三門峽庫區(qū)治理工程存在問題及對策

王智斌，武志蘭

（1.山西省三門峽庫區(qū)管理中心，山西 運城 044000；2.壺關(guān)縣水利局，山西 壺關(guān) 047300）

1 庫區(qū)治理工程概況

山西省三門峽庫區(qū)管理范圍為黃河潼關(guān)至三門峽大壩河段（簡稱“潼三段”山西側(cè)），河道全長113.5 km。三門峽水庫修建前，潼三段為峽谷型河道，建庫后，該河段變成庫區(qū)，庫區(qū)上段長45.64 km，為自然河道段，中段長25.58 km，為回水變動段（水庫蓄水時為庫區(qū)，非蓄水季節(jié)為河道），下段長42.28 km，為庫區(qū)段。由于庫周兩岸多由第四紀(jì)黃土類土組成，土質(zhì)松散，抗沖能力差，主流變化頻繁，在水流、波浪的沖擊下，極易發(fā)生塌岸事故。

為治理河道，防止塌岸，保障庫區(qū)人民生命財產(chǎn)安全，1971年，芮城縣在庫區(qū)首先修建防護工程；1975年，國家計委批準(zhǔn)將山西庫區(qū)的治理工作納入國家計劃，每年撥付?？钪卫恚?998年，根據(jù)水利部、黃委的指示精神，黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司（原黃委設(shè)計院）開始對庫區(qū)進行系統(tǒng)治理規(guī)劃，并形成報告（簡稱《98可研》）及時申報各級主管部門審核批準(zhǔn)后實施，《98可研》山西側(cè)完成河道整治工程4處4.231 km，防沖防浪工程8處6.170 km；2008年，黃委設(shè)計院編制了《黃河潼關(guān)至三門峽大壩河段近期治理工程可行性研究報告》（簡稱《近期可研》），該報告經(jīng)修改通過審批后于2014年開始實施，此次工程建設(shè)山西側(cè)安排河道整治工程續(xù)建4處3.322 km，加高加固1處1.717 km，防沖防浪工程11處10.076 km，目前，近期治理工程均已完工并通過投入使用驗收，待竣工驗收后即可移交。

截止2020年底，我?guī)靺^(qū)現(xiàn)有納入維修養(yǎng)護體系的防護工程20處47.92 km，其中芮城段7處19.68 km，平陸段13處28.24 km。另有15處近期治理工程待驗收后移交。

潼三段（山西側(cè)）河道整治工程、防沖防浪工程建設(shè)，調(diào)整了部分不利河勢，有效改善了部分河段水流頂沖、淘刷已建工程和灘岸底部的不利局面，阻止、減緩了高岸坍塌，起到了保護已建工程和灘岸人民群眾生命財產(chǎn)安全的作用。

2 存在問題

雖然已建工程在潼三河段防洪中發(fā)揮了重要作用，但《98可研》之前興建的工程由于缺乏系統(tǒng)規(guī)劃，存在著平面布置不甚合理、質(zhì)量較差等諸多問題；《98可研》和《近期可研》由于投資所限，修建的工程數(shù)量較少，發(fā)揮的作用有限，《黃河流域防洪規(guī)劃》安排的工程尚未完成，治理進度緩慢，且隨著近年來潼三河段外部條件發(fā)生較大變化，已建工程數(shù)量少、適應(yīng)能力差的矛盾日漸突出。

2.1 上段河道整治工程不完善

潼三上段1998年以前修筑的工程多數(shù)為搶險而修建，平面布置不甚合理，河勢一經(jīng)變化，工程就有脫流的危險；《98可研》對該段進行了認(rèn)真研究，規(guī)劃了治導(dǎo)線，并按治導(dǎo)線布置了河道整治工程，使得不利河勢得到了初步控制，從治理效果看，符合潼三上段的治理規(guī)律，但由于治理時間短，投資有限，工程缺乏迎流和送流能力，工程與工程之間也缺乏配合；《近期可研》由于安排工程數(shù)量少，改善調(diào)整不利河勢的能力有限。

