工程碩士論文：黃河下游柳園口險工工程整治方案的探索

工程碩士論文：關于黃河下游柳園口險工工程整治方案的探索

　　1 河段概況

　　柳園口險工位于黃河下游花園口至夾河灘河段，兩岸堤距5～15km，北岸為1855年銅瓦廂決口改道形成的高灘，寬4km，平均高程81.50m，南岸為現行河槽。由于這一河段為典型游 !河道，河段上下游均為寬河道，平面形態具有水流分散、極易遷徙、沙洲棋布、漢河眾多的特點，河段本身受兩岸整治高程控制常分兩股河槽，主流此消彼長變化頻繁。河道比降0.18%。河槽間低灘時存時消，平均高程81.35m。灘內有控導(護灘)工程、村莊、避水臺(村臺、戶臺)、生產堤、串溝、洼地、堤河、樹林等。

　　2 存在的主要問題

　　2. 1柳園口來流問題從柳園口險工多年的靠河隋況來看，柳園口險工靠河的人流主要來自黑崗口險工方向。歷史規劃也曾把黑崗口和柳園口作為—個大的彎道來處理。 1993年汛后，花園口流量1000m3/s時，主流在黑崗口蓋壩以上灘地坐灣后形成秤鉤灣，折向黑崗口險工與高朱莊工程之間的堤防平工段長達830m的空襠，造成空襠處高灘坍塌寬度達300m，迫搶修了8個垛后才使險隋得到控制。1994年汛前，主溜在黑崗口蓋壩前坐灣，在黑崗口閘以上主溜北移，河走北路，柳園口險工開始脫河。

　　2.2柳園口險工不能形成—個完整的彎道柳園口閘門(33壩)以上工程與高朱莊護灘工程基本是沿老灘沿修建，平面型式凸凹不平，基本成直線型，34壩以下各壩逐漸變長凸出，柳園口險工平面型式總體呈上平下凸型，不能形成—個平順的彎道。90年代，柳園口險工是和黑崗口險工作為—個彎道來進行規劃的，黑崗口險工是彎道上段，柳園口險工是彎道下段，負責挑、送溜作用。

　　實現微彎治理后，柳園口險工上段迎、調溜條件并不好，基本沒有彎道調流段，起不到河道整治工程的作用。

　　3 柳園口河段整治方案

　　3.1柳園口39壩下延根據近些年河勢情況，自黑崗口下延和頃河街控導工程修建并不斷完善以來，柳園口險工河段河勢逐步滾向柳園口險工方向，并于2006年柳園口險工39壩4支壩開始靠溜，在柳園口險工39壩4支壩以下坐灣，然后沿灘地北上至大宮控導工程。

　　3. 2上段改造方案方案一，直接采用2006年規劃治導線，改建柳園口險工上段工程柳園口險工引黃閘門以上壩垛長短不一，只能起到保護堤防的作用，不能保證迎溜和導溜。按照《黃河下游游蕩性河段河道整治研究報告》推薦的規劃治導線，在柳園口閘門以上修建杉P園口上延控導工程，使杉P園口上延控導工程和柳園口下延控導工程共同組成—個彎道。

　　具體的方案是：對柳園口險工上部的25-27壩進行改建，使丁壩頭位于治導線上，并在25壩上生根修建柳園口上延工程。上延工程沿治導線布置500m導溜段，再沿直線段布置1000m作為藏頭段。

　　該方案的優點是：

　　3.2.1充分利用了柳園口的現有工程，減少了修建工程的數量。

　　3.2.2使柳園口閘位于彎道導溜段，對柳園口閘引水機率有了很大保證。

　　缺點是：

　　3.2. 3柳園口險工彎道導溜長度較短，只有1000m多一點，水流不能進行很好的調整。

　　3.2.4截斷了柳園口險工上部灘區水流的退路，影響灘區安全生產。

　　方案二，改建柳園口險工29壩以上壩垛根據杉P園口險工現在的平面布置型式，柳園口險工上段工程各壩垛多是依堤防工程修建，起著保護堤防安全的作用，各工程長度不一，不能于下段工程組成—個平滑的彎道。按照《黃河下游游蕩性河段河道整治研究報告》推薦的規劃治導線，對柳園口29壩以上各壩垛進行改建，使杉P園口上延控導工程和柳園口下延控導工程共同組成—個相對順滑的彎道。

