桑干河朔州段河道整治思路探讨

行业资讯

zixun

当前位置:首页 > 行业资讯 > 正文

桑干河朔州段河道整治思路探讨

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-18 1440


1 概况

  桑干河属海河流域永定河水系,由上游源子河、恢河在朔城区马邑汇合后为桑干河,流经朔城区、山阴县、应县、怀仁县,在怀仁县古家坡附近进入大同市,经河北省汇入永定河。朔州市界以上流域面积8618km2,省界以上流域面积为17744km2,河道长度为241km,其中朔州段长为124km。在朔城区东榆林村建有一座中型水库,总库容为6500万m3,水库大坝控制流域面积3430km2。本段河道主要支流有两条即黄水河与浑河,分别于应县西朱庄、怀仁县新桥附近汇入桑干河。并在干流东榆林水库下游罗庄、黄水河入汇口下游西朱庄附近分别设有两个水文测站。本文仅对东榆林水库下游至怀仁县新桥(浑河入口)段进行初步分析,全长81.3km。

  本流域地处内陆高原,属北温带较干燥的大陆性气候,干旱寒冷温差大,降雨量少,雨期集中,降雨主要集中在7—9月份,占全年降雨量的70%左右,降水量年内分配很不均匀,年降雨量为300—500mm,多年平均降雨量为350—430mm之间。

  桑干河朔州段河道,具有平原型河道特征,两岸平坦开阔,河床宽浅。河道两岸均有一级阶地分布,一级阶地高出河床1—2m,在安荣桥上游一带阶地高出河床3—8m,河宽约200—1500m,坡降约为0.6‰左右。河床组成物质主要是沙壤土,泥沙平均粒径0.2—0.7mm,中小水流河势变化迅速,走弯严重,主流摆动频繁

HDPE土工膜是以(中)高密度聚乙烯树脂为原料生产的一种防水阻隔型材料。(密度为0.94g/cm3或以上的土工膜)。HDPE土工膜全称“高密度聚乙烯膜”,具有优良的耐环境应力开裂性能,抗低温、抗老化、耐腐蚀性能,以及较大的使用温度范围(-60--+60)和较长的使用寿命 (50年)。HDPE土工膜全称“高密度聚乙烯土工膜”,具有优良的耐环境应力开裂性能,抗低温、抗老化、耐腐蚀性能,以及较大的使用温度范围(-60--+60)和较长的使用寿命50年,广泛使用在生活垃圾填埋场防渗,固废填埋防渗,污水处理厂防渗,人工湖防渗,尾矿处理等防渗工程。

。各河段河道特征见表1。干流沿线均为第四系冲积地层。

  桑干河河道特征统计表(朔州段) 表1

河段 距离(km) 平均坡降(‰) 主槽宽度B(m) 主槽深度H(m) 河宽(m) 河相关系√B/H 坝下—安荣桥 12 0.59 200 安荣桥—西小河 16 0.62 97 1.4 350 7.03 西小河—西朱庄桥 24 0.61 120 1.2 400 9.13 西朱庄桥—新桥 19 0.86 150 1.4 420 8.75

2 水文特征分析

  2.1 历史洪水

  桑干河洪涝灾害比较频繁,从明朝开始就有不少史料记载。据马邑县志记载:“明神宗万历三年(1575年)秋七月, 马邑大雨四十日,坏城屋芦舍千余。”清光绪十八年(1892年), 桑干河上游发生了一次长历时的降雨过程, 致使河道出现范围很广的特大洪水, 给我省北部地区造成了大范围的洪水灾害。

  从海委审定的《永定河流域规划报告》看,400年来,1896年(清光绪二十二年)洪水为桑干河我省境内调查的首位洪水,据马邑县志记载,“六月桑干河道,四关一村为水淹,溺死男女老幼共三十七口”,尉家小堡该年调查值为5140m3/s。

