提要

开始于上世纪六十年代的黄河下游河道整治工程，经过40余年建设，改善了河势，保护了滩区，减轻了现有险工的防洪压力，对于黄河下游防洪安全起到了积极作用。但是针对黄河下游游荡性河段河槽极为宽浅无法约束洪水，造成河势变化呈现随机性，没有采取相应有效的工程措施。在河道整治实践过程中，无论是枯水时段、丰水时段或是大洪水时期，都曾出现过河势失控的情况，2003年汛期蔡集等处出现的严重险情说明，在小浪底水库建成投入运用后的水沙条件下，在辛店集以上宽河段，现行的河道整治方案难以满足新形势下对稳定主槽、提高河道输沙能力要求。为此黄委提出“稳定主槽，调水调沙，宽河固堤，政策补偿”的下游河道治理方略，稳定主槽是当前下游河道治理的关键，是宽河道3000平方公里土地、180万群众经济社会发展的迫切需要，是科学发展观的客观要求。

引言

近年来黄河下游游荡性河道进行积极的河道整治，兴建了大量的河道整治工程，在防洪保安全方面发挥了很大作用，但对塑造中水河槽,稳定流路的作用，需要进行认真的总结，以提高河道整治的水平。

2000年小浪底水库运用后来水持续偏枯，但2003年秋汛来水较丰，小浪底汛期出库水量88亿m3，黑石关水量33亿m3，武陟水量14亿m3，进入下游总水量135亿m3，中水持续时间长，小浪底水库出库含沙量仅有1.18亿t，全河冲刷2.62亿m3，高村以上河段冲刷1.67亿m3，艾山到利津也冲刷0.55亿m3,河势变化较剧烈,出现严重典型险情。

在2003年6月在蔡集工程上游1000多米主流遇粘土抗冲层开始坐弯，形成畸形河势，在中水流量2600m3/s长时间作用下，引起河势不断下挫，导致直冲蔡集34、35坝，造成蔡集工程出大险，直至冲垮生产堤，在二级悬河最为严重的河段，洪水走一路淹一路，造成滩区严重淹没损失和极为不利的影响。

2003年的严重险情说明，在小浪底水库建成投入运用后的水沙条件下，现行减少游荡范围的河道整治方案难于满足新形势对稳定主槽、提高河道输沙能力，确保防洪安全的要求。

1.现有河道整治控导工程的作用

1.1游荡性河道河势变化既具有规律性又具有随机性

黄河下游高村以上河段为典型的游荡性河道，具有比降陡，河槽极为宽浅，河床颗粒抗冲能力差，河槽极不稳定的特性，经常出现横河、斜河等不利河势，对防洪造成严重威胁，同时洪水期河道输沙能力低，高含沙洪水常造成严重淤积，是今后黄河下游河道整治的重点河段。

1.1.1游荡性河道河床很不稳定

在流量相同时，游荡性河流的比降最陡，稳定渠道比降最缓,弯曲性河流的比降介于两者之间。黄河游荡性河段的资料均落在相关图中的游荡区。游荡性河道就像在比降陡的地形条件下没有兴建跌水的不稳定渠道。

游荡性河道的河槽极为宽浅，随着流量的增加宽深比B/h值增大。

游荡性河道床沙颗粒多0.1mm~0.2mm，均处在最容易起动范围内，河床泥沙易冲，在来水较清的情况下，河床很不稳定。

1.1.2清水冲刷河槽冲深展宽

三门峡水库1960年9月至1964年10月下泄相对清水时，河槽冲深水位下降1.6-2.7m。根据资料分析，在高村以上河段塌滩280km2，平均塌滩宽度1000m。其中，花园口至夹河滩河段塌滩最严重，平均塌滩宽度1181m，这一段河道的柳园口至古城河段平均塌滩宽度长达2300m。断面资料套绘表明，河床在冲刷过程中，不断的摆动，塌掉二滩、高滩，新淤出低滩；根据河势的变化与断面套绘分析，主流摆动范围最大达10km，发生在伊洛河口，平均摆动范围3.5~4.2km。

