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山东对黄河流域生态掩护和高质量生长的作用不行替代

返回列表 来源:yb体育网页版 发布日期:2021-11-03 01:41
 本文摘要:摘 要:黄河河口自然状况特殊,仅黄河口治理及其三角洲湿地掩护这方面,即可说明山东对于黄河流域生态掩护和高质量生长具有不行替代性。研究讲明:(1)应在勉力维持清水沟流路稳定前提下,将刁口河流路作为防洪与生态补水的辅助流路,使黄河三角洲成为统筹推进山水林田湖海草沙综合治理、系统治理的范例。

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摘 要:黄河河口自然状况特殊,仅黄河口治理及其三角洲湿地掩护这方面,即可说明山东对于黄河流域生态掩护和高质量生长具有不行替代性。研究讲明:(1)应在勉力维持清水沟流路稳定前提下,将刁口河流路作为防洪与生态补水的辅助流路,使黄河三角洲成为统筹推进山水林田湖海草沙综合治理、系统治理的范例。(2)宽河段应接纳“两道防线”结构与河流生态修复相联合的治理方案,即接纳板桩组合坝技术将防护堤高尺度修建,作为保障“二滩” “嫩滩”区域相对稳定的“第一道防线”,将“高滩”作为移民安置区;“二滩”可作为超尺度洪水行洪空间;“嫩滩”可修复湿地生态,与河槽一起负担大中洪水流量下的行洪功效,通过对传统工程升级革新,以“平顺护弯、以弯导流”到达中水河势稳定控制、输沙能力提升的目的,实现“河床不抬高”的目的。

(3)凭据分析与其时模型试验效果,提出三门峡河段1843年洪水洪峰流量应取30000m3/s,接纳热释光法对淤沙层之下两组瓦片样品测定年月,认为该洪峰流量重现期应为1200 a。取实测洪水还原资料而不计历史观察洪水点据,给出设计洪水结果与预估的1843年洪水三门峡站洪峰流量与重现期较为靠近。

(4)选取花园口站“58.8”洪水资料为典型洪水历程,通过水库调洪盘算,获得小浪底水库运用后花园口站设计洪峰流量。再接纳下游各站洪峰流量相关图,同时凭据黄河动床模型试验效果,综合得出其他站设计洪水结果。

(5)艾山卡口扩宽革新直接决议黄河下游防洪减灾治理体系的完善运行,应在大幅提升窄河段防洪能力的同时,增加窄河段高效输沙降河时机。凭据艾山站1958年过洪峰流量12600m3/s而并未使窄河段决口的实际分析,黄河下游“82·8”洪水不应向东平湖分洪,且经由1958年之后恒久堤防大规模建设,纵然13000m3/s的洪峰流量不启用东平湖,也能保证窄河段防洪宁静。

(6)根据现行运用原则和本文设计洪水结果,加上山东窄河段革新扩展能将排洪能力增加,东平湖与北金堤滞洪区均可“解放”。(7)鉴于黄河现在具有较大调控能力的大型主干水库只有相距数千公里的龙羊峡、小浪底水库,实际对黄河下游的水资源调治作用有限,故需使用东平湖和沿黄蓄水设施,发挥调蓄生态用水与合理设置水资源的功效。(8)为使京杭运河全线通航”,可将路那里断面上游280m的穿黄位置作为推荐线位,北岸线路与金堤河平交,之后顺势与运粮河及京杭运河相连;提出“隧道+玻璃观景平台”穿黄方案,即隧道净高11.5m,底部高程25.3m,双向驶船宽55m,高程37m的隧道顶接纳高强度微拱形钢板;为便于航船过和观景,同时不影响超尺度洪水行洪,将生产堤提升革新为高尺度防护堤后,在高程45m处铺设特种玻璃成为“玻璃观景平台”。

(9)将梁济运河革新为北流之河,能充实发挥南四湖、东平湖、金堤河及梁济运河对运河北段的配水和引黄补水作用,通航水源颇为可靠,并可发生庞大的减灾与生态效益。最后,对建设涉及的前期论证、勘探、设计、施工、监测、运行治理等事情提出了建议,给出“经心准备,先引后围,先右后左,水库调配”的穿黄工程施工原则。关键词:黄河治理; 河口三角洲; 艾山卡口; 京杭运河通航; 穿黄工程; 东平湖; 泥沙;作者简介: 张红武(1958—),男,教授,国务院参事,博士研究生导师,博士,主要从事黄河治理研究事情。

E-mail:zhhw@mail.tsinghua.edu.cn;基金: 国家重点研发计划项目(2016YFC0402500);引用:张红武,张罗号,景唤,蔡蓉蓉,苗润泽.山东对黄河流域生态掩护和高质量生长的作用不行替代.水利水电技术.原文知网链接(《水利水电技术》网络首发论文):https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1757.TV.20201211.1522.002.html0 引 言掩护黄河是事关中华民族伟大再起和永续生长的千秋大计,为深入贯彻习近平总书记2019年9月18日主持召开黄河流域生态掩护和高质量生长座谈会的重要讲话精神,沿黄各省区均驻足当前、着眼未来,集中各方面气力经心体例出相应的实施计划,以便作为指导当地生态掩护和高质量生长的重要文件,成为体例专项计划、实施相关政策与重点工程的重要依据。笔者作为《山东省黄河流域生态掩护和高质量生长实施计划》(下文简称《计划》)体例专家咨询委员会特邀专家,对《计划》举行认真审阅后,认为本《计划》全面贯彻了习近平总书记2020年1月3日主持召开中央财经委员会第六次集会精神,本次集会强调“要实施黄河三角洲湿地生态系统修复等重大工程”“发挥山东半岛都会群龙头作用,推动沿黄地域中心都会及都会群高质量生长”,同时也越发认识到山东对整个黄河流域生态掩护和高质量生长具有不行替代的作用。为此,本文针对性举行了论述,提出了相应建议。1 河口与三角洲掩护治理对黄河生态掩护与高质量生长作用不行替代1.1 三角洲在黄河流域生态掩护与高质量生长的重要作用黄河口在山东,所谓“大河之治始于河口”,更况且近代三角洲是黄河1855年从铜瓦厢决口夺大清河流路形成的,冲积扇顶端位于兰考,涉及的规模同山东省的关系更为密切。

黄河三角洲是我国暖温带最完整的湿地生态系统,正是由于黄河口自然状况的特殊性,《计划》实施后,可成为黄河流域统筹推进山水林田湖海草沙综合治理、系统治理与生态情况改善的范例。仅从黄河口治理及其三角洲湿地掩护这一方面,即可说明山东对于黄河流域生态掩护和高质量生长具有不行替代性。

黄河三角洲北靠京津唐经济区,南连山东半岛开放都会,属于国家制定的沿海开放地带。随着德(州)龙(口)铁路、东营港和滨州港的建成,将使胜利油田与秦、晋、蒙大煤田毗连起来,为工具部经济的生长提供经济结构合理的可控能源;东营港距大连港约59.5km,且与朝鲜半岛、日本列屿隔海相望,具有良好的出海条件。以黄河资源高效使用和生态情况改善为主线,着力优化工业结构,着力完善基础设施,着力推进基本公共服务均等化,着力创新体制机制,率先转变生长方式,提高焦点竞争力和综合实力,打造环渤海地域具有高效生态经济特色高地,在促进区域可连续生长和到场东北亚经济互助中发挥更大作用。《计划》应该明确黄河口湿地自然掩护区生物多样性对黄河流域生态掩护的重大意义,明确三角洲高效生态经济区生长对黄河流域高质量生长的重要作用,只管体现出《计划》同环渤海经济区生长之间的相互联系,叙述黄河三角洲物流工业振兴对山东经济区域向周边生长对接黄河经济走廊、充实使用华北大平原紧连京津冀生长工业的区位优势。

1.2 河口治理不宜接纳多流路运用的思路《计划》提出“开展河口多流路运用研究”的表述,值得商榷。1976年黄河走清水沟流路入海后,河口以致三角洲地域局势发生了庞大变化,至今已经稳定在该流路近45年,为黄河三角洲地域生长取得了主动权,是新中国人民治黄的标志性结果之一。

在此期间,曾经一渡过流的北汊其实也是清水沟流路正道,因担忧冲垮孤东大堤、影响东营港才很快封堵。早在东营建市之初,水利部、石油部、黄委已团结发出让黄河口1988年改道的文件,其时缺乏国家投资,在东营市政府坚持下,通过以海动力治理稳定黄河口清水沟流路的原型试验工程,形成了“巧用海洋动力固住河口”的方略,实现了在三角洲地域形成黄河口在M2无潮区入海、东营港在其北侧建设、东营市在其西南落地生长的结构[4]。

对于这一重大结果,著名治黄专家、黄委原总工程师吴致尧生前高度评价道:“能把黄河口稳定住,怎么评价都不外分!”如果再重回多流路行河、黄河口摆动论、黄河改道论的老路上,必将影响沿黄河流域和山东省经济生长的计划结构。在黄河来沙确实淘汰许多的客观条件下[5],清水沟流路以后还可能有难以维持蚀退与淤进平衡之虞,故应根据李殿魁“一主一辅、双流定河、高位分洪、导堤入海”的河口治理原则[4],在通过继续修建控导护滩工程稳定现行流路前提下,将刁口河流路作为防洪与生态补水的辅助流路(或沿用以前的“备用流路”一词[2]),修复黄河三角洲自然生态和湿地情况系统,维系三角洲物种基因库的可连续生长。

刁口河流路作为“备用流路”或“辅助流路”是须要的,但也未必非要黄河改道,现在来流含沙量淘汰许多[5],短时段分流也不至于引起河床大量淤积。2山东宽河段与窄河段治理关乎黄河下游防洪工程体系良性运行2.1 黄河山东段的特殊性黄河山东段全长约630km,包罗了“宽河段”“窄河段”与河口段,分属差别河型。