  本世纪的1922年、1949年、1952年、1959年、1963年、1967年均出现过较大的洪水,形成沿河两岸一定范围的洪涝灾害。

  2.2 水文特征及对河道影响

  桑干河流域地处半干旱的黄土高原,大部分降雨集中于汛期,属于暴雨型径流过程,非汛期的河道径流主要为神头泉水(流量为4.5——6.5m3/s)及降雨补给,输沙量则基本集中于汛期洪水。由于河道洪枯相差十分悬殊,平原河道呈复式河槽形态。

  根据罗庄及西朱庄水文站的多年统计资料表明,桑干河上游的水沙系列在近四十年内的变化很大,主要表现从七十年代以后径流量,输沙量大幅度减小,含沙量下降,详见表2,河道洪水发生频率降低。究其原因主要是:(1)六、七十年代在桑干河流域的上游干、支流兴建了一系列的中、小型水库和河道引水工程,随着工农业用水的逐渐增加,水库等水利设施对径流量的调蓄和拦截量也随之增加,以致在枯水期经常出现河道断流。拦蓄洪水的同时也拦蓄了大量的泥沙。(2)七十年代以后,特别是九十年代,流域的枯水年份所占比例明显增大。以西朱庄站为例,八十年代和九十年代的年平均径流量分别是六十年代的27%和14%。

  桑干河上游两站分年代(10年)水沙统计表 表2

河段 距离(km) 平均坡降(‰) 主槽宽度B(m) 主槽深度H(m) 河宽(m) 河相关系√ B/H 坝下—安荣桥 12 0.59 200 安荣桥—西小河 16 0.62 97 1.4 350 7.03 西小河—西朱庄桥 24 0.61 120 1.2 400 9.13 西朱庄桥—新桥 19 0.86 150 1.4 420 8.75  由于河道径流量、含沙量减少,漫滩洪水出现的机率下降,导致河槽缩窄,平滩流量降低。河槽淘刷深约1.0—1.5m,呈现“V”字型枯水河槽。由于中、枯水所占比例相对增加,部分河段的曲率增大,致使洪水传播历时延长。

  2.3 水文分析

  罗庄站采用1896年及1949年两次调查洪水,西朱庄站采用1896年及1922年两次调查洪水,加上两站全部实测洪水系列(还原后)分别进行各站洪峰频率计算,采用P-Ⅲ型分布适线,双权函数法计算统计参数。计算结果见表3。

  桑干河洪峰流量特征值表 表3 单位:m3/s

河段 距离(km) 平均坡降(‰) 主槽宽度B(m) 主槽深度H(m) 河宽(m) 河相关系√ B / H 坝下—安荣桥 12 0.59 200 安荣桥—西小河 16 0.62 97 1.4 350 7.03 西小河—西朱庄桥 24 0.61 120 1.2 400 9.13 西朱庄桥—新桥 19 0.86 150 1.4 420 8.75  2.4 各河段设计洪峰流量

  东榆林水库至怀仁县新桥浑河入汇口共有两条较大支流汇入桑干河,即流域面积在2000km2以上的黄水河和浑河。黄水河入汇口距西朱庄水文站上游1.0km处,其影响可由西朱庄站的洪水系列反应。这样根据主要支流入汇情况将本河段的洪水计算分为二段即东榆林水库至西朱庄段,西朱庄至新桥段,这两段河道设计洪峰流量可由两水文站洪水资料系列分析而得。详见表4。

  各河段设计洪峰流量成果表 表4

分析河段 对应水文站 设计洪峰流量 备注 2% 5% 10% 东榆林水库—西朱庄段 罗庄站 1541 1182 906 黄水河入口 西朱庄—新桥段 西朱庄站 2321 1680 919 浑河入口