　　具體的方案是：對柳園口險工上段的1-27壩進行改建，對25～27壩進行接長，并把1-23垛改建為6道丁壩，使丁壩頭位于治導線上工程布置型式為：對上段進行改建后，與柳園口下段組成—個彎道型式。

　　方案優點：充分利用柳園口現有險工壩垛，工程量小，柳園口工程彎道為—個連續彎道，有利于迎溜、送溜及水流調整。

　　方案缺點：彎道段長度短，水流調整不充分，不利于對河勢的調整;改建丁壩較長，不利于防汛搶護。

　　方案三，以柳園口險工39壩為切點調整杉P園口彎道維持39壩以下的直線送溜，對39壩以上工程進行彎道調整。調整后柳園口彎道治導線參數如下：

　　工程布置型式為：將37壩和38壩接長至治導線，在37壩生根修建杉P園口上延工程，沿治導線布置1500m，再修建直線段1000m。由于工程下首直線送溜段只有450m，為保證送溜穩定，再下延500m。

　　該方案的優點是柳園工程彎道為一個連續彎道，彎道長、半徑大，導溜條件好。缺點是：治導線離柳園口閘門較遠，需要建引渠;直線送溜段較短只有450m。

　　方案四，以柳園口險工35壩為切點調整柳園口彎道維持35壩以下的直線送溜，對35壩以上工程進行彎道調整。調整后杉P園口治導線參數如下：

　　工程布置型式為：在29壩前沿治導線向上游布置1000m，再沿直線上延1000m作為藏頭段。

　　該方案的優點是：治導線利用柳園口工程較多;治導線離柳園口閘近，有利于引水。

　　3.3方案比較柳園口險工平面彎道型式改造的四種方案各有有缺點。由于黑崗口下延控導和順河街控導工程已建設完成，河勢也正在向規劃的方向發展。但影響河勢的因素很多，包括水沙條件、邊界條件等。把柳園口工程改造成一個合理的彎道型式、使之能有效的控導河勢、穩定流路，是本次研究的目標。根據模范河段成功經驗，一般平面布置較好的工程長度在4500m左右。其中，藏頭段占1/4，迎、導溜段占1/2，送溜段占1/4。這種形式的工程布局基本能夠滿足河勢上提下挫變化，并控制溜勢。

　　方案一，按照《黃河下游游蕩性河段河道整治研究報告》推薦的治導線在柳園口閘門以上修建柳園口上延控導工程，充分利用了柳園口險工的現有工程，能夠減小工程量、節約投資，并對柳園口閘引水非常有利。但該方案人流偏上，入灣曲率半徑小、彎道導溜段短，不利于導溜。

　　該方案下延工程500m，接長丁壩2道，修建上延工程2000m。

　　方案二，維持治導線不變，下延工程500m，并對柳園口險工29壩以上壩垛進行改建，修建長丁壩，修建長丁壩8道。

　　方案三，彎道曲率半徑2345m，中心角89度，雖然利用柳園口原有工程數量較少，治導線偏離閘門，但工程彎道長度長、半徑大，有利于調整水流，更利于導溜。該方案修建下延工程500m，在35壩接長的基礎上修建上延工程2500m。

　　方案四，采用雙弧線治導線，工程人流彎道曲率半徑3880m，中間彎道半徑1200m，有利于水涮順利入灣、導溜。修建下延工程500m，上延工程1900m。

　　3.4結論與建議

　　根據以上研究，柳園口險工整治應以建設歸順平滑的導溜彎道、理順流路為目標(建議采用方案四)。隨著黑崗口下延控導工程和順河街控導工程的逐步完善，河勢正向柳園口工程方向發展，目前杉P園口下延39壩4支壩以著溜，并在柳園口39壩下首坐灣，建議盡快上馬柳園口39壩下延工程。由于河勢還在進一步上提，盡陜完善杉P園口工程的彎道整治已急切擺在我們面前。建議盡 己上馬柳園口整治工程，改善柳園口河段河勢。

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