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对柔性治水理念在渭河下游河势控制中应用的思考

2020-01-05陈小娟张根全

陕西水利 2020年10期
关键词:渭河洪水河道

张 力,陈小娟,张根全

(陕西省江河水库工作中心,陕西 西安 710016)

柔性治水就是治水理念由单一防水向防用结合转变,治水方式由工程措施治理向水生态修复转变,治水机制由行业专项管理向法治协同治理转变;在渭河下游河道治理及工程建设方面,就是要抛弃原有硬质化的工程建设治河模式和理念,坚持柔性治水思路,减少工程措施,增大非工程措施,增加绿化、湿地建设,用人工疏浚裁弯的措施来控制河势,以减少渭河河道控导工程的出险几率,用非工程措施或植被绿化的方式控制河势的上提下挫,以建设自然湿地的方式留住和应用水资源,从而达到柔性制水的目的。

1 渭河下游不利河势发展的成因及现状

陕西省三门峡库区自1960 年建库以来直到2015 年渭河综合治理工程完工,先后历经55 a,在渭河下游西安段以下以工程措施先后共修建渭河河道控导工程50 处,1825 座坝垛。用工程措施有效地控制了渭河下游不利河弯的发展,确保了渭河下游堤防安全,给沿渭城市及社会经济的发展作出了巨大贡献。

但是,由于渭河下游属于平原弯曲性河段,河槽摆动较大,即使在多处河道控导工程的控制下,河势的不利变化仍然在持续加剧。此河势的形成是由于渭河下游渭南段以下河床宽至3 km~4 km,河槽内的水流坡降较缓,水流流速较慢,当渭河在汛期发生2000 m3/s 左右一般洪水或3000 m3/s 以上较大洪水时,在渭河河槽左、右岸河道控导工程措施的迎、挑流作用下,致使渭河水流形态和水流作用方向发生变化,导致其相邻的上、下游,左、右岸河道控导工程的上延在洪水水流冲淘下,使其上延的滩岸不断出现塌岸,特别是工程上延弯道的弯顶处淘刷严重,最终引起河槽河弯的上提。洪水过后,弯顶对应的对岸河槽处大量落淤,形成大面的嫩滩,这样连年累积发展,促使“S”“Ω”型河弯不断增多。这种河弯形成后,又在2000 m3/s 以下的小水或“桃花汛”的作用下,河槽上提、下挫现象持续发展,不利的河势变化就会加剧。因此,在不利河势的作用下,一部分河道控导工程在建成后的5 a~15 a 内不断出现工程脱流现象。例如:渭河下游左岸的滩王、苍渡、朱家、槐园、仁西、溢渡,右岸的寇家、张义、梁赵控导工程全部脱流;另一部分是着流工程的未着流坝垛或着流坝垛,在不利河势的作用下,不断出险且向下游坝垛持续发展。例如:渭河左岸渭南段的河滩李控导工程、大荔段的新兴、苏村、朱家控导工程,临潼段石川河入渭口;右岸临潼席家控导工程,渭南段的八里店、树园控导工程,华县段的台台、北抬、北王和华阴段的吊桥控导工程等多处不利弯道河段。

2 不利河势对河道控导工程产生的后果分类

渭河下游的河势在工程措施、中常洪水和泥沙淤积等多重因素的作用下,河势每年都在不断地发生着较大的变化。特别是近几年以来渭河下游“S”“Ω”型河弯不断增多,河势的发展愈加不利。导致的后果有:脱流工程增多;工程出险几率明显增加;着流工程上延处弯道上提更加明显。

经过近几年来的分析总结,将不利河势对已建成的河道控导工程产生的后果可分为以下四类:第一类是河道控导工程在建成后5 a~10 a 内逐渐全部脱流。以渭河朱家、溢渡、仁西等控导工程为例。第二类是工程在建成后在较大洪水的作用下,通过洪水进行了自然裁弯,主流又回到了原始河槽,在新建控导工程处形成新的自然湿地,此工程也脱流。第三类是在一般洪水作用下,致使长期着流工程上延河段的弯顶不断上提,弯顶对岸形成大面积嫩滩,不利河弯加剧发展。这样以来就要在此弯顶处以工程措施控制河势,防止险情扩大。第四类是当着流工程遭遇3000 m3/s 以上较大洪水时,在“S”型河势中,洪水自然裁弯取直效果明显,工程上游坝垛前不断落於,坝垛逐渐脱流,致使河槽主流向下游发展,河道控导工程的下游垛坝出险几率增大。