1.1.3河势变化具有规律性

在能量消散过程中，任何具能体总是将它所具有的位能以最快的速度、最短的时间、最大的能量消散率消散，从而达到最稳定状态。游荡性河道的河势变化同样是能量消散规律在起主导作用，由于游荡性河道河槽极为宽浅，河槽对水流的约束作用弱，水流沿着最大比降方向流动，因此在大洪水期改道时形成的河槽总是顺直的，这就是洪水期河势趋直的原因所在；至于河流的弯曲，则主要是由于小水期能量相对较小，水流受河床上犬牙交错边滩条件的制约，先造成主流动力轴线的弯曲，随之发生一岸坍塌和另一岸的淤积，形成凹岸与凸岸组成流路的弯曲。

分析历年的河势变化的情况表明，游荡性河流存在着“大水趋直、小水坐弯”的河势变化规律。由于流量大小不同，水流所具有的动能不同及水位高低不同，河床对水流的约束作用也不同；河势变化又呈现出一定的规律性，如小水河势顶冲点会上提，大水河势顶冲点会下挫。

1.1.4河势变化的随机性

并非所有在枯水期产生主流弯曲的河流都能形成稳定的弯曲性河道[4]，主要是河槽形态不同对水流的约束作用不同；游荡性河道河槽宽浅对水流约束作用差，因此造成游荡性河道河势变化的随机性，使得河势的发展很难预估。当洪水试图沿着最大比降方向流动时，遇到阻水物被迫改变流向，当水下的边界条件不确定时，河势变化则呈现随机性。

从1960－1964年和1981－1985年高村以上游荡河段河势变化的实测资料分析可知，游荡性河道在清水冲刷期的河势变化具有随机性，控导工程着溜点上提下挫、变化无常，河势变化“一湾变、湾湾变”。在洪水期，由于河槽对水流的约束作用弱，河势易出现突变，易坐死弯，使平工出险。如1964年汛期发生在花园口的东大坝处的重大险情，横河顶冲191坝，抢险抛石量达11900m3。在水丰沙少的1981至1985年，游荡性河段严重的险情明显增加，最典型是化工、大玉兰工程的钻裆险情与北围堤严重险情。

1.2微弯整治缩小了黄河河道游荡范围，但无法形成稳定的中水河槽

黄河下游宽河段采用弯曲整治，认为水流性曲，弯曲性河道较为稳定，参照高村以下过渡河段的整治经验进行。生产堤存在是产生二级悬河的主要原因，因而要坚决破除生产堤，实施宽河定槽。

修建控导整治工程主动调整流路，控制中水河槽，使游荡性河道的游荡范围有所减小，水流得到改善，防洪安全性有所提高。其规划治导线，采用曲直相间的型式，按照中水流量整治，即确定中水流量时游荡性河道主流线弯曲半径等有关治导参数。整治措施为修筑坝垛护弯，以弯导流，湾湾相接，力求把中水河槽治理成人工控制的弯曲性河道。把河道摆动范围控制在2～3km，并利用宽河段的滞洪滞沙作用保证下游窄河段的稳定。

开始于上世纪六十年代的黄河下游河道整治工程，经过40余年建设，在游荡性河段己建成险工及控导工程坝垛2230余道，使主流平均摆动幅度由六十年代以前4.33km减少到1.53km，改善了河势，保护了滩区，减轻了现有险工的防洪压力，对于黄河下游防洪安全起到了积极作用。但是在河道整治实践过程中，无论是枯水时段、丰水时段或是大洪水时期，都曾出现过河势失控的情况，表现出河势变化的复杂性和随机性，从而对现行整治方案的有效性提出质疑。

1.2.11987~2003年枯水时段河势变化情况

1987年至2003年进入下游的水沙多条件，其中1988、1989、1990年年来水较丰，其他年份均为枯水年（见表1），在这样条件下游荡河道的河势变化如下:

在这个枯水时段，历年汛期河势主流线套绘表明，在铁谢至伊洛河口河段，除1989年外，1987、1988年在化工至大玉兰区间发生主流钻档，在伊洛河口河段河势散乱，其它各年河势也较稳定，在伊洛河口以下孤柏嘴至驾部河段，各年河势也较稳定。