3 河道特征分析

  桑干河在东榆林水库至山阴县安荣村段的12km内两岸阶地较高;安荣村至怀仁新桥段长约69km为平原游荡型河流,河道形态及基本特征具有游荡性特征。

  (1)河槽宽浅,河势散乱多变

  本段河道属于平原游荡型河流,河道比降约0.8‰,河道宽阔,平均宽度400—700m,主槽宽浅,宽约100—200 m,深约1.0 m。河床主要由沙壤土组成,稳定性较差,在一般小流量尤其是中水流量下变化较大,河势变化十分散乱。河段内堤防工程基本上没有。

  (2)主河段河床淤积严重

  在河道的滩地里,两岸群众自60年代起就种植防护林带,主要有杨树、酸刺柳等,使主槽宽度缩窄,仅100—200m,因此当发生较大洪水时,洪水漫滩后,流速减缓,泥沙落淤,造成河滩内淤积严重。根据罗庄和西朱庄水文站实测资料,在近30年的时间里,河床平均淤高约1.0m,年平均淤积速度约3.0cm。尤其是薛家营水库引水段,由于在河道筑坝取水,主河槽淤积已满,形成了局部的悬河。

4 存在问题及规划原则

  4.1 存在问题

  根据以上分析,本段河道目前存在的主要问题有两点:一是河道摆动范围大,河势多变,河槽迁徙不定,危及两岸村庄及沿河耕地的安全;二是防洪标准低,由于本段河道一直没有进行过系统规划和堤防建设,个别地段修建的防护工程也因年久失修而破坏十分严重。目前的防洪标准不足五年一遇。

  4.2 治理目标

  1. 为沿河两岸村镇的人民生命财产安全和经济建设提供防洪保障,为合理开发滩涂,治理盐碱下湿地创造必要的条件;

  2. 将本河段的防洪能力由现在不足五年一遇的标准提高到二十年一遇,理顺并基本控制洪、中水河势。

  4.3 规划原则

  1. 河道现状为基础,根据本河段的治理目标,河床演变特点,因势利导,统筹规划,着眼长远;

  2. 充分利用天然节点和经多年加固的护岸、控导工程及堤防工程,稳定河势,节约投资;

  3. 保证主要引水工程的引水条件和主要建筑物的防洪安全;

  4. 提高河道防洪标准与控制河势相结合。

5 规划治理思路

  5.1 稳定河势,理顺流路

  桑干河朔州段洪水含沙量较高,河床质为易淘涮的沙壤土,形成了散乱多变,河槽频繁摆动,河床淤积抬高的游荡性河势。因此,为了确保防洪,应当在两岸建立防洪堤防。但桑干河的流路特点仍具有一般河流的流路规律,即“小水坐弯,大水趋直”,在沿途查勘中,更多更严重的情况是在中小流量下的坐湾,因此,对于本段河流,其治理不仅要防御稀遇的较大洪水,也要防止中小水流量造成的险情,要稳定河势,保证流路通畅。

  5.2 宽河固堤,为泥沙淤积留下较大的位置

  桑干河河道在来沙较大的情况下,泥沙的淤积不可避免。根据黄河下游游荡型河道治理的措施,“宽河固堤”是治理游荡型河流较正确的方针,即维持较宽的堤距,以较大的河道面积来调节洪水和储存泥沙,以确保堤防的安全。滩地过流能力虽然不大,但其削峰和槽蓄的作用是明显的。

  5.3 加强控导护岸护滩

  将河道主槽稳定在堤防中央,不使主槽过分靠近堤防成为险工,因此,守堤须先护滩,必须修建一系列的工程来保护滩坝,稳定河势是固堤的重要前提。对于游荡型河流来说,由于主流摆动,顶冲滩坝,造成滩地塌坍,进而迫近堤防,河势经常上提下挫,造成守滩的困难,因此,在修建堤防的基础上,必须增加控导护岸护滩工程。把控制主流与护滩工程结合起来,才能有效地防洪。

  通过以上初步分析和探索,为将来桑干河朔州段河道堤防规划提供参考依据。


留电免费咨询 [5分钟内回电]

Demand feedback