其中堌阳镇(上距东坝头约15km)至高村56km河段为游荡型河段,高村至陶城铺为宽河段向窄河段的过渡段(长度156km,可称为过渡性河段,工程布点已经完成,现在河势已基本控制),由于游荡型河段与过渡性河段堤距宽,最宽处达20km以上,又被称为“宽河段”。该段滩地相当辽阔,例如,东明滩区总面积315.86km2,居住人口11.09万,为黄河滩区面积最大、居住人口最多、迁安救护任务最重的县。1933年洪水在东明河段多处决口,1958—1999年生产堤内的主槽行河淤积严重,滩唇普遍横跨堤根2~5m,滩地横跨背河地面4~6 m,是“二级悬河”最为严重的河段。

陶城铺至利津河段河长307km,堤距0.45~4km,河流平均纵比降约为0.1‰,相对称为“山东窄河段”,这段堤防建设基本属于清代及其以后治河官员沿用明代潘季驯“束水攻沙”治黄方略的效果。特别是上世纪50年月以来两岸堤防进一步强化,并过分修建了大批险工及控导工程,一些堤线特不合理,不少处堤距过小,形成卡口河段。

其中陶城铺至李营,河流长60km,左岸险工毗连,右岸无堤防,为泰山余脉的长平山区,有解山等八座山麓突入河内,河流最窄处为艾山段的井圈险工13坝至外山脚,河宽仅275m(艾山段河流见图1);再如李营至北店子,河流长50km,左岸险工相连,右岸无堤,也属泰山余脉,但河槽距山脚较远,没有近河的山头突入河中,山麓淤积层较厚,黏土漫衍规模广,河形弯曲、河弯发育,自顾小庄至程官庄形成两个一连的“S”形陡弯,顺直段局部河槽较宽处有心滩存在。有的窄河段还是山东防洪重点河段,如济南北店子至霍家溜河段不仅堤距小,而且一些工程结构任意性强,洪流碍洪严重,中水人工制造的“横河”“斜河”,大有将对岸冲垮之势(如霍家溜上游对岸的周孟护滩工程等),使河流狭窄弯曲,河宽一般1km左右,曹家圈铁路大桥处河宽仅444m,泺口站防洪水位比济南市工人新村地面横跨近12m,防守任务困难;再如,东营区麻湾至利津县王庄长30km的河段,堤距一般约1km,最窄处利津小李险工处河宽仅441m,且河流曲折、险工坚持,历史上曾多次发生决口。图1 黄河山东艾山河段河流对于山东窄河段中的畸形河段,应该对堤距过小的大堤加以升级革新,对洪水期严重阻水的河流工程,需提升革新甚至拆除。

正因为山东窄河段河弯发育受到一定限制,河型被定为限制性弯曲型河段。此外,可把利津至河口的尾闾段作为河口段。

2.2 乐成治理宽河段才气让滩区黎民幸福乐成治理宽河段才气保障宽大滩区人民安身立命。为此,建议《计划》只管体现国家重大科技研发计划专项“黄河下游河流与滩区治理研究”项目组提出的“两道防线”结构与河流生态修复思路相联合的治理方案(主要由清华大学与黄河计划设计院有限公司提出),即接纳预制板桩组合坝技术将防护堤高尺度修建,作为保障“二滩”和“嫩滩”区域的相对稳定的“第一道防线”,从而将从黄河大堤向主槽的滩地依次分区革新为“高滩”“二滩”和“嫩滩”,见图2。“高滩”作为生态移民安置区,解决群众防洪宁静问题,通过淤填堤河进一步提高堤防防洪能力,将“高滩”解放出来;“二滩”为高滩与控导工程之间的区域,可用来生长高效生态农业、旅行农业等,并作为宽滩区超尺度洪水上滩的行洪空间;“嫩滩”则被用来修复、维护湿地生态,与河槽一起负担大中洪水流量下的行洪功效,再使用预制板桩组合技术,对消耗水流能量而影响输沙效率、抗水毁能力弱而需恒久抛石抢险等缺陷的传统坝垛工程举行升级革新,变“以坝护弯、以弯导流”为“平顺护弯、以弯导流”,即可到达中水河势稳定控制、河槽输沙能力提升的目的,实现“河床不抬高”的目的。

该结果研发的宽滩河流形态重构技术、宽滩河流生态空间构建技术、沿河城镇群与河流生态空间深度融合技术,可为开展下游生态廊道建设提供技术支撑。在来水含沙量显着淘汰的常态下,泥沙对污染物吸附效应削弱后,使用“嫩滩”湿地生态作用,有效提高黄河水生态系统自净能力。图2 “两道防线”与生态修复联合的治理方案典型断面示意 2.3 黄河下游防洪减灾体系良性运行需要合理的洪水设计条件小浪底水库建成后和三门峡水库及支流陆浑、故县、河口村水库团结调理运用,成为下游防洪工程体系的重要构架(见图3,根据预案,如果花园口站发生凌驾22000 m3/s洪水时,三门峡水库也要充实发挥拦洪滞洪作用),发挥了重要作用,而且在供水、浇灌和发电效益等方面也发挥了很大效益。

图3 黄河下游防洪工程体系示意 现在小浪底水库已拦沙30多亿m3,有效库容不停减小,单库调水调沙后续动力不足的局势已经显现,且下游防洪工程体系的详细运用方式,还取决于设计洪水流量简直定与河流过流能力的提升。我国现仍习用基于数理统计方法的设计洪水频率法,可靠性主要依赖所选择资料系列相对于洪水系列总体的代表性,在洪水系列的总体不行能已知的现实下,凭据少量资料分析百年、千年一遇洪水流量,其效果一直存疑。

20世纪50年月初期,黄河上为克服水文资料短缺问题,吸取日伪时期修建丰满、水丰、二龙山等大型水库工程的设计洪水接纳观察(实测)最大洪水加成的作法,将掘客的远年特大历史洪水资料应用到设计洪水频率分析盘算中。只是历史大洪水发生年月久远,通过观察获得的流量在定量上很难同真实情况靠近,且将适用于中常洪水的水文考试关系式直接用于历史特殊洪水的做法也不妥当,况且在历史观察洪水详细分析确定洪峰流量、重现期等各环节都偏于守旧,使得设计洪水值显着偏大、重现期偏小。例如,原燃料工业部水电总局张昌令总工首次凭据洪痕水位,接纳控制断面法推算1843年观察洪水三门峡河段洪峰流量为34200~36200m3/s,再接纳回水曲线法向上推算的洪峰流量为32700m3/s,黄委水科所开展三门峡河段正态定床模型试验,第一次非正式试验给出的洪峰流量为36000m3/s,经1954年等洪水水面线的验证并设置尾门控制后,给出的洪峰流量为30000m3/s,其时却以“清水模型和高含沙水流有所差别,致使试验结果偏小”为由,并为宁静计,取观察的1843年洪峰流量为36000m3/s。黄河水利前辈们接纳较少的水文考试资料和历史观察洪水资料,给出了黄河中下游的洪水频率分析结果,为开国初期举行黄河流域首期计划和三门峡水库设计提供了难过的技术基础。

不外,由于黄河高含沙洪水河床淤积较多,过流断面减小,水位体现较高[26],因此,同水位下流量反而更小。鉴于其时模型试验条件究竟控制较严格,考试效果相对可靠,故认为三门峡河段1843年洪水洪峰流量应该小于30000m3/s,可取该值。

再者,为确定1843年洪水洪峰流量的重现期,在1975年、1980年、1985年对换查洪水分析有相当履历后,将重现期 “210年”逐渐调整为“600~1000年”和“至少1000年”[25],最后为举行小浪底水利枢纽设计而开展三门峡站的洪水设计时,将该历史观察洪水的重现期确定为1000a后,相当于先把千年一遇洪水流量定下来,再调整Cs/Cv,举行履历适线。因此,如此给出设计洪水结果,有一定的人为性。笔者通过大略分析,曾认为黄河下游流量凌驾20000m3/s的洪水泛起的可能性极小[24]。

由于黄委洪水频率曲线上数据最大值接纳的是历史观察洪水确定的,决议了频率曲线走向,导致即便把近几十年考试资料加进去,内插出设计结果仍没大的变化(反而被设计者认为“其设计值仍可保持相对稳定”)。上海博物馆文物掩护科学技术实验室1981年12月接纳热释光法,对1843年洪水淤沙层之下所取两组瓦片样品测定的年月划分为(1210±69)年及(2060±118)年,笔者认为以测定年月小的样品的效果作为该场洪水洪峰流量重现期是有凭据的(年月大的样品可认为是年月小样品之前即存在的),重现期应该确定为1200a(基底细当于年月下限加上测定至今的年数),同黄委专家“至少1000年”的分析效果也偏差不大。至于1843年洪水下游花园口洪峰流量,不应该制定为“上大洪水”后就不计区间来水而直接凭据三门峡观察洪峰流量加以确定(由其时三门峡观察的流量Q=36000m3/s确定花园口的流量Q=33000m3/s)。

其实其时河南巡抚鄂顺安润奏折,已提及新安、渑池、武陟、荥泽、汜水等县被洪水与雨水“淹浸”,说明区间支流(沟)对黄河干流流量必有孝敬。只是思量到其时支流堤防条件极差,决堤滞洪显着,支流纵然泛起较大洪峰流量,实际进入干流的流量规模也会不大,凭据履历开端认为沁河来流1500~2500m3/s,伊、洛河及其他支沟来流2500~3500m3/s;由于高含沙洪水沿途淤积在所难免,流量Q不仅仅是水力因子,其中含沙量S占相当大的比例[26],如果洪水含沙量S=600kg/m3,按体积含沙量盘算出泥沙对流量Q=30000m3/s的孝敬约为6800m3/s,故1843年洪水干流沿程淤积(尤其铁谢至花园口河段淤积严重)后流量会直接淘汰,加上河段的自然滞洪作用,可推知干流流量淘汰到28000m3/s左右,综合干支流流量状况,可估出花园口Q=32000~34000m3/s。在区间来流无确切依据条件下,为兼顾黄委专家意见,仍接纳原先认定的Q=33000m3/s。