驾部至桃花峪河段河势散乱，只有桃花峪控工程靠流较好，但京广铁桥至花园口河势散乱。双井至马渡下延河段，1987年、1988年、1989年摆动幅度较大。1990年以后河势才稳定，马渡下延至赵口河段河势散乱，只有赵口经常靠河。但是赵口以下至黑岗口河段河势散乱(见图1)，河槽的最大摆幅达3~4公里,河势变化无规律，险工经常不靠流，但每处又都有可能着流。河势变化呈现出随机性。

黑岗口至府君寺河段，河势变化也十分复杂，经常呈现出麻花状河势或形成“s”畸形河弯(见图2)，使得险工和控导工程无法控制河势变化。

古城至府君寺河段河势摆幅较小，府君寺工程靠流机会多。东坝头至辛店集河段河势变化无常，年际间来回摆动，河势极不稳定。

辛店集至高村河段河势历年无大变化，河势稳定。

三门峡水库1974年蓄清排浑运用后，把非汛期小水挟带造成下游河槽淤积的泥沙调节到汛期流量较大洪水期排泄，减少了河槽的严重淤积。70年代以后整治工程兴建，也限制了河道的游荡和摆动幅度，都有利于河道的稳定。但是在武庄以下至辛店集河段河势仍无法稳定。当黄河来水较丰时，如1988、1989、1990年,水量均大于300亿m3。整个游荡河段年际间河势变化摆动幅度较大，都不能稳定。

1.2.2水丰沙少时段的河势变化

三门峡水库1960年9月-1964年10月蓄水拦沙运用，在年均来水量559亿m3、来沙5.82亿t、年均含沙量10kg/m3情况下，全下游共冲刷23亿t，年均冲刷5.78亿t。高村以上河段共冲刷16.9亿t，占全河73。1981年11月至1985年10月，下游年均来水482亿m3，年均来沙量9.7亿t，年平均含沙量20kg/m3，属于天然情况下来水丰、来沙少的典型系列，全下游累计冲刷4.85亿t，全河年均冲刷量0.97亿t，高村以上河段年均冲刷1.19亿T，高村至艾山年均淤积0.45亿t，艾山至利津年均冲刷仅0.11亿t。

1960年9月~1964年10月，在高村以上河段流量3000m3/s水位变化表明，水位下降变化范围在2.7-1.65m，呈沿程减少趋势，平滩流量由1960年的5000m3/s增加到800－9000m3/s。1980－1985年，高村以上3000m3/s流量水位下降变幅为0.8－0.35m，平滩流量由1981年1月前的5000m3/s增加到1985年汛前的6500m3/s。

在铁谢至神堤河段，河势非常散乱，主流在2~4公里范围摆动，已有的控导工程无法有效控导河势，1983~1984年在化工至大玉兰出现极为严重的钻档险情(见图3)。

在伊洛河口河段60年代河势变化范围很大，80年代伊洛河口以下孤柏嘴靠河机会较多，驾部工程却很少靠流，主流在工程前分散4~5公里范围流过。驾部至桃花峪河段河势趋直，沿邙山脚下流过，摆幅在2~3公里。只有桃花峪控工程靠流机会较多，但京广铁桥至花园口河段河势散乱，摆幅达3~5公里。东大坝靠河情况较好，但双井工程却很少靠流，马渡以下至赵口河段河势散乱，武庄工程很少靠河。赵口险工靠河机率较高，但赵口以下至黑岗口河段河势散乱，河槽的最大摆幅达4~8公里(见图4)，经常出现反向河弯，己建的险工时而着流，时而脱流，主流游荡不定。

黑岗口至柳园口是顺直河段,靠河不稳定,柳园口至府君寺河段河势摆动幅度很大(见图5)，在3~8公里范围内变化，工程很少靠流，水流极不稳定，经常出现畸形河湾。

东坝头至辛店集河段河势变化无常，年际间来回摆动幅度在2~4公里，河势极不稳定(见图6)，流路变化呈麻花状，经常出现反向河弯，险工与控导工程无法使河道稳。

由于三门峡水库蓄清排浑的运用和70年代后兴建许多控导工程，80年代的摆动幅度比60年代有所减小。花园口以上河段平均摆动幅度减少696m，花园口至夹河滩河段平均摆动幅度减少725m，夹河滩至高村河段平均摆动幅度减少1560m，但是此河段存在着较为严重的二级悬河。

