禹门口河段黄河大桥建设防洪措施分析

禹门口河段黄河大桥建设防洪措施分析

刘国朋 1,2,刁丽丽 1

1.河北工程大学水利水电学院 ,河北 邯郸 056038;2.聊城黄河河务局 ,山东 聊城 , 252000

摘要：黄河禹门口河段属于堆积性游荡型河道,在天然情况下该河段处于淤积状态。随着河床淤积和水沙不均匀性变化当河床淤积到一定高度和水沙条件相适宜时该河段常出现“揭河底”冲刷现象。同时桥梁修建后使下游流态发生较大变化增加了水流的紊动程度导致河床冲刷加剧势必对桥梁基础和防洪工程的稳定产生不利影响。

关键词：防洪；防淤；防凌；公路桥；禹门口；黄河

引言

黄河的严重问题是水少沙多、水沙关系不协调。由于水沙关系不协调，历史上曾经有大量的泥沙淤积在下游河道，使黄河下游成为举世闻名的“地上悬河”。主槽不断淤积萎缩，同流量水位不断升高，严重影响下游防洪安全。协调水沙关系的治理思路主要是增水、减沙、调水调沙，重在构建完善的水沙调控体系。

1问题探讨

1.1河道湿地生态系统需水问题

黄河下游是一条典型的流动水道，由于水坝等制约因素，沿河流形成了3540公里以上的海滩。在黄河目前的状态下，河流与堤坝(陆地)之间的通航区基本上是湿地和自然形成的海滩，水位上升和下降之间的间隔应成为河流泛滥的一部分。然而，由于各种历史和社会原因，目前沿海地区有181万人正在修建数百公里的生产大坝。生产坝的存在不仅导致主要流域干涸，二次悬浮状态加剧，而且还损害了对沿河湿地和生态系统的保护。然而，河流湿地对水的生态需求问题更为复杂:一方面，确定湿地的范围更为困难；第二，水需求难以量化；第三，必须分析和讨论充水所需水量的方法。

1.2将环境用水需求与环境用水需求联系起来

如上所述，黄河生态环境对水的需求并不仅仅是生态水需求和环境水需求的组合。需要水来满足某些水道的环境需要，并确保环境----即生态环境----需要水，但其他水道不需要水。在确定适当的环境用水需求时，如何兼顾环境用水需求和环境用水需求的问题也至关重要。我们认为，应根据鱼类的习惯和环境要求，综合确定环境的水需求，提供与流量水平相符的水参数，以确定其是否满足黄河受保护水生生物(鱼类)的生活空间。

2桥墩防洪措施

2.1防冲措施

设计防波堤时应考虑的主要因素是:(1)足够的地基深度和宽度，以承受极端的清除，包括河底清除。(2)桩轴方向与主线之间的夹角越小，适应水流方向变化越好，障碍物和取料器就越少。（3）紧靠丁坝的桥墩将受丁坝挑流的顶冲会引起桥墩附近局部冲刷加剧。因此，建议临河的桥墩设计要距离坝坡脚连线不小于10m,并采取抛石等措施进行防护背河桥墩不能设计在防洪工程上。(4)需要预留铅丝、块石等常用应急物资。供紧急使用。

2.2防止包装的措施

建造桥梁后如果有多个桩，将不可避免地导致桥梁前后的积水，从而改变桥梁的水位和下游流速。应采取以下预防措施:(1)桥梁桩的选择和基础设施的尺寸应合理，以尽量减少抗水路段。主槽桥通过桥梁，使用大跨尽量减少窄通道溢流，从而减少桥的上游围护。⑵公路桥梁的位置应尽可能垂直于河流，以减少桥梁对当前河道的影响。如果桥梁轴不能垂直于河流，则桩帽应在平面中采用圆形或其他类型的流线。(3)公路桥梁的下弦杆高度应保持在与水位和桥梁寿命相称的适当水平上，以避免危害防洪安全和航行要求。

2.3　防凌措施

1996年1月，黄河-通官河下游被关闭，这是1930年以来最严重的一次。水流急了，冰水流了出来。河流流量低(水库只有180立方米/秒)，水位高(台站329.90米是1973年以来非雨季的最高水位)，冰的重量在历史上是罕见的。因此，在河的这一段上建造桥梁时，必须充分考虑到跨桥对防凌的影响:(1)跨桥必须满足洪水季节冰流的要求，此外，在洪水期间还必须满足主要水库和海滩的共同洪水要求。当桥梁洞太小，无法容纳更多的冰或冰流时，桥梁和河流工程的安全受到冰障的威胁。(2)洪水季节冰的几何尺寸随着水流的碰撞、压缩和冲刷而逐渐减小，但当冰破裂时，往往形成更大的冰，有的高达数百平方米。在桥梁设计中必须充分考虑到冰对桩的最大影响。(3)加强冰霜观测。建立强有力的防岭观测系统，监测河道冰的演变情况，研究其趋势。

3桥头防洪措施

3.1设防要求

黄河小北干流两岸已建工程多数是抢险时修建的基础较浅抗洪能力差随着河床的不断淤积抬高工程的防御标准也逐年降低。为保护桥头的安全要重视桥下河道工程的防洪安全和桥头两侧高岸的防护。

3.2设防标准

两岸桥头防护工程的设防标准应与大桥防洪标准相同即300年一遇洪水标准。

3.3设防措施

建议对桥上、下游500m范围内修建高岸防护工程以防止大水时高岸坍塌影响桥头安全。对桥头工程要常年备足抢险料物如铅丝、石料等一旦出现险情即可进行抢护保证桥头的安全。

4施工期防洪措施

一些临时工程是在桥梁的主要工地进行的，如桥台、平台、起重机平台、钢钉、施工区的临时房屋、通道、其他废弃材料等。具体而言，桁架施工通常是一个小钢梁结构和高钢柱密度的通道。起重机平台的尺寸严重影响了河水泛滥。这些临时工程和水道内的大量材料将使水道停止流动，从而提高桥梁过境点的通行速度，并使水道在桥梁过境点以上形成拥挤状况，从而危及防洪工程和航行船舶的安全和安保考虑到上述分析，应采取相应措施:①施工时，如果施工三角网施工，应通知水道主管当局，批准主孔的范围和梁基础高度，以满足防②海边施工道路高度不得高于海边0.5m，不得在海边堆积散装施工材料以防洪水。③在执行期内，应加强与黄河防汛部门和防汛部门的联系，按照黄河防汛指挥的指示，及时采取防汛防汛措施。④施工结束时，应及时拆除路堤和所有临时工程，并推填阻水路。⑤所有拆下的钢管和平台的拆下高度——定期打桩起重机平台应符合防洪和航行要求。所有施工类型的废物都必须在水道之外处理。⑥大坝的解除必须得到河流主管部门的同意。

结束语

综上所述，通过黄河水沙调控体系骨干水库群的拦沙和调水调沙，形成了有利于河道冲刷和输沙的大流量过程，可有效改善黄河水沙关系，是减轻下游河道淤积、实现黄河长治久安的关键措施。应尽快建设古贤、黑山峡等水库，完善黄河水沙调控体系。但在8亿t来沙条件下，水库群拦沙库容淤满后下游河道仍呈现淤积状态，需要继续坚持“拦、调、排、放、挖”多种措施综合处理和利用黄河泥沙，从而实现黄河下游河床不抬高的目标。

参考文献

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作者简介: 刘国朋,男,山东聊城人，主要从事水利工程建设与运行管理工作。