现在应该科学修正洪水设计结果,否则,防洪减灾体系运行仍会走几十年前探索的老路。在现在已积累较多实测水文资料的条件下,我们在黄委原选择资料系列基础上,增补三门峡站1977—2010年实测洪水还原资料,去掉观察洪水资料,开展三门峡站洪水频率分析效果如图4(a)所示,Cv取0.56,Cs/Cv取3.1,得出千年一遇Q=28755㎡/s,300a一遇Q=24485㎡/s,百年一遇Q=20565㎡/s。Q≥11000㎡/s的点据多数位于设计频率曲线之下,只有1933年的最大点据在曲线之上,而该场洪水泛起了39.1亿t的历史稀有沙量,来水流量中来沙量做出了很大比例的孝敬,故履历适线时不能兼顾过多。

此外,将上述预估的1843年洪水三门峡站洪峰流量为30000m3/s、重现期N=1200a,点绘在图4(a)之上,其点与本文设计频率曲线颇为靠近,体现了两结果相互印证的作用。图4 基于实测洪水还原资料设计的洪峰流量频率曲线本文使用黄委对花园口站1919—1999年实测洪水还原后的资料,可获得思量小浪底水库影响前花园口站的设计洪水结果如图4(b)所示,百年、千年一遇设计洪峰流量划分为22915m3/s及32400m3/s。还原后1958、1933、1982年洪峰流量成为前3个最大的点据,均置于曲线之上,适线时没能兼顾过多。

其原因是,1958年最大流量实测只有17200m3/s,宣布的22300 m3/s是凭据水位变化推出的,而黄河同洪水流量下的水位受河床冲淤影响很大,其实其时干支流实测最大流量直接相加也超不外20000m3/s;1982年洪峰流量15300m3/s也比实测值大一些,且还原该年洪峰流量思量相关因素影响时难免存在一些假定。至于1933年这场高含沙洪水,还必须思量黄河干支流其时没设水文站,其数据并不是实测的,故洪水经由铁谢至花园口段泥沙大量淤积后,到花园口时洪峰流量应比33000m3/s小。若将上述预估的1843年洪水花园口洪峰流量为33000m3/s、重现期为1200a,点绘在图4(b)中,可看出其点恰幸亏设计频率曲线上。

以此为基础,若参照1958年8月花园口站实测洪水资料给出典型洪水历程线[27],再凭据小浪底水库的库容曲线、泄流曲线、运用方式举行调洪盘算,获得思量小浪底水库运用后花园口站百年、300年、千年一遇设计洪峰流量为12930m3/s、13610m3/s、20865m3/s。接纳黄委《黄河流域实用水文预报方案》中花园口站—夹河滩站、夹河滩站—高村站、高村站—孙口站的洪峰流量相关图,同时凭据笔者以往开展黄河动床模型试验效果,可综合得出夹河滩站、高村站、孙口站设计洪峰流量(见表1)。与黄委设计结果对比,发现不放入历史观察洪水点据而只以实测还原资料为依据得出各站的设计洪峰流量减小,黄河下游实际设防尺度显着提高(花园口设防流量22000m3/s对应的洪水频率靠近1500年一遇),尤其山东窄河段设防尺度对应的流量酿成300a一遇(而黄委以历史观察洪水资料为基础得出相应的艾山站30a一遇洪水洪峰流量已达10000m3/s),从而为黄河下游防洪工程体系科学调理运行提供了可能。

表 1 小浪底水库发挥作用后黄河下游各站差别频率设计洪水结果对比 m3/s2.4 艾山卡口段革新可使下游防洪工程体系良性运行艾山水文站监测的过洪数据,如1957年测得洪峰流量10800m3/s等,都被作为黄河制定防洪减灾预案的依据。再如,1951年平原省黄河河务局凭据各河段估算的宁静泄量,认为受艾山卡口泄量所限,堤防难以确保下游窄河段超尺度洪水防洪宁静,应在防御设施方面寻找出路。

故选定在长垣石头庄一带向堤外分洪,后经政务院批准,建设了北金堤滞洪区。艾山考试河段顺直长度约880m,系沙质河床,冲淤变化显着,一般为涨冲落淤,平水期主流位于左岸深槽处,涨水期主流向右岸浅滩摆动,落水时主流回归左岸深槽。

基本水尺断面(兼浮标测流中断面)左岸大堤堤顶高程48.81m,上游300m处为“S”型弯道,该基本断面上游50m处布设流速仪测流断面兼浮标测流上断面,下游50m布设浮标测流下断面,上游126m处布设吊箱测流断面,下游约500m处有外山和井圈险工相对,形成著名的艾山卡口(宽度275m,见图5),只管中、高水期测站断面临水流控制作用强大,但洪流行洪至此被挤在狭窄的河段内,左岸边流向顺逆不定,过流能力受到限制,上游形成壅水,导致比降不具代表性,故不观察比降水位。显然,只有花费精神增加黄河山东窄河段过洪能力,才气改变黄河对下游沿黄地域经济社会生长制约过多的局势。图5 艾山水文考试河段及“艾山卡口”为此,本文主张以扩大“艾山卡口”宽度为突破点,通过对河流最窄处左岸井圈险工13坝的革新和的右岸外山脚扩展,将现有的卡口宽度与个体过流宽度不足之处扩宽,实现黄河下游窄河段行洪能力提升。

作为开端方案,在左岸井圈险工13坝上下游背后的堤边,运用预制板桩组合技术,插入16m深的钢筋混凝土预制板桩(顶部与大堤平),制作出100m长的钢筋混凝土一连墙坝,然后拆去低水位以上的坝体。至于右岸,可根据宽度400m要求,将38.50m高程以上的外山脚向右扩展;若继续扩宽至500m,再将40m高程以上的外山脚向右扩展,作为过洪滩地。

张罗号在过流宽度为400m与500m两种工况下,估算过流能力划分约为14000m3/s及15500m3/s;景唤使用艾山水文基本考试断面“设防水位45.42m(黄海高程,本文除标明外,均为黄海高程,孙口四周比大沽高程低1.77m)、设防流量11000m3/s”等资料,对复合参数举行率定并引入张红武水流挟沙力[26,29]与糙率公式[30]以体现“洪流出好河”的河床断面冲淤变形后,盘算的过流能力划分为13900 m3/s及15900 m3/s,其中,设防水位下(这里取45.42 m)艾山卡口400 m和500 m展宽方案示意图及相关盘算结果如图6所示和表2所列。其实,“艾山卡口”扩宽革新后会显着淘汰险工丁坝对流速较大的中上部水流的阻扰,同时又淘汰了近河的外山突入河中的影响,实际的排洪能力还应比盘算增加一些,因此把山东窄河段的排洪能力增加到15000m3/s以上是可行的(况且大堤堤顶高程48.81m比设防水位45.42m还高了3m多)。图6 设防水位艾山卡口断面展宽方案 表 2 设防水位下400 m方案和500 m方案过流能力对比在大幅提升黄河下游窄河段防洪能力的同时,窄河段高效输沙降河(床)的时机相应提高,确保窄河段的“束水攻沙”效果,说明艾山卡口扩宽革新直接决议黄河下游防洪减灾治理体系的完善运行,其意义庞大。

此外,在建设黄河下游生态廊道内容中,山东省应该以济南河段尺度化堤防为中心,构建出防洪景观旅游大道,尤其把李殿魁20年前提出的运用都江堰原理建设“济南堰”的方案包罗其中,该方案扩大了洪水出路,具有防洪减灾与水生态效益,增加了常年水面与水体总量,增强了水生态系统服务价值,为山东省会都会北跨生长提供了良好条件[4,31],使沿黄区域的生态情况进入良性循环和绿色生态状态,可以成为沿黄都会生态掩护和高质量生长的范例。3东平湖的特殊位置与作用3.1 东平湖概况及滞洪区控制运用原则东平湖发育在黄河扇形平原与山前冲积洪积平原的接合地带,是古代大野泽—梁山泊演变后的残迹。

北宋末到金代,梁山泊随着黄河水补给巨细和泥沙淤积而变化无常,至元末昔日广袤的梁山泊中仅留着几个小湖泊,其中位于今东平湖区的称为安山湖,明初贯安山湖开会通河,并在运河南蓄水作为运河水柜,明中叶后安山湖失去水柜作用,湖区大部开垦为农田。1855年黄河决口改道初期,黄河所挟带的泥沙绝大部门都淤积在张秋以上的泛滥冲积扇上,随着张秋以上黄河泛区开始修建南北大堤,黄河含沙量提高,黄河河流不停淤高,致使大汶河、宋金河及大运河等河水下注黄河时受阻,各河河水停蓄在洼地之中,形成了新的积水区,即现在常年蓄水的东平湖老湖区,因大部门属东平县所辖,故在民国年间便有东平湖之称。1938年黄河在郑州花园口被扒决后河水南注入淮,东平湖因失去黄河水源而干枯,直至1947年花园口复堵,黄河回归故道入海,东平湖重又蓄水,反映出东平湖水与黄河的依存关系。

后为防黄水南侵,民众在东平湖修有西起梁山县十里堡,东至东平城西解河口一线堤高、顶宽均为1~2m的旧临黄堤。1949年黄河洪流,梁山大陆庄民埝决口,黄水倒灌东平湖,突破运西堤,受灾面积近2000km2。但滞洪后,却发现对减轻黄河下游堤防的威胁起到显著作用。

为此,1950年7月,黄河防汛总指挥部确定东平湖区为黄河自然滞洪区。1958年5月位山工程开工后,为保证山东黄河安澜,当年8月—1962年底对东平湖滞洪区举行大规模革新,根据河湖分居方案,围湖筑堤并建闸,新开挖黄河以南至南四湖(系微山湖与四周昭阳湖、独山湖和南阳湖的合称)的运河(因该段单向南流的运河位于梁山至济宁间,故称为梁济运河),形成新、老湖区[1]。随着1963年位山枢纽破坝改建,东平湖水库又恢复以滞洪为主、分级运用的格式,之后,变为负担分滞黄河洪水和调蓄大汶河洪水的双重任务,控制艾山下泄流量不凌驾10000m3/s,滞洪区总面积626km2,设计分洪运用水位44.72m(大沽高程)以下的相应库容33.83亿m3,蓄洪量除去老湖底水和预留给大汶河来水量,实际蓄水能力约为20亿m3,按防洪体系要求,可抵御郑州花园口泛起洪峰流量22300m3/s的特大洪水,确保山东窄河段防洪宁静。现在东平湖常年水面124.3km2,平均水深2.5m,蓄水总量3亿m3。