清水冲刷期在河槽冲深的同时，河槽不断的展宽，塌掉的是高滩，新淤的是低滩。水位虽然降低了，但是河槽仍很宽浅，对稳定河势与输沙能力的提高无多大作用。

1.2.31958、1982、1977年等大水河势

1958年是新中国成立以来实测最大的洪水，花园口站洪峰流量为22300秒立米；1982年洪水，花园口站最大洪峰15300秒立米；1977年发生的两场典型的高含沙洪水，洪峰流量近万秒立米，最大含沙量500至600kg/m3，这些代表了各种典型大水年份，河势变化的特点，除了集中反映大洪水河势趋直，走中泓外(见图7)，在宽阔的河床上主流摆动频繁，也会出现特别明显的畸形河弯，主流的摆动范围很大，多在3～8公里之间变化，而且非常迅速，看不出明显的规律性。

1.3小浪底水库运用后河道整治面临新的问题

2000年小浪底水库运用后来水持续偏枯，下游河道连年发生的冲刷(见表2)。高村以上河段共冲刷5.59亿t，高村以下冲刷1.48亿t，全河共冲刷7.07亿t，但2003年秋汛来水较丰，小浪底汛期出库水量88亿m3，黑石关水量33亿m3，武陟水量14亿m3，进入下游总水量135亿m3，中水持续时间长，小浪底水库出库含沙量仅有1.18亿t，平均含沙量只有13.4kg/m3,且为由异重流排出的极细沙,冲刷最为强烈，全

河冲刷2.621亿m3，高村以上河段冲刷1.666亿m3，艾山到利津也冲刷0.547亿m3,河势变化较剧烈,出现严重典型险情。

2003年汛后黄委会组织河势查勘表明[6]：神堤以上稳定，神堤到双井则不然，双井到孙庄稳定，孙庄到东坝头河段控制不住，东坝头到辛店集河段河势不稳。

(1)铁谢至神堤

铁谢至神堤河段，除了铁谢至逯村之间，河势一直向南摆，出现1960年至1964年三门峡水库下泄清水期河势变化趋势，在铁谢下游兴建二道500m长，几乎与垂直水流的潜坝（见图8），形成节点即双岸整治后，才使逯村控导工程下首23坝以下靠河，且在工程下游滩地继续坐弯坍塌。花园镇～神堤河段，河势流路相对稳定，没有出现大的险情。但由于大河流量大，花园镇工程前、裴峪工程下游出现洲滩，河分两股，大玉兰至神堤之间的心滩将大河分成两股，主溜走北河，南岸塌滩严重。

(2)神堤至京广铁桥河段

神堤至京广铁桥河段工程，河势流路仍变化较大，特别是张王庄弯道的流路摆动不定，河出神堤后在神堤北形成一个较大的心滩，将大河分成两股，主溜走南岸，交汇后主溜在张王庄弯道来回摆动折向右岸成南北横河顶冲英峪沟，大河经孤柏嘴流向驾部工程，河势无大变化。

驾部～京广铁桥河段，沁河口东安工程下首200m靠河，河势不够稳定，且在东安工程下首主溜淘刷弯道行河，下段规划位置线已塌入大河，该段河势流路不稳定，形成南北横河，直冲汉王城（见图9）。

(3)京广铁桥～东坝头河段

老田庵工程仅下首靠溜，出老田庵后，主溜淘刷南岸滩地形成弯道，马庄工程前心滩将大河分为两股，主溜偏离工程走南岸，花园口将军坝（90坝）漫水。花园口东大坝下延～马渡下延河段基本上按规划流路行河，河势流路相对稳定，尤其是双井至来童寨河段最为稳定。主要是双井下首对岸有粘土组成的胶泥咀，与双井工程形成一对节点，控制出流方向，才使得双井至来童寨这段河道得以形成600多米宽的稳定河槽，近十五年来河势无变化。