3 柔性治水理念在河势控制中的应用

通过对渭河下游第一、二类河道控导工程近20 a 来河势河弯变化的总结分析,用工程措施来控制河势变化是被动的,当工程修建好后在5 a~15 a 内由于河道工程上下游河势、河弯的变化,导致工程脱流,失去了工程原来修建的作用。一处河道控导工程的费用以建成4 座坝垛,维修养护时段按20 a 计进行费用核算:新建费用;建成后的维修养护费用;运行观测管理费用和水毁修复等相关费用约需680 万元,若不修建第一、第二类已脱流的河道控导工程,这些费用可以省去。可成立专门的柔性治水工作部门,对渭河下游此四类河道控导工程上下游形成的“S”型,“Ω”型不利河弯进行及时跟踪分析,统筹兼顾渭河下游各辖区境内的河势变化,提前规划设计,进行项目实施分析。以渭河大荔段新兴工程上延处河弯为例,根据此段河势,可在此不利河势的嫩滩与滩地衔接处,利用绞吸式挖泥船另行开挖一条新的河槽,进行人工裁弯,使河槽局部改道,让渭河水流从新河槽流至着流工程的下游坝垛。将弯顶处的“S”“Ω”型原河槽进行改造,这样就会在新河槽与原河槽之间的区域内形成一处渭河蓄滞洪区域,以便在渭河遭遇较大洪水时能够蓄滞洪水,当洪水退去后,原河槽内会将洪水留住,形成自然的湖面。为增加湖内生物、植物的多样性,可在湖内人工种植柳树、蒲草、芦苇等水生植物,从而逐渐成为一处渭河湿地。或在开挖新河槽时利用抽沙船进行机械抽沙裁弯,不但可以进行有目的地改造河势,同时也可以创造经济效益。渭河下游各河务工作中心可成立湿地管护工作部门,以项目带动单位长远发展。经过长期对槐园工程湿地的观察和现场取样分析,渭河洪水所携带泥沙成分中的悬移质大部分为细土颗粒,在洪水过后经沉淀后,长期就会形成一个防渗层,能有效防止水资源的渗流损失。此处的水资源除日常蒸发损失外,再无其它损耗。这样以来,在汛期洪水为湿地补充水资源,在非汛期和枯水期由湿地为渭河留住水资源。经测算在此一处可形成近6 万m2渭河湿地。

如果对渭河下游的这十多处河弯能够逐步进行裁弯,将其转变为湿地,不但可以有效地控制和治理渭河河势,更重要地是可在渭河下游河床上形成湿地约60 多万m2,而且可以减少因工程措施增加的投资。渭河湿地的形成后,过境洪水不会完全通过河槽流出渭河流域,随着河床内湿地的增多,能够留住较多的水资源。渭河下游的水资源更加丰富,将会有大量的候鸟在此栖息,生物、植物多样性更加丰富,人水和谐,水与工程,与自然融合相处的渭河美景更加壮观(以渭河大荔段槐园河道工程为例)。

4 结语

对渭河下游发展河势的控制,特别是对河道控导工程的上延弯道进行裁弯,改善河势趋于向好发展,并在此河弯处形成渭河湿地,不但可以减少渭河河道控导工程的出险几率,以非工程措施控制河势的上提下挫,还可以很好地改善渭河水资源的时空分布不均衡现象,逐渐形成以自然河道为主、人力工程为辅,渭河湿地积存水资源的良性循环,从而形成与渭河水资源相适应的柔性水域,营造出蓄水、聚水、留水的水生态,以改变渭河以往由单一泄洪向蓄洪、滞洪、防洪兼顾、丰枯相济转变。增加河流异时的生态水资源,实现聚水、泄洪、蓄滞洪的协调性。最终实现水生态人工治理与自然修复的有机统一,从而达到柔性治水的成效。

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