滞洪区有林辛、十里堡、石洼3个分洪闸,黄河洪水分洪入湖经滞蓄后,向北由陈山口、清河口两退水闸泄湖水入黄河。向南相机由司垓退水闸入南四湖[32]。东平湖滞洪区控制运用原则是凭据黄、汶洪水历程情况,接纳分级运用,以淘汰分洪蓄水造成的淹没损失。

不凌驾黄河下游河流宁静泄量的洪水不分洪;运用时,凭据洪水情况,只管用老湖区滞洪;当黄河发生特大洪水或黄、汶洪水遭遇时,始思量运用新湖区蓄水[2]。3.2 东平湖滞洪区实际运用状况《计划》应充实体现沿黄地域水宁静的重要性,以及防洪宁静、水生态宁静、水资源保障宁静、恒久性和对经济高质量生长的制约性。东平湖新湖区除1960年试行蓄洪外,没再运用。

1982年8月2日,黄河花园口站发生15300m3/s洪峰,小于汛前预测值,加上其时缺乏河流模拟预测手段,对洪峰流传及其沿程各控制站洪峰流量难有较为准确的预判,黄河下游防洪预案依据的技术配景偏于守旧。在黄河下游“82·8”洪水东平湖分洪中,运用林辛和十里堡进湖闸向老湖区分洪历时72h,最大入湖流量2400m3/s,共蓄水4亿m3。分洪后艾山最大下泄流量7430m3/s,削减洪峰28.6%。黄委上世纪1991编撰的《黄河防洪志》,客观上纪录了黄河下游“82·8”洪水东平湖分洪带来的负面影响。

其时洪水流传到孙口站时洪峰流量仅10400m3/s,艾山站洪峰流量无疑小于东平湖下游防洪工程设计尺度要求的“艾山站10000m3/s”,分洪后艾山、泺口、利津站实测洪峰流量仅到达设计洪水的70%左右,失去了洪流冲刷窄河段河床的绝佳时机,却使东平湖分洪闸后淤沙11km2,最大淤厚3m,总淤沙量500万m3,造成闸下射流区部门乡村群众生发生活难题。老湖区有2.9万人暂时迁移,现在仍有遗留问题,且闸后土地沙化问题严重,湖区部门土地没能恢复正常耕作。

山东窄河段从50年月开始举行有计划地整治,并履历了1954年、1958年等多次洪水的磨练,再凭据艾山站1958年过流洪峰流量12600m3/s而并没有使山东窄河段泛起决口的实际情况看,1982年山东窄河段堤防加固与河流整治早已完成,防洪能力比1958年显着获得提升,进一步说明黄河下游“82·8”洪水不应该向东平湖分洪。此外,经由1958年之后60多年堤防大规模建设或加固,现在纵然13000m3/s的洪峰流量不向东平湖分洪,也不会影响山东窄河段的防洪宁静。凭据当前黄委公布的水位流量关系,艾山河段13000m3/s水位基本与堤防设防水位相当,纵然以后泛起淤积,水位可能凌驾设防水位,但堤防有数米超高,仍余地较大。

现在来看,东平湖分洪运用按控制艾山站下泄流量不凌驾10000m3/s的指令过于守旧。3.3 东平湖“解放”后可发挥调蓄设置水资源的庞大作用上述实例与几十年的防洪调理实践说明,黄河下游基本建成的防洪减灾体系,在实际的操作运用效果还取决于许多因素,确有须要举行优化调整。只有黄河下游洪水设计更切合实际一些,防洪减灾体系的运用调理方式才有较大余地。

例如,由上述表1中基于实测资料得出各站的设计洪峰流量看出,300a一遇尺度艾山站流量仅为10200m3/s,纵然按现在的运用方式,也不需要使用东平湖分滞黄河洪水。倘若山东窄河段通过过流宽度革新扩展将排洪能力显着提升后,宁静余地进一步增加,黄河宽河段防洪抗灾体系才气够科学运用。

纵然只把山东窄河段的排洪能力增加到15000m3/s(“艾山卡口”按此扩宽后的排洪能力只比1958年艾山站实测最大流量12600m3/s增加19%),表1中1000a一遇尺度孙口站流量为15400m3/s,仍不需向东平湖分洪。因此,人们颇为关注的东平湖分滞黄河洪水的运用几率很小,实际上将东平湖“解放”出来,并非是异想天开的事情。

此外,按现有计划,北金堤滞洪区作为处置惩罚黄河下游超尺度特大洪水的暂时分洪措施,以后是否需要保留,也需要客观论证。北金堤是东汉河流的黄河南堤,1855年铜瓦厢决口后,成为黄河北岸的遥堤。

北金堤滞洪区现在的分洪运用原则为:当高村洪水流量没有凌驾20000m3/s 和孙口洪水流量没有凌驾17500m3/s,但东平湖已经蓄满时,为保证艾山以下不凌驾11000m3/s(黄河干流下泄不凌驾10000m3/s),北金堤相机投入分洪运用;当高村洪水流量达20000m3/s或孙口洪水流量达17500m3/s以上,为保证高村以下河段过洪流量不凌驾大堤设防流量,北金堤应投入分洪运用。笔者认为,根据表1给出的设计洪水结果与现行运用原则看,北金堤滞洪区也可以“解放”。

如果在现实推行中有阻力,宁肯将艾山河段过流宽度革新扩展的力度再加大些,包罗对其中一些严重阻水的河流工程举行清除(至少拆除中水位以上的部门,将清除的大量石料等筑坝质料,合理用到堤防单薄之处),甚至对于堤距过小以及堤线部署太不合理的局部加以革新,也要把东平湖和北金堤滞洪区解放出来。只有如此,才气让黄河成为造福两岸山东、河南人民的幸福河。为制止几十年的宁静建设结果毁于一旦,也可在左岸渠村平分洪闸四周设置平原水库,黄河下游洪水偏大或来水偏多时伺机分水,巧妙将灾害水转化为生态用水,为当地生长做出孝敬。

附带指出,鲁豫两省应该答应将从解放“高滩”、东平湖和北金堤滞洪区所发生的庞大效益中,每年都要抽出一定比例的经用度于黄河生态掩护与高尺度提升治理工程之中,减轻中央财政压力,使人民治黄事业处于良性循环状态。对于山东,如果能够将东平湖和沿黄已建和拟建的白云、董口、杨庄集、古宋金河、齐河、利民、金桥、滨源、东津等引黄平原水库,发挥调蓄生态用水与合理分配水资源的功效,在黄河丰水年相机储蓄黄河水,即可基本解决相关地域当前及未来所面临的水问题,为水资源优化设置与生态掩护发挥作用,同时又提高了净化湖区河网水系水质的能力,调治环湖区区域气候,提高湖区空气和水的质量,调治和增补地表和地下水资源,改善湖区农业面源污染带来的地表和地下水情况恶化的现况和趋势,其水生态效益庞大。

现在黄河干流只建成龙羊峡、刘家峡、三门峡、小浪底4座大型主干水库,由于刘家峡水库泥沙淤积较多后现在有效库容不大,三门峡水库为制止潼关高程抬升不能蓄水运用,黄河现在真正具有较大调控能力的大型主干水库实际只有龙羊峡、小浪底两座水库,相距数千公里之间,能为黄河中游和下游水沙调控提供强洪流流动力的中游古贤水库与上游大柳树水库还没修建。不仅依靠已建工程尚不能有效对宁蒙河段、小北干流与黄河下游河段举行水沙调控,其实连对黄河下游的水资源调治作用也发挥欠好,远无法满足黄河治理、流域生态掩护和高质量生长的迫切需要。例如,前年与去年水库主汛期担忧以后无水可拦而不留较多库容,黄河常见秋汛到来之时又无库容可用,两年先后有约330亿m3、310亿m3水量入海,远大于下游输沙与河口生态所需水量,使黄河失去了努力为严重缺水的中上游和华北平原等地域生态掩护与经济生长难过的孝敬良机,受气候变化和气象不确定性应对难题的影响,且全河构建水沙调控体系的主要构架省区协调时间较长,2020年及以后下游仍可能泛起类似的被动情况。

因此,在黄河中游古贤水库与上游大柳树水库没修建生效前,均需要使用东平湖和沿黄蓄水设施对水资源发挥调蓄和优化设置作用。只有使用东平湖和其他平原水库,让水资源设置在时空上趋于合理化,才会显现山东沿黄地域水资源对高质量生长的优势,改变洪涝灾害频繁和水资源短缺的局势。若再加上退田还湖措施,建设平原水库洪水资源使用设置工程,将山东水资源时空设置不合理的局势改变过来,可以有效解决相关区域传统经济生长所带来的水资源短缺和水情况问题。附带指出,笔者很是赞同李殿魁“完全可以将黄河下游沿黄地域水患劣势转化为水资源的优势”的看法,诸如建设鲁南运河、革新周商永运河等思路若早实现,当地治水减灾局势即能改观。

尤其是在现状条件下将菏泽水系同黄河右岸一些支流如玉符河、小清河、玉带河等相毗连,将洪水排入黄河(纵然有时水位不够,也能进入东平湖水系),将灾害水转化为黄河冲沙水和生态用水,并不难实现。还可根据山东师范大学原校长陈龙飞和山东教育出书社编辑路延杰“将小清河上延至东平湖,纳入京杭运河水系”的建议,修建“京清运河”。这一思路实际继续生长了山东巡抚丁宝祯1871—1873年在黄河堵口与大规模修建障东堤而不筑南堤的治黄计谋,巧妙地为菏泽、鲁西洪水留下入黄通道。