具體來看，東壚尤其是大禹渡以上河段，受壅水影響時間短，絕大部分時間處于自然河道狀態(tài)，歷年沖淤變化劇烈。近幾年，黃河上游來水充沛，持續(xù)時間長，特別是2020年黃河中游發(fā)生多次大流量洪水后，芮城段古賢、原村、禮教工程，上提下挫比較明顯，多處工程發(fā)生險情，工程上、下首未設(shè)防地段也發(fā)生塌灘現(xiàn)象。

因此，必須對潼三上段進行河道整治，以歸順不利河勢，穩(wěn)定中水流路，保護兩岸安全。

2.2 中下段護岸工程少

自庫區(qū)中下段開始修建防護工程以來，由于財力所限，修建的護岸工程大都僅對當(dāng)時塌岸嚴(yán)重的地段進行了防護，造成現(xiàn)有工程數(shù)量少，長度短，其保護范圍與實際需要保護的河段還有較大差距。庫區(qū)中下段部分河道尤其是灣道段，由于無工程或已建工程長度不足，存在著因蓄水或主流頂沖造成塌岸的雙重威脅，一旦塌方，附近群眾生命財產(chǎn)將遭受巨大損失。如位于左岸黃淤19斷面～黃淤20斷面之間的疙瘩澗段，該河段屬深水庫區(qū)，庫區(qū)高岸有疙瘩村及其53.33 hm2耕地、蘋果園、桃園等經(jīng)濟林，高岸受蓄水風(fēng)浪淘刷影響，坍塌嚴(yán)重，成為庫區(qū)塌岸的重災(zāi)區(qū)之一，局部地段已威脅到高岸上的居民安全，《98可研》和《近期可研》分別在此處安排防浪工程建設(shè)370 m和546 m，由于工程長度不足，高崖坍塌仍在繼續(xù)發(fā)展，急需安排新的防浪工程，以保護疙瘩村650多口人、53.33 hm2耕地的安全。

2.3 水庫水位驟降引起的工程問題

每年汛期初始，根據(jù)汛情和上游來水情況，三門峽水庫要敞泄排沙清庫容，三門峽水庫調(diào)水調(diào)沙的運用方式導(dǎo)致庫區(qū)水位驟降，水位驟降后，積聚在工程后土體中的大量飽和水急需外排，易造成工程出險、高岸坍塌。如2011年7月4日8時，黃河三門峽水庫開始調(diào)水調(diào)沙，按照3 190 m3/s控泄，7月5日4時增加到5 120 m3/s，7月5日11時庫區(qū)水位驟降至298 m以下，在短短24 h內(nèi)，庫水位降幅近20 m，3.92億m3水庫蓄水即刻泄空。由于三門峽水庫泄水速度過快，河槽急劇刷深，加之壩后土體受水庫蓄水將近8個月長時間的浸泡，土體嚴(yán)重飽和，致使庫區(qū)多處工程出險；2013年，三門峽水庫調(diào)水調(diào)沙期間，因泄水速度過快，導(dǎo)致四灘河岸大面積坍塌，防浪工程及沿黃道路塌入河中，坍塌長度1 200 m，寬300 m，損失土地36 hm2，工程基礎(chǔ)長50余m懸空，上部距最近村民住宅已不足50 m，村民進村道路中斷。

目前，庫區(qū)的中下段塌灘、塌岸仍時有發(fā)生，嚴(yán)重威脅沿岸群眾的生命財產(chǎn)安全。

3 解決對策

根據(jù)潼三段河道特性和現(xiàn)狀存在問題，應(yīng)繼續(xù)對潼三段進行治理，繼續(xù)完善上段河道整治工程、中下段防沖防浪工程建設(shè)，并優(yōu)先安排塌岸嚴(yán)重的地段，充分發(fā)揮已建工程的作用，以最小的工程規(guī)模，保護高岸上的村莊、耕地、揚水站等人民生命財產(chǎn)安全。

