1 黄河下游防洪工程体系概述
1.1 黄河下游洪水特性
黄河干流全长5464.0km,自河源至内蒙古托克托县的河口镇为上游,河口镇至郑州桃花峪为中游,桃花峪至入海口为下游。黄河下游洪水主要由中游地区暴雨形成,分别来自河龙间(河口镇—龙门)、龙三区间(龙门—三门峡)和三花间(三门峡—花园口)这三个地区。
河龙间是黄河粗泥沙的主要来源区,区间暴雨强度大,历时较短,洪水过程具有峰高量小尖瘦型的特点。区间较大洪水洪峰流量可达11000~15000m3/s,历史实测最大为18500m3/s。龙三间为黄河细泥沙的主要来源区,暴雨特性与河龙区间相似,但由于受秦岭的影响,暴雨发生的频次较多,历时较长(一般为5~10d),洪水过程为矮胖型,洪峰流量7000~10000m3/s。以上两个区间的洪水常常相遭遇,其特点是洪峰高、洪量大,含沙量也大,对黄河下游防洪威胁严重。
三花区间一次暴雨的历时一般为2~3d,最长历时达5d,洪水过程多为峰高量大的单峰型,洪峰流量一般为10000m3/s左右,实测最大为15780m3/s。该区间的洪水具有涨势猛、洪峰高、洪量集中、预见期短等特点,对黄河下游防洪威胁最为严重。下游防洪中常把来自河龙间和龙三区间的洪水称为“上大洪水”,把来自三花区间的洪水称为“下大洪水”。
小浪底水库建成后,威胁黄河下游防洪安全的主要是来自小花间(小浪底—花园口)的洪水。由于小花间暴雨强度大、历