纵然根据下章建议,修建穿越黄河的工程(简称穿黄工程)、实现京杭运河南北连通后,菏泽之水一部门在闸门控制下,经由革新的梁济运河,为京杭运河北流提供资助,一部门水东调从玉符河等支流入黃。再将小清河上延东平湖,从而在山东省域内构建出多湖河网水系生态连通系统,能够改善和修复区域生态情况系统,加上结构恰当的平原水库,还能够保障周边地域枯季农业生产的水资源需求,为生态渔业生长带来了庞大的生长机缘,为农业品牌生长缔造了最直接的水资源基础,甚至使相关湖区酿成“鱼米之乡”,有效提高沿黄区域经济生长战略职位 ,是实现中央生态优先、可连续生长的战略举措。

4山东对京杭运河全线复航孝敬不行替代现在沿黄省区和有关部门都在增强统筹谋划,对一些看得准且能够影响全局的项目,“要以抓铁有痕、踏石留印的作风推动各项事情落实”。因此,山东省应以“功成不必在我”的精神境界和“功成肯定有我”的历史继承,对于诸如实现京杭运河全线通航有力推动区域经济生长的关键工程开展顶层设计,斗胆创新,有所作为,将“修建穿黄工程实现京杭运河全线通航”当成落实《计划》的重大肆措之一。4.1 京杭运河及穿黄区域地质概况4.1.1 古代京杭运河历史从公元前486年吴王夫差开凿邗沟到隋代605年杨广开端建成中国大运河,首次形成为我国统一的水路交通系统,至1411年,明初宋礼、白英建设戴村坝—南旺枢纽工程,开端到达了黄运分治的目的,分引大汶河的水,“七分朝天子,三分下江南”,保证了京杭运河的建成。

1604年,李化龙建成韩庄运河,实行黄湖分治,以湖济运,依靠南四湖的水,使京杭运河成为明清两代的交通大动脉,对南北地域之间的经济、文化生长交流和城镇兴起起到了关键作用,两岸形成的诸多都会群,都是富足地域。例如,清代山东沿运都会上缴清廷的库银占全省70%。

1855年黄河在河南铜瓦厢决口改道,运河在十里堡村北被冲断,夺大清河入海,京杭运河山东段黄运矛盾加剧,清政府于1901年公布停漕令,打消设在济宁的大运河治理机构后[38],京杭运河以黄河为界,南北分运,至今已119年。4.1.2 兴建位山枢纽对运河的影响20世纪三门峡水库修建前,由于对黄河认识和泥沙基本理论研究差距较大,前辈们开展该水库下游河段河床冲刷变形预测盘算讲明,冲刷9a后将刷深27m甚至更多,不得不根据苏联专家主导的“河流梯级开发”治理方案,黄河下游于1958—1960年先后开工修建花园口、位山、泺口、王旺庄4洪流利枢纽工程,除后两座1962年停建“下马”外,前两座因壅水导致大量泥沙淤积,1963年先后将拦河坝破除=。其中的位山水利枢纽工程在梁山、东阿间修建, 确定出黄河以南径流洪水南流的治水偏向,以“有利于枢纽综合使用和东平湖蓄水”为由,将东平湖与黄河、运河离开,大筑东平湖西堤,堵死南四湖洪水自然入黄通道,京杭运河张坝口以北段被截入库区内,梁山境内段被称为湖西排渗沟。位山工程设计阶段,思量在位山拦河枢纽上游国那里修建京杭运河济宁至临清段平交穿黄工程,1958年由交通部报请国务院批准开挖梁济运河。

1960年5月位山枢纽投入运用后即袒露出这样和那样的问题,尤其是随着1962年3月上游三门峡水库运用方式由“蓄水拦沙”改为低水位“滞洪滞沙”后,枢纽改建呼声较高,但也泛起了差别意见。1963年李保如等专家受水电部委派赴现场调研后,向周总理举行了汇报,国务院1963年10月21日同意了破坝方案,位山枢纽随后被破除,从而京杭运河北上问题变得更为渺茫。待1966年冬按6级航道再举行开挖疏通时,河床南低北高,并相继建成郭楼控制闸、船闸和国那里入黄闸,1969年梁山县国那里至济宁湖口88km运河通航,济梁运河成为单向南流之渠,黄河南岸至济宁以北的老运河被废弃。现在看其时在水电部系统事情的李驾三专家对位山枢纽提出“恢复到以前黄(河)、汶(河)洪水自然收支东平湖条件,到达河湖不分居的自然调蓄状态”的破坝方案,也颇有可取之处。

赵业安、温善章、张仁等专家每次谈到这些问题都感应痛惜,并指出位山枢纽失败履历仍需要总结,造成的倒霉影响更应该纠正。4.1.3 京杭运河穿黄工程区地质概况拟建京杭运河穿越黄河工程的两岸地处黄河冲积平原,属华北平原的一部门,阵势西高东低,由西南向东北自然倾斜,坡降一般为1/5000~1/9000,海拔高程一般为40~50m之间。

现在南部山东境内为淮河流域,由于历史上河湖变迁的影响,在平原区形成了缓平坡地、浅平洼地、河滩高地、沙质带状高地和湖滨退水坡地等五个微地貌类型。凭据区域地质和勘探资料,相关规模内主要岩性上部均为第四系地层所笼罩,笼罩厚度在250~300m以上。下伏为第三系地层,厚度变化较大。

表层为黄河冲积及黄河泛流聚集物,下层黄河河相沉积和内陆湖泊相沉积,沉积厚度各处纷歧,层位常不一连,多透明镜体。从地质结构看,拟建工程区位于华北地台黄淮中断拗东濮凹陷带,东临鲁西隆起带,为新中原系第二沉降带的一部门。受新中原系结构运动的控制,运动断裂发育。

4.2 京杭运河全线通航的重要性与事情基础4.2.1 重要性与紧迫性中国大运河是世界上最长的古运河,和万里长城一样,被列为世界四大古代工程之一。沿运河两岸两千多年积淀了大量运河历史文化遗存,是我国历史文化遗产的重要部门。

中国大运河2014年6月22日被列入《世界遗产名录》,各地都期盼着大运河重新运用,但因南北不能航运,成为大运河文化遗产掩护最大的不足。随着现代社会的生长,京杭运河独具的深厚历史文化秘闻和富厚多彩的运河文化资源,越发显出不行低估的社会、经济价值,可使京杭运河两岸城镇、乡村形成综合绿色旅游航线,以满足人们亲水休憩需求,促进国家旅游业的生长升级。只管现代铁路、公路、航空交通网络逐渐形成,但内陆航运仍然是现代交通网络不行或缺的一环。现在千吨级汽船自山东济宁沿运河仍能南下苏杭,通达上海等长江沿岸。

现在鲁煤南运任务,还主要由这条黄金水道负担着;长江三角洲地域与江浙一带生长所需要的能源物质,特别是煤炭多数在京杭运河北部(包罗晋煤南运)。黄河南岸山东最北的口岸袁口港一直通航至1958年。如买通穿黄工程,即能实现京杭运河全线通航,为保障中国经济繁荣发挥越发重要的作用。

黄河将大运河隔绝后,打破了明清京杭运河形成的“鲁水济运、七分北流”的局势,黄河以北失去了水源南北连通的条件,逐渐使运河北段断航,并引发了华北平原严重缺水和整个地面沉降的地质灾害,生态情况也不停恶化。讲明京杭运河全线通航不仅具备航运与生长经济的功效,而且两岸湿地林带将组成华北平原的生态屏障,还具备改善华北平原生态情况的功效。

新中国开国初期,刘伯承元帅曾提出建设渤海、黄海陆上水路通道的战略构想。如果实现京杭运河全线通航同时将小清河上延至东平湖、南四湖纳入京杭运河水系,与黄河下游航运联合,即可提高战区的灵活作战能力,发挥战备效益,在当前形势下,对于增强国防实力意义重大。综上所述,我国当今经济连续增长、南北平衡生长、交通优化、华北生态改善、备战能力提高、京杭运河掩护与旅游升级等方面,都迫切需要京杭大运河恢复全线通航。此外,前述“战区的灵活作战能力”涉及黄河下游航运,有人可能认为是遥远的愿景。

其实否则,在古贤水库建成生效、黄河水沙调控体系对下游的调控能力增大的条件下,只要对黄河下游传统河流工程革新升级,就能够稳定流路与水深,到那时切合实际的黄河设计洪水频率盘算结果和水沙历程向有利偏向转化的趋势会进一步被更多人接受,黄河河口至西霞院全段通航即能实现。4.2.2 已有事情基础革新开放以后,济宁以南航运已获得恢复和生长,北运河最南的口岸张秋距南运河最北的口岸袁口仅约60km,讲明实现京杭运河南北通航的工程量有限。枣庄市对京杭运河的掩护和使用已缔造出乐成履历,为京杭运河其他段复航建设了示范工程。近些年山东省和交通部多次将恢复济宁以北的航线提上议程,交通部相关单元已开展“京杭运河黄河以北段复航前期研究”,山东省也认识到全线通航可动员南北沿岸都会的经济生长,有力推动区域经济生长,把“努力推进大运河‘穿黄工程’、黄河以北段复航工程的研究”列为省内河水运建设的研究任务,在水利部门引导下,正在推动平交穿黄方案(纵然平交方案、下穿方案甚至上跨方案实施后问题多、效益低,但也总比断航的现状有意义)。

鉴于能否平穿可以通航的隧道工程,是实现京杭运河恢复全线航运的关键技术问题,十几年前山东省政协副主席李殿魁与时为全国政协委员的笔者(时任水利部黄河水利委员会副总工)、苏国萃(时任交通部水运科学研究院副总工)配合研究,形成开端思路。2011年李殿魁、刘善岭、苗润泽还体例出《京杭运河穿越黄河隧道工程项目建议书》(讨论稿)。

笔者曾最早主持过南水北调中线穿黄渡槽与隧洞工程方案比选研究,现使用主持国家重大科技研发计划专项“黄河下游河流与滩区治理研究”项目的时机,对穿黄工程线位、开端方案及其他条件举行了越发深入的研究,下面加以先容。4.3 修建穿黄工程是京杭运河全线通航的关键工程4.3.1 穿黄工程位置修建能够满足通航条件的穿黄工程,是实现大运河全线航运的最关键环节。