赵口以下河段为游荡性河段河势最为散乱的河段，三官庙工程未能控导溜势，韦滩工程不靠河，该段河势流路变化不定，特别是三官庙至大张庄河段溜势来回坐弯，主溜摆动频繁，大张庄出现重大险情（见图10）。

黑岗口～府君寺河段游荡河势散乱，畸形河势仍然存在黑岗口下延工程挑溜顶冲,造成顺河街工程上游滩地坍塌，顺河街工程河势上提至工程上首，造成险情不断，由于顺河街工程送溜不力，柳园口工程脱河。大宫工程河势上提至工程上首滩地，被迫抢修了上延工程，王庵至古城河段多年出现的南北横河不利流路有所发展，王庵至府君寺河段的双“S”型河湾（见图11）。

府君寺～东坝头河段主溜继续顶冲常堤与贯台工程之间的高滩，常堤与贯台间的畸形河湾，主要表现在湾顶因继续冲塌而加深。致使以下河段形成不利流路，畸形河势时常多变，出现“Ω”型的畸形河势。（见图12）。

(4)东坝头至高村

东坝头以下河段由于工程布点比较完善，河势比较归顺、单一，变化不大，该段河势已得到初步控制。但该段蔡集工程出现畸形河势，汛前的嫩滩被冲蚀下移，形成“Ω”或类似“w”型河势，造成蔡集工程出现重大险情，淹没河南、山东两省滩地25万亩，影响人口11.4万,引起党中央领导，国务院的关注。

2003年汛期来水较多，中水持续时间长，在2003年6月在蔡集工程上游1000多米主流遇粘土抗冲层开始坐弯，形成畸形河势，在中水流量2600m3/s长时间作用下，引起河势不断下挫，并且导致直冲蔡集34、35坝，造成蔡集工程出大险，直至冲垮生产堤（见图13），在二级悬河最为严重河段，洪水走一路淹一路，造成滩区严重的淹没损失和极为不利的影响。

2003年汛后河势变化频繁，南裹头、马庄至花园口2003年汛后至2004年汛期河势变化很典型。2003年汛后河势由南裹头经马庄工程直奔花园口公路桥的南二孔，将军坝不靠流，但在2004年汛前，马庄前出现心滩，水流在南岸坐弯，形成将军坝靠流，而在2004年汛期大河北移，将军坝又不靠流，造成花园口水文站测流断面摆动，北岸塌滩，河槽展宽。从河道摆动之强烈，可以看出只在一岸修建工程河势摆动将难以控制。

2003年汛后主槽河宽沿程变化可知，在夹河滩以上200多公里长的河段，实测断面的主槽宽一般在1500至3000米，最宽的个别断面达到4000m，形成“S”形河弯，河道竟与断面三次相交，河槽如此不稳定，在3000至4000m3/s时河槽如此宽浅，无法通过自身的调整塑造出稳定的中水河槽。

在目前的情况下,由于小浪底水库投入运用以来没有发生大洪水，花园口站最大洪峰流量仅为3000多m3/s，没有经过7000至8000m3/s大洪水的考验。若发生80年代初期丰水时段，神提以上河段可能难以稳定。近年来最稳定的双井至来童寨河段，目前的平滩流量仅4000多m3/s，若遇洪水大漫滩，河势亦可能发生大摆动。

赵口以下河段目前河势极不稳定，己有的河道整治工程还不能控制河势，更大洪水发生后，在大洪水趋直，走中泓的造床作用下，河势变化与险情就更难于预料。

总之2003年汛期河势变化说明沿用传统的整治方法难于有效控制河势。由于河势的迅速变化常造成险工脱流，控导工程不断上延下接的被动抢险，河道断面形态仍很宽浅，无法形成稳定的中水河槽，需要采取更有效的河道整治措施。

参考文献

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[4]齐璞、梁国亭，冲积河型形成条件的探讨，泥沙研究、2002年(3)

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[6]河南河务局2003年汛后河势演变及工情总结报告，河南河务局2003年11月

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[10]齐璞、孙赞盈、苏运启，论解决黄河下游二级悬河的合理途径，黄河水利委员会编，黄河下游二级悬河的成因及治理对策(M)，黄河水利出版社，2003年5月，郑州