3.1 建設(shè)河道整治工程

潼三上段河道特性明顯，塌岸的主要原因是控制河勢的能力較差，河勢上提下挫、游蕩不定，變化較大，導(dǎo)致兩岸坍塌嚴(yán)重，宜采取控導(dǎo)工程型式，以達(dá)到穩(wěn)定、歸順河勢的目的。對該段進行工程平面布置時，應(yīng)充分利用已有工程及河道特性，如工程長度較長、根基牢固、長期靠流等；對于經(jīng)常脫流、基礎(chǔ)差、單一散亂的工程，經(jīng)分析，選擇適中位置改造后利用。在確定工程長度時，應(yīng)考慮來流變化導(dǎo)致河水流勢上提下挫的幅度，以及控制河灣演變等因素。

根據(jù)設(shè)計治導(dǎo)線，每處工程布置時一般分成上段迎流段、中段導(dǎo)流段、下段送流段，應(yīng)充分利用現(xiàn)有工程布局，在已建工程的基礎(chǔ)上增加就岸維護工程，完善現(xiàn)有工程布局。繼續(xù)修建以丁壩、垛、護岸等控導(dǎo)工程型式相結(jié)合的整治工程，丁壩、垛、護岸均由土壩體、護坡和護根三部分組成，土壩體一般用壤土填筑，護坡是為保護土壩體而修筑，一般用防沖材料將可能被淘刷的邊坡裹護起來，護坡采用散拋石裹護，為保證護坡穩(wěn)定，根據(jù)施工條件不同，護坡裹護體前放置散拋石與鉛絲籠石相結(jié)合的根石護腳。

3.2 建設(shè)防沖防浪工程

三門峽庫區(qū)中下段特性復(fù)雜，包括回水變動段和庫區(qū)段。根據(jù)近年河勢情況，在塌灘、塌岸嚴(yán)重的地段布設(shè)防沖防浪工程，目的是抵御汛期主流頂沖庫岸、淘刷岸基，以及防治庫周高岸坍塌。針對不同的坍塌原因，宜采取不同的治理方案：對以水流沖刷為主的岸段，采用防沖工程，用砌石或拋石護岸防治塌岸；對僅是風(fēng)浪淘刷發(fā)生的塌岸，采取砌石護坡或擋土墻護坡，即防浪工程；兩種原因?qū)е碌乃栋抖危捎秒p防工程（上部防浪、下部防沖）進行防護。

在受水流頂沖強烈、庫岸沖刷嚴(yán)重的地段布置防沖工程，防沖工程類別、結(jié)構(gòu)型式與河道整治工程相同。

在地勢陡峭、土質(zhì)不好、受蓄水風(fēng)浪淘刷嚴(yán)重的地段布置防浪工程。防浪工程結(jié)構(gòu)關(guān)鍵在護坡，護坡材料選取應(yīng)充分考慮堅固耐久、取材方便、便于施工和維護，既能滿足水流沖刷和自身穩(wěn)定，同時也能美化環(huán)境、增加堤岸美觀性和自然性，滿足防洪工程對景觀效果及生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的要求。

格賓護墊是將低碳鋼絲經(jīng)機器編織而成的雙絞合六邊形金屬網(wǎng)格組成的工程構(gòu)件，在構(gòu)件中填充塊石或卵石形成抗沖刷能力強、自透水性、整體性強、抗波浪能力強、技術(shù)成熟、施工簡便的柔性沖刷防護結(jié)構(gòu)。格賓護墊護坡屬柔性護坡，多孔洞結(jié)構(gòu)生態(tài)好，可適應(yīng)不均勻變形，抗沖刷能力強，因此，推薦采用格賓護墊護坡方案。護坡結(jié)構(gòu)自外而內(nèi)依次是格賓護墊、碎石墊層和土工布。

4 結(jié)論

工程建設(shè)應(yīng)以河道整治工程和防沖防浪工程的新建、續(xù)建為重點，針對由于河勢改變而形成的新出險點和塌岸，建設(shè)新的防護工程。通過工程建設(shè)，進一步控制庫區(qū)上段的河勢變化，減少已建工程脫流、灘岸坍塌等不利影響，同時避免庫區(qū)中下段由于波浪沖擊岸壁引起的塌村、塌地和塌揚水站等損失，保護人民生命財產(chǎn)安全。整個工程的建設(shè)具有護村、護岸、護灘、保護抽水站和工礦企業(yè)、水利交通基礎(chǔ)設(shè)施等綜合效益，應(yīng)盡快實施。