首先以孙口至陶城铺段作为穿黄河段,选取路那里、大田楼、十里堡3个线位,都位于宽河段向窄河段过渡的尾部段,由于十里堡窄堤距节点的存在,两岸险工坚持,穿黄河段内河势相对稳定。然后,从满足运河穿黄工程通航的竖向条件、同两岸南北原运河毗连通顺、对黄河影响小、便于运河增水等方面,举行重复比选,认为可将在路那里河流大断面上游280m的穿黄位置作为推荐线位(见图7,为使断面的深泓点高程提高一些,须要时可适当上移,同时还具有进一步避开靠溜险工而便于接纳防护措施的优点):南岸始端基本位于路那里与国那里险工之间,便于使用原京杭运河河流;过河槽后的台前境内,在人为和自然作用下,地面支解为黄河滩地和背河洼地两大部门,形成二堤二河一洼的地貌特征,穿过黄河北堤后,穿黄工程长约3600m,北岸穿越北金堤滞洪区的线路与金堤河平交,金堤河水进入新建京杭运河毗连段,既解决了金堤河的退水问题,又成为运河北段水源之一,且顺利走出穿越金堤河逆境。过金堤河后即进入处于海河流域的山东阳谷县,顺势与运粮河及京杭运河相联。只有只管使用原运河,才具有村镇拆迁少、同现行门路交织少、总计里程短的优点。

图7穿黄工程所在河段及推荐线位 相对而言,上游的大田楼线位不能较好使用运河原河流,对穿黄工程与新建京杭运河毗连段要求都较长,工程投资与正常运营成本增大,协调难度也较大。至于下游的十里堡线位,穿黄工程长度缩短至约1600m,同北岸运河毗连较为顺畅,从穿黄工程角度讲是相当理想的线位,但在南岸不能较好使用运河原河流,调整革新后对东平湖滞洪区设施掩护与运用有较大影响,本阶段不能作为推荐线位。推荐的穿黄工程线位于现已完工的南水北调东线穿黄隧洞上游约20km,由于南北两岸之外基本都处于山东省内,协调难度小,也为工程实施提供了便利条件。

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此外,推荐线位上游约14km即为1949年8月设站的孙口水文站,观察内容主要有水位、流量、泥沙、级配、洪水、冰情等,能够实时提供黄河洪水通过穿黄工程时的信息。4.3.2 穿黄工程开端方案京杭大运河全线复航的控制性工程就是穿黄航运通道,埋深不能太深,以便水流呈明流状态并满足航运需要,绝不行能象南水北调中线与东线穿黄工程那样,接纳下穿几十米的隧洞方案。

能正常通航的京杭运河大部门水深3~6m,宽度25~70m,一般越往北地域的水深越浅。按开端分析,穿黄隧道取净高11.5m可满足通航要求(现在只管不要以航运需求很大为由而太过加大净高,导致不得不接纳平交过黄方式,最后又因平交发生的问题过多而将京杭运河全线通航恒久弃捐),单向航道净宽25m、总宽55m即可双向驶船。

为发挥更大效益,同时配合船只航行或处置惩罚应急事件,各在船舶主航道的两侧,设有净宽8m、净高4m单向通行隧道(分上下行道,在穿黄工程水面高程以上,与车辆通行隧道设置两个连通处)。一般来讲,穿黄工程总宽不是难以满足的限制条件,确有须要时可加以增减,甚至可开第二通道。由于黄河下游已淤高成地上“悬河”,恰幸亏空间上为修建京杭运河穿黄工程提供了可能。参照上述推荐线位下游280m的路那里断面多年资料套绘效果,得知该断面受小浪底水库修建后靠溜险工四周冲刷严重的影响,最深槽平均高程约为40m,而黄河南岸京杭运河底高程约为27m左右,从而为立交过黄方式(亦即“上黄下运”)缔造了条件。

通过进一步研究,在南四湖水位(上级湖正常蓄水位约为33m)与隧道南闸外蓄水位保持一定水位差条件下,确定隧道顶接纳表层经由防腐抗磨处置惩罚的高强度微拱形钢板,完全可以满足隧道的结构需要,即可防冲的同时淘汰隧道顶厚度。凭据黄河北岸聊城运河底标高25m[41,42],再由南岸运河底高程27m,穿黄工程底部高程可确定为25.3m,隧道内顶部高程36.8m,其顶部不高于深泓点高程37m即可。由于推荐线位在右侧主槽位于路那里断面上游约330m,能避开靠溜险工,深泓点高程约为37m,高于路那里断面深泓点高程35.31m(2018年汛后,该年下游来水量富足,仅入海水量即约有330亿m3,是小浪底水库修建后穿黄河段冲刷最严重的年份),洪流期因主流趋中与河势下挫,穿黄线位深泓点高程往往不是最低值。

京杭运河立交穿越黄河,接纳的险些靠近“平穿”形式,对局部高程的限制要求苛刻,但由于运河不存在泥沙淤积问题,甚至平底也可通航,故能凭据两岸运河衔接需要,对最后接纳的穿黄工程高程举行调整:若聊城运河底标崎岖于25m,穿黄工程底部与南岸运河底高程可随之降低,穿黄余度增加;如果穿黄工程顶部高程纵然高于37m,也不影响黄河过流能力;若北岸运河底标高靠近27m和南岸运河底高程为28m,穿黄工程高程可以随之升高,究竟离深槽的平均高程40m另有两米余地;如果隧道顶部高程按40m,研究讲明,穿黄断面主槽底局部被“定床”限制后,并不改变洪水期河床通过冲刷而增加过流断面面积的特性,河槽水流会根据“能耗原理”,通过冲刷两侧滩岸(以向左侧扩展为主)自动调整出平衡的断面形态,其过流面积不减反增,流态变得稳定,相对于原来极不匀称的形态,能有效缓解“水-岸”矛盾,更有利于过洪与输沙能力的提升。上述研究结果不仅说明穿黄方案是可行和有余地的,而且在穿黄工程底部高程确定为26.8m后,还可将穿黄隧道的净高增加到13m甚至更多。在新方法、新工艺、新质料日新月异的今天,完全可设计、建设更为理想的京杭运河穿黄工程。

例如,在穿黄工程长度未便束窄的条件下,为淘汰隧道工程量,便于航船过往,又能让游客零瑕疵的透过玻璃栈道看到运河行舟的美景,同时又不影响超尺度洪水上“滩”行洪,可在将生产堤提升革新为防洪堤且通过图8中所示的“钢壁墙”与隧道毗连为一体后(为稳定需要,“钢壁墙”右侧面设置钢构架与斜支架),将滩地土体挖去(可用于工程四周的防洪堤升级革新),参照湖南平江石牛寨景区悬崖全透明高空玻璃栈道的做法,上面铺设特种玻璃成为“玻璃观景平台”,具备极强的耐压耐磨抗打击和高透光率的特性,每平方米承重达1000kg,为游客游览景区带来别样体验的同时充实保障宁静(见图8)。图8 穿黄工程方案剖面临于北堤根存在的洼沟,是以前上游退水形成的“堤河”,从上游存在影唐等险工的情况看,“堤河”之水无后续泉源,不足为虑。

左岸若自影唐险工尾部始,经枣包楼工程至路那里断面,将生产堤升级革新为防洪尺度为10000m3/s的防洪堤后,穿黄工程线位平时漫滩上水时机不多,纵然超尺度洪水漫过“玻璃观景平台”滞洪滞沙,只要实时清理落淤的泥沙即不影响以后游客旅行。京杭运河在“上黄下运”立交方式下的穿黄工程,在上下游一定规模内都需要接纳高尺度的防护措施,除在右岸乘隙对“消杀溜势”“激化水-岸矛盾”的险工举行须要的革新并对堤防底层与高强度微拱形钢板顶部接口举行认真处置外,还必须接纳具有防腐性能的高强度新质料,对穿黄隧道顶部进一步防护,再以1比6的坡度向上下游展开,发挥良好的防渗漏与防冲刷效果,尤其要确保隧道四周的黄河堤防不会泛起局部渗漏险情。东线穿黄工程与南水北调中线工程的另一个差别之处体现在两岸大堤革新方面。

东线穿黄工程在保证堤防原有功效的前提下,要同步打造出靓丽的旅游景观,恒久发生旅游效益。开端构想是:在穿黄工程两侧各设置两根间距约100m的跨堤桩墩(同侧上下游间距约80m,临河桩墩宜避开险工而位于坝田之中),以此为基础修建一座工具向“悬索桥”,升级革新的堤防即建在该“桥面”之上实现;右堤桥梁底部高于穿黄隧道顶部,便于发挥优化穿黄隧道顶部高强度微拱形钢板的受力状况,左堤桥面与“玻璃观景平台”高程靠近,减轻荷载的同时便于发挥牢固特种玻璃平台的作用。

在两岸大堤以外,再在高程40m处各设置玻璃观景栈道,还可对运河过往船只起到“防护网”作用。正因为没有全部接纳隧道,本文推荐的穿黄工程形式可称为“隧道(南部河槽)+玻璃观景平台(北部滩地)”方案。4.3.3 穿黄工程施工原则“隧道+玻璃观景平台”的京杭运河立交穿黄形式庞大,施工难度大,需要经心设计。

开端给出的施工原则是:经心准备,先引后围,先右后左,水库调配。为便于明白,现分述如下。

(1)经心准备。能提前预制的只管预制,施工时只管接纳钢筋混凝土预制体组装与现浇联合、钢结构预制与现场组合焊接联合方式,以便淘汰在黄河上的施工期限[44]。此外,将不影响黄河正常过流、堤防宁静与主体工程施工的施工任务都放在准备事情之中,不仅能够减轻重要施工期压力,而且还能服务于主体工程的施工。

如在穿黄工程两侧各设置的两根间距约100m的跨堤桩墩等,应先期建成,以便对堤防举行升级革新,须要时还可作为施工辅助设施。(2)先引后围。先挖引河至设置围堰,其中引河的暂时控导工程与重要部位的施工围堰,接纳具有截面紧凑、强度高、刚度大、施打方式灵活、插拔自如便于调整等优点的“钢结构预制异形板桩”[16]组合而成,在牢靠可靠的基础上还便于拆除与重复使用。

