)模分析

1.規(guī)模分析的幾個邊界條件

（1）河口地區(qū)防洪標準

河口河段的設防流量為10000 m3/s，西河口流量為10000 m3/s時改道控制標準為水位不超過12 m。按照流量為10000 m3/s時防洪標準進行清水溝流路防洪工程建設，左岸因油田屬特大型企業(yè)，堤防工程級別為1級。右岸堤防級別按2級設計。

（2）刁口河過流能力

水利部公益性項目“基于河道減淤和泥沙配置的河口水沙調(diào)控技術(shù)”在分析刁口河和清水溝流路聯(lián)合運用模式及泥沙配置效應時，設置了兩條流路的7種聯(lián)合運用模式，在綜合比選后，認為刁口河作為分洪通道方案是推薦的方案，即2030年后刁口河作為分洪通道，利津流量4000 m3/s以上刁口河開始過流，在利津流量法》，明確了刁口河流路管理范圍。

圖1　擬建橡膠壩位置

2009年7月，黃委提出了“啟用刁口河流路，實施生態(tài)調(diào)水”的戰(zhàn)略，2010—2015年每年6—7月在黃河流量較大期間通過自流引水和揚水船提水，刁口河進水都在1500萬m3以上，提高了社會各界對刁口河作為備用流路的認識。

從近期調(diào)水實踐看，刁口河羅家屋子閘引水量均在4000萬m3以內(nèi)，占利津每年100多億m3水量比例很小，并且過流期間含沙量較少，引入的沙量也極少，刁口河還遠沒有達到流路使用的程度。橡膠壩修建后，刁口河最大過流能力為3000 m3/s，兩岸大堤也趨于完善，能更好地保護流路。

3.生態(tài)

刁口河停止行水后，由于缺乏淡水補充，河道和海域生態(tài)惡化。在《黃河河口綜合治理規(guī)劃》中，考慮兩個方案：一期調(diào)水為現(xiàn)狀工程條件下最大過流能力方案，稱為方案1；二期調(diào)水為滿足生態(tài)用水要求方案，稱為方案2。方案1以現(xiàn)狀工程為基礎，最大引水規(guī)模為31.2 m3/s；方案2在充分考慮生態(tài)用水要求的前提下，綜合考慮備用流路需進一步加大過流量的要求，滿足兩岸及河口區(qū)北部自然保護區(qū)生態(tài)用水要求，最大設計過流量按130 m3/s設計。

2010—2015年進行的刁口河生態(tài)調(diào)水，最大引水規(guī)模約為30 m3/s，沒有達到適宜生態(tài)用水的要求；同時水流到達入海口門附近時，受擋潮閘限制，沒有大量進入大海，海岸線周圍的魚類也沒有得到急需的餌料。

若橡膠壩修建，將大大提高自然保護區(qū)北部的生態(tài)用水保證程度，并給海岸線周圍提供充足的淡水資源，同時對清水溝的生態(tài)幾乎沒有影響。因此，橡膠壩修建對生態(tài)環(huán)境的保護和恢復是有利的。

4.國民經(jīng)濟用水

黃河來水是東營市的重要客水資源。中國石化勝利油田在三角洲主要開采基地在現(xiàn)黃河清水溝流路以北，20世紀90年代由于黃河經(jīng)常斷流，油田花費大量資金自建自管了廣南水庫、純化水庫、廣北水庫等，供工業(yè)生產(chǎn)和居民生活?，F(xiàn)在東營市、油田生產(chǎn)生活仍依賴黃河水源。

橡膠壩修建后，三角洲北部能獲取大量黃河新鮮水源，方便就近取水，能較大地促進國民經(jīng)濟發(fā)展。

黃河三角洲地區(qū)中度和重度鹽堿化面積占國土面積的74%，非鹽堿化地區(qū)主要分布在黃河沿線淡水補充足量的地方。在橡膠壩修建后，刁口河流路附近地下得到淡水補充，能減少部分土壤鹽堿化面積。

四、需要進一步研究的問題

1.工程本身的穩(wěn)定性

開展擬建工程處河床土質(zhì)組成及抗沖刷力學特性研究。采用地質(zhì)資料調(diào)研分析、試驗、數(shù)值模擬等方法，在試驗基礎上分析河床土體組成及力學特性，模擬河床土體沉積形成過程，深入研究擬建壩處河床土質(zhì)沉積及力學特性變化規(guī)律，探討在水流沖擊力下橡膠壩錨固穩(wěn)定性，為河口排洪及橡膠壩施工提供技術(shù)指導。

2.運用方式分析

水利部公益性項目“基于河道減淤和泥沙配置的河口水沙調(diào)控技術(shù)”，已經(jīng)對刁口河與清水溝聯(lián)合運用方式進行了分析，并推薦了具體方案。由于近年來水來沙情況發(fā)生了顯著變化，同時地區(qū)經(jīng)濟和社會發(fā)展對黃河口治理提出了更高的要求，對“橡膠壩+分洪閘”的運用方式，應進行進一步研究。

3.對流場和河道沖淤變化的影響

橡膠壩修建后，局部侵蝕基準面抬高，會引起上游流場改變和泥沙淤積；不同運用方式對流速、水位、淤積、生態(tài)、國民經(jīng)濟用水的影響，都應進一步分析；配套的分洪閘能否在設防流量10000 m3/s時分流3000 m3/s也要進一步論證。因此，應該引入水流泥沙數(shù)學模型或者運用黃河口已建實體模型，進行進一步研究。

4.綜合效益評估技術(shù)

合理選擇和科學量化區(qū)域與整體、技術(shù)與經(jīng)濟、社會與生態(tài)的評價指標，從黃河下游減淤、河口防洪、生態(tài)環(huán)境、區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展、河口三角洲淤積延伸、行河年限、經(jīng)濟效果等方面構(gòu)建綜合效益評價指標體系；建立引入專家評估體系，確定各評價指標權(quán)重或評價方法，探索建立各指標定量與定性表達方法；針對定量的評價指標體系，提出適用于評價“橡膠壩+分洪閘”效益的方法，建立綜合評價模型，為優(yōu)化河口流路方案，保證河口流路穩(wěn)定百年提供技術(shù)支撐。

五、建 議

在黃河口西河口以下建設橡膠壩工程，并配套刁口河進水口分洪閘，可以有效使用刁口河流路，減輕防洪壓力，改善三角洲北部國家級自然保護區(qū)的生態(tài)，對國民經(jīng)濟用水也有利。但是該工程的實施除了投資費用外，還有許多待研究的問題。建議盡快啟動黃河口西河口附近修建橡膠壩研究，為黃河口綜合治理服務?！?/p>

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