黄河中下游挖河减淤关键技术研究 尚彩霞，张美丽（黄河水利委员会国际合作与科技局，河南郑州450003）
“黄河中下游挖河减淤关键技术研究”（98－928－02－02）是度国家“九五”科技攻关计划项目“黄河中下游水资源开发利用及河道减淤清淤关键技术研究”（98－928）之课题“黄河中下游河道防洪减淤关键技术研究”（98－928－02）的02专题。项目组织部门是水利部，专题的第一完成单位是黄河水利委员会勘测规划设计研究院，合作单位是黃委会水科院。黄河中下游河道的泥沙淤积及其由此所造成的洪水威胁始终是国家的心腹之患。首先，近十几年来，中小洪水机遇增多，泥沙淤积主要集中在主河槽，河床加速抬高。由于河道主槽淤积萎缩，行洪能力大大降低，所造成的滩区经济损失也越来越大。第二，作为防洪屏障的两岸千里临黄大堤，还存在许多险点隐患，随着河床的淤高，大部分堤防还需要加高加固，滩区安全建设的任务也日益繁重。第三，主槽的严重淤积使主流摆动频繁，更易形成“横河”、“斜河”，直冲大堤，地上悬河的形势进一步恶化。第四，进入90年代以来，黄河下游连年断流，不仅给地区用水和生态环境带来严重影响，也加重了主河槽的淤积，特别是山东窄河道，目前已没有一个明显的河槽，这对防洪十分不利。第五，潼关高程近年来长期居高不下，使渭河下游淤积严重，防洪形势严峻；华县、华阴夹槽地带排水更加困难，洪、涝、渍、碱灾害加剧；南山支流尾闾排洪不畅，堤防经常决口。这些都严重影响三门峡库区和渭河下游的经济发展。为解决黄河泥沙的严重淤积问题，《黄河治理开发规划纲要》中提出了要采取“拦、排、放、调、挖”多种措施，进行综合治理，才能取得较好的效果。机械挖河作为治理黄河泥沙的重要措施之一，既能减少淤积、理顺河势、增加排洪能力，又能将挖出的泥沙用于加强堤防工程建设，“挖”和“放”可以有机结合起来。中央领导对此十分重视，水利部也提出了“百船工程”计划。鉴于在黄河中、下游主河槽挖河疏浚还缺乏实践经验和深入的科学技术研究，因此，在“九五”国家科技攻关中，结合挖河固堤启动工程的实施，把挖河疏浚作为解决黄河泥沙淤积的重要治理措施之一进行重点研究是非常必要的。该项研究紧密结合黄河治理开发的生产实践开展“挖河减淤”、“射流清淤”等“黄河中下游挖河减淤关键技术研究”，采用原型观测和实测资料类比分析、实体模型试验和数学模型计算等多种技术手段相结合，多学科交叉，有关科研、生产和管理部门联合攻关的途径，对挖河及射流冲刷减淤机理、减淤效果、关键技术措施，以及挖河及射流清淤的工程布置方式和对周边环境影响等方面进行了研究。于2001年底按照合同要求完成了各项攻关任务。专题取得了以下主要研究成果：研究提出了表征挖河减淤效果的“挖沙减淤比”概念及计算公式；从理论上探讨了挖河减淤机理，提出了较佳的挖河几何参数；系统地研究了挖河时机、方式和施工机械组织方案。在充分分析挖河固堤启动工程实施经验的基础上，论证了挖河固堤工程的正、负环境效应，提出了相应的环境保护对策。通过研究射流清淤机理及三门峡库区冲淤规律，科学合理地确定了清淤方法和部位，发现了射流清淤具有改善河势、提高水流挟沙能力的作用；研制开发了适合黄河潼关河段清淤的射流设备，论证优选确定了射流系统的主要参数。经有关单位鉴定，专题的研究成果总体上达到国际先进水平，其主要创新点有：1．首次提出了表征挖河减淤效果的“挖沙减淤比”概念及计算公式，探讨了挖沙减淤作用的时效性和空间性；从理论上初步探讨了挖河减淤机理，提出了一定条件下较佳的挖河几何参数。系统地研究了挖河时机、方式和施工机械组织方案。2．在研究射流清淤机理及三门峡库区冲淤规律的基础上，科学合理地确定了清淤方法和部位，发现了射流清淤具有改善河势、提高水流挟沙能力的作用。首次研制开发了适合黄河潼关河段清淤的射流设备，论证优选确定了射流系统的主要参数。专题研究紧密结合黄河下游窄河段挖河固堤工程及潼关河段射流清淤工程的建设，其成果直接为这些工程的规划、设计和实施提供了重要的科学依据和指导作用，在已开展的黄河挖河固堤及三门峡水库潼关河段射流清淤的工程实践中得到了成功应用，起到了明显的减淤作用和减缓潼关高程持续抬升的作用，取得了很好的社会经济效益，对今后治黄科技发展也有促进作用。 (2003-05-2915:10
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