(3)先右后左。施工序次先修建右侧隧道,后修建左侧玻璃观景平台;在河槽中也是根据先右后左的序次施工,即先对右岸堤防举行升级革新,并使用“钢结构预制异形板桩”组合技术对堤外举行加固处置惩罚,后通过围堰修建隧道。(4)水库调配。

在右堤革新施工期,巧妙使用小浪底水库调配水流历程,先下泄较多水量,腾出较大库容后,以便在右堤革新的重要施工期,水库只管拦水控泄[45]。4.4 其他条件保障4.4.1 京杭运河北段水源保障条件京杭运河穿黄通航一旦乐成,就实现了黄淮海流域的相同,这些互通的河流就会通过京杭运河相互补水,还可发挥浇灌、分洪、排涝等功效。其中,实现李殿魁提出的梁济运河革新方案很有须要。

如果将梁济运河与废弃的老运河联合起来,可把革新提升后的京杭运河北延到黄河滨(长约100km),其北面河㡳高程为27m,南面河㡳高程为29.5m,开通穿黄工程后水位与南四湖水位自然衔接,京杭运河北段即具备了基本的水源条件。南四湖流域面积3.2万km2,53条河流入湖;梁济运河流域面积3306 km2,主要支流有郓城新河、琉璃河、湖外流通河、龟山河、金码河、宋金河、湖东排水河、湖区柳长河、戴码河等,河底革新成南高北低后对京杭运河北段补水量也较富厚。

历史上以汶济运,以南四湖北流济运,才保证了明清京杭运河的稳定生长。那时黄河在江苏入黄海,现在黄河在山东入渤海,水资源比明清时无疑更富厚了,再加上河南流来的金堤河,流域面积4869km2,多年平均天然径流为2.7亿m3,多年平均径流深为58mm,年平均流量约为7.9m3/s,充实发挥南四湖、东平湖与梁济运河、金堤河的配水作用,让“五湖两河”之水南北分流,济北为主,鲁豫两省完全有能力支撑京杭运河北部通航。再加上稳定的引黄补水作用,维持京杭运河通航的水资源十分可靠。

如此做法另有庞大的减灾与生态效益。例如,黄河以南洪水回归北流后又能显着减轻淮河水灾压力,为国家节约巨量防灾救灾资金,还可在鲁西南降雨量偏大的年份,宁肯停航几天也要乘隙通过京杭运河穿黄工程尽多向北排泄灾害水,使用运河北段行水回灌,对沿岸地下水有效补给的同时,多途径配合使用,显著减轻华北地面沉降的地质灾害影响。再如,金堤河在台前县张庄四周穿临黄堤入黄河,由于出口受黄河河槽逐年淤积抬高的影响,地表径流和地下径流出路不畅,金堤河下游成为积贮涝水区,导致中、下游地下水埋深浅,水质苦咸,洪、涝、旱、碱交替为害,农业产量恒久低且不稳。由于阵势低洼,在入黄河前建有可提排能力达104m3/s的张庄提排站,用于排涝并可防止黄河涨水时倒灌。

若接纳须要的革新工程与沉沙处置惩罚措施,让金堤河水注入京杭运河,实现黄河流域与海河流域的连通,可淘汰金堤河洪涝灾害损失,对河南以及山东(金堤河也流经山东的莘县、阳谷两县)都是有利的,并能够节约提排站大量的运行用度。4.4.2 穿黄工程两头水位的控制上述以“五湖两河”之水作为京杭运河北段水源,可现实中每年雨季降水量都有差异,导致这些湖泊水位与河流的补水量并不稳定,所以需要修建水工设施来控制运河水位。为淘汰船闸对航运的影响,使水位的稳定调治更为便捷自然,首选在穿黄工程两头运河东岸适当位置,接纳板桩组合坝技术修建溢流堰,排泄过剩水量(应只管在南端运河设置堰顶渐变式溢流设施,因为在运河东侧解决排水通道问题较为利便)。

1958—1960年黄委设计院曾主持过黄河位山枢纽工程设计事情,其时任务书已包罗京杭运河济宁至临清段穿黄工程的设计内容,在苏联专家指导下,确定的穿黄修建物包罗穿黄南闸、南岸防沙闸、南岸冲沙闸、南岸抽水站、东马海船闸、穿黄北闸、北岸冲沙闸、北岸抽水站,拟在位山拦河枢纽上游国那里平交穿黄。由于穿黄问题过于庞大,其时模型试验还难以定量模拟黄河泥沙冲淤变形纪律,大家对平交穿黄信心不足,穿黄南闸等都没有施工。现在修建可通航的京杭运河穿黄工程,以“上黄下运”立交方式穿越黄河,凭据南北运河水位有限的变幅,巧妙修建堰顶渐变式溢流堰,是不难保证京杭运河船舶稳运流通的。

如果工程建设部门根据习惯,拟在穿黄工程南北入口外设置通船闸道,也比下穿隧洞方案宁静交方案控制穿黄工程水位利便的多。凭据开端研究,隧道南闸外最高蓄水位高程33m,一般保持水位31m;穿黄工程北闸外,水位与聊城运河水位靠近。4.4.3 京杭运河穿黄工程顺利实施的条件在山东省政协原副主席李殿魁和原国务院参事徐嵩龄、刘秀晨支持下,笔者同张元方、杨忠岐、樊希安、李武、忽培元、张抗抗7位参事和中央统战部党外知识分子建言献策生态专家组冯可梁、刘聪、廖永林3位专家成员,通过调研与分析,认为:(1)修建京杭运河穿黄工程、恢复大运河全线通航,是今世经济连续生长、交通优化、国防灵活作战能力提高、华北生态改善与旅游升级等方面的迫切需要,属于中华民族永续生长的基础大计,建议国家发改委增强对工程论证的向导,相关部门应思量国家生长需要,明确责任,协同做好方案比选事情,及早形成技术可行的工程方案。(2)为使大运河成为我国经济高质量生长的战略支撑和不竭的动力源泉,快速发挥其对华北生态情况修复的庞大作用,建议将京杭运河穿越黄河工程建设列入国民经济及社会生长“十四五”计划纲要,力争在“十四五”期间开工或完工建设。

于2020年9月向国务院配合提交了“关于修建京杭运河穿黄隧道实现大运河全线通航的建议”,立刻受到了国务院向导与国家发改委卖力同志的重视。应该认可,对于修建穿黄工程、实现京杭运河全线通航,是交通部、山东省与黄河以北省市求之不得的大事,都市勉力支持,但修建京杭运河穿黄工程对黄河的方方面面都可能发生直接或间接的影响,黄河主管部门会有所忌惮,究竟黄河安澜,事关重大[44]。鉴于穿黄工程涉及的黄河河段、金堤河(该河以南都属于临黄堤,因此从这个角度讲,穿黄线位自黄河南堤右侧至金堤河北堤左侧都属于广义的穿黄工程)以及新建京杭运河毗连段需要穿越的北金堤滞洪区,都属于黄河主管部门黄委治理,且穿黄工程施工(包罗施工度汛)、建成后的工程与堤防宁静监测、运行治理、灾情处置等均与黄委相关部门密不行分,为确保黄河下游安澜,同时尽快通过科学论证攻克穿黄位置比选、隧道长度、空间结构、防洪影响、开工许可等难题,应该由黄委组织熟悉黄河防洪工程调理、河流演变纪律且曾主持过黄河位山枢纽工程设计的单元开展前期事情(其时任务书已包罗京杭运河穿黄工程的设计内容[32]);由黄委所属同时具备工程勘探综合类甲级资质、工程设计综合甲级资质、水利水电施工总承包壹级资质的公司,在交通部门配合下举行穿黄工程的勘探、设计、施工等事情,让黄委下属单元到场穿黄工程建成运行后的治理、维修,强力推动穿黄工程的启动和建设。5结论中国共产党治理黄河的事业发端于山东,人民治黄74年来在山东取得无数庞大成就值得称道,同时黄河上不少治黄遗迹还显现出治河防洪减灾的庞大性与困难性。

本文进一步研究后得出如下结论:(1)黄河三角洲是我国暖温带最完整的湿地生态系统,仅黄河口治理及其三角洲湿地自然掩护这一方面,即可说明山东省对于黄河流域生态掩护和高质量生长具有不行替代的作用,在全力维持黄河口清水沟流路蚀退与淤进平衡的前提下,将刁口河流路作为防洪与生态补水的辅助流路或“备用流路”,修复自然生态和湿地情况系统,从而推动黄河三角洲生态掩护与科学治理,可成为统筹推进山水林田湖海草沙综合治理、系统治理的范例。(2)在论述黄河山东段特殊性的基础上,认为按“两道防线”结构与河流生态修复相联合的方案治理宽河段,即接纳预制板桩组合坝技术将防护堤高尺度修建,作为保障“二滩”和“嫩滩”区域相对稳定的“第一道防线”,从而将大堤的“高滩”作为移民安置区;“二滩”用来生长高效生态农业等,并作为宽滩区超尺度洪水的行洪空间;“嫩滩”则用来维护湿地生态,与河槽一起负担大中洪水流量下的行洪功效,通过对传统坝垛工程举行升级革新,以“平顺护弯、以弯导流”到达中水河势稳定控制、河槽输沙能力提升的目的,实现“河床不抬高”的目的。此外指出,山东窄河段不少处堤距、堤线与工程结构不合理,洪水期形成卡口,应对其中一些严重阻水的河流工程举行清除,甚至对于堤距过小以及堤线部署太不合理的局部加以革新。

(3)在回首黄河设计洪水频率分析方法与将掘客的远年特大历史洪水资料局限性的基础上,认为前人通过历史观察洪水分析确定的洪峰流量显着偏大、重现期偏小。凭据推理分析与其时的模型试验,认为三门峡河段1843年洪水洪峰流量应该取30000m3/s,接纳热释光法对淤沙层之下所取瓦片样品测定年月,认为该年洪峰流量重现期应为1200a。接纳实测洪峰流量还原资料而不用历史观察洪水点据,得出三门峡站洪水频率新结果,同上述预估的1843年洪水三门峡站洪峰流量与重现期颇为靠近,体现了两结果相互印证的作用。

在上述基础上,选取花园口站“58·8”洪水资料为典型洪水历程,通过水库调洪盘算,获得思量小浪底水库运用后花园口站设计洪峰流量。再接纳下游各站洪峰流量相关图,同时凭据黄河动床模型试验效果,即综合获得其他站设计洪水结果。

(4)山东窄河段尤其是艾山水文站监测的过洪数据,恒久被作为黄河制定防洪减灾预案的重要依据。本文建议以扩大“艾山卡口”宽度为突破点,通过对河流最窄处左岸井圈险工13坝的革新和右岸外山脚扩展,将现有的卡口宽度与过流宽度不足之处扩宽,实现山东窄河段行洪能力提升,进而改变黄河对下游沿黄地域经济社会生长制约过多的局势。“艾山卡口”扩宽革新后能显着淘汰险工丁坝对流速较大的中上部水流的阻扰,且也淘汰了近河的外山突入河中的影响,因此把山东窄河段的排洪能力增加到15000m3/s以上是可行的。

此外,在大幅提升窄河段防洪能力的同时,高效输沙降河(床)的时机相应提高,确保窄河段的“束水攻沙”效果,从而说明,艾山卡口扩宽革新直接决议黄河下游防洪减灾治理体系的完善运行,意义庞大。(5)凭据艾山站1958年过洪峰流量12600m3/s而并没使下游窄河段泛起决口的实际情况看,黄河下游“82.8”洪水不应该向东平湖分洪,且经由1958年之后60多年堤防大规模建设或加固,现在纵然13000m3/s的洪峰流量不向东平湖分洪,也不会影响山东窄河段的防洪宁静。现在来看,东平湖分洪运用按控制艾山站下泄流量不凌驾10000m3/s的指令偏于守旧。根据恒久实测洪水还原资料与上下游水文站洪峰流量相关关系得出各站的设计洪峰流量看出,300年一遇尺度艾山站流量下,也不需要使用东平湖分滞黄河洪水。

倘若山东窄河段通过过流宽度革新扩展显着提升排洪能力后,黄河宽河段防洪抗灾体系才气够科学运用。纵然只把山东窄河段的排洪能力增加到15000m3/s,1000年一遇洪水条件下仍不需向东平湖分洪。根据现行运用原则和本文设计洪水结果,北金堤滞洪区和东平湖都可“解放”。宁肯将艾山河段过流宽度革新扩展的力度再加大些,也要把东平湖和北金堤滞洪区“解放”出来。

鲁豫两省应从解放“高滩”、东平湖和北金堤滞洪区所发生的庞大效益中,抽出一定比例的经费连续用于黄河生态掩护与高尺度提升治理工程之中,使治黄事业处于良性循环状态。(6)能为黄河水沙调控提供强洪流流动力的中游古贤水库与上游大柳树水库还未修建,现在真正具有较大调控能力的大型主干水库实际只有相距数千公里的龙羊峡、小浪底两座水库,不仅不能有效对宁蒙河段、小北干流与黄河下游河段举行水沙调控,而且对黄河下游的水资源调治作用也发挥欠好,远无法满足黄河治理和流域生态掩护以及高质量生长的迫切需要。因此,近期尚需要使用下游东平湖和沿黄蓄水设施,发挥调蓄生态用水与合理分配水资源的功效,在黄河丰水年相机储蓄黄河水,即可基本解决相关地域面临的水问题,为水资源优化设置与生态掩护发挥作用。

(7)修建京杭运河穿黄工程、恢复大运河全线通航,是今世经济连续生长、南北平衡生长、交通优化、国防灵活作战能力提高、华北生态改善与旅游升级等方面的迫切需要,属于中华民族永续生长的基础大计。建议国家发改委增强对工程论证的向导,相关部门应思量国家生长需要,明确责任,应以“功成不必在我”的精神境界和“功成肯定有我”的历史继承,协同做好方案比选事情,及早形成技术可行的工程方案。为使大运河成为我国经济高质量生长的战略支撑和不竭的动力源泉,快速发挥其对华北生态情况修复的庞大作用,建议将京杭运河穿越黄河工程建设列入国民经济及社会生长“十四五”计划纲要,力争在“十四五”期间开工或完工建设。(8)以河势相对稳定的孙口至陶城铺段作为穿黄河段,选取路那里、大田楼、十里堡3个线位,再从满足运河穿黄工程通航的竖向条件、同两岸南北原运河毗连通顺、对黄河影响小、便于运河增水等方面举行比选,认为可将在路那里河流大断面上游约280m的穿黄位置作为推荐线位,位于现已完工的南水北调东线穿黄隧洞的上游约20km,穿黄工程长约3600m。

北岸穿越北金堤滞洪区的线路与金堤河平交,既解决了金堤河的退水问题,又成为运河北段水源之一。过金堤河后即顺势与运粮河及京杭运河相联。该线路具有便于使用原运河、村镇拆迁少等优点。

至于下游的十里堡线位,穿黄工程长度缩短至约1600m,同北岸运河毗连较为顺畅,从穿黄工程角度讲是相当理想的线位,但在南岸不能较好使用运河原河流,调整革新后对东平湖滞洪区设施与运用有较大影响,本阶段不作为推荐线位。(9)构想出的穿黄工程形式是“隧道(南部河槽)+玻璃观景平台(北部滩地)”方案:穿黄隧道取净高11.5m,单向航道净宽25m,总宽55m可双向驶船。

不高于断面深泓点高程37m的隧道顶,接纳表层经由防腐抗磨处置惩罚的高强度微拱形钢板,防冲的同时淘汰隧道顶厚度,完全可以满足隧道的结构需要。凭据黄河两岸运河底标高,穿黄工程底部高程可确定为25.3m。为淘汰隧道工程长度,便于航船过往,又能让游客透过玻璃栈道看到运河行舟的美景,同时又不影响超尺度洪水行洪,在将生产堤提升革新为高尺度防护堤的基础上,于高程45m处铺设特种玻璃成为“玻璃观景平台”,恒久发生旅游效益。

隧道顶部高程按40m,穿黄断面主槽底局部被“定床”限制后,并不改变洪水期河床通过冲刷而增加过流断面面积的特性,河槽水流仍会根据“能耗平衡原理”,通过冲刷两侧滩岸(以向左侧扩展为主)自动调整出平衡的断面形态,其过流面积不减反增,流态变得稳定,相对于原来极不匀称的形态,能有效缓解“水-岸”矛盾,更有利于过洪与输沙能力的提升。从而讲明穿黄方案是可行的,且须要时还可将穿黄隧道的净高增加到14.5m。

(10)将梁济运河革新为北流之河,即可充实发挥南四湖、东平湖、金堤河及梁济运河对京杭运河北段的配水作用,让“五湖两河”之水南北分流,济北为主,再加上稳定的引黄补水作用,维持运河北段通航的水源颇为可靠。京杭运河穿黄通航一旦乐成,就实现了黄淮海流域的相同,这些互通的河流就会相互补水,还可发挥浇灌、分洪、排涝等功效,发生庞大的减灾与生态效益。例如,黄河以南洪水回归北流后又能显着减轻淮河水灾压力,为国家节约巨量防灾救灾资金,还可在鲁西南降雨量偏大的年份,乘隙通过京杭运河穿黄工程尽多向北排泄灾害水,使用运河北段行水回灌,对沿岸地下水有效补给的同时,多途径配合使用,显著减轻华北地面沉降的地质灾害影响。再如,让金堤河水注入京杭运河,也能显着淘汰金堤河洪涝灾害损失。

(11)根据《黄河流域生态掩护和高质量生长计划纲要》有关要求,对于能够有力推动黄河流域高质量生长的“艾山卡口扩宽革新工程”、“京杭运河穿黄工程”等关键工程,开展顶层设计,斗胆创新,从关键技术问题到细节处置惩罚都开展了研究。例如,对于艾山卡口扩宽,可在井圈险工13坝上下游背后的堤边,运用预制板桩组合技术,插入16m深的钢筋混凝土预制板桩,制作出钢筋混凝土一连墙坝,然后拆去低水位以上的坝体;再在右岸根据宽度要求,将差别高程以上的外山脚向右扩展,作为过洪滩地。再如,对于修建以“上黄下运”立交方式穿越黄河的工程,首选在南端运河东堤接纳板桩组合坝技术修建堰顶渐变式溢流堰,排泄过剩水量,保证京杭运河船舶稳运流通。此外,还提出穿黄工程的施工原则:经心准备,先引后围,先右后左,水库调配。

(12)鉴于穿黄工程涉及的黄河、金堤河以及新建京杭运河毗连段需穿越的北金堤滞洪区,都属于黄河主管部门黄委治理,且穿黄工程施工(包罗施工度汛)、建成后的工程与堤防宁静监测、运行治理、灾情处置等均与黄委相关部门密不行分,为确保黄河安澜,同时尽快通过科学论证攻克穿黄位置比选、隧道长度、空间结构、防洪影响、开工许可等难题,应该由黄委组织熟悉黄河防洪工程调理、河流演变纪律且曾主持过位山枢纽设计的单元开展前期事情;由黄委所属同时具备工程勘探综合类甲级资质、工程设计综合甲级资质、水利水电施工总承包壹级资质的公司举行京杭运河穿黄工程的勘探、设计、施工等事情,让黄委下属单元到场穿黄工程建成运行后的治理、维修,推动穿黄工程的启动和建设。水利水电技术水利部《水利水电技术》杂志是中国水利水电行业的综合性技术期刊(月刊),为全国中文焦点期刊,面向海内外公然刊行。本刊以先容我国水资源的开发、使用、治理、设置、节约和掩护,以及水利水电工程的勘察、设计、施工、运行治理和科学研究等方面的技术履历为主,同时也报道外洋的先进技术。

期刊主要栏目有:水文水资源、水工修建、工程施工、工程基础、水力学、机电技术、泥沙研究、水情况与水生态、运行治理、试验研究、工程地质、金属结构、水利经济、水利计划、防汛抗旱、建设治理、新能源、都会水利、农村水利、水土保持、水库移民、水利现代化、国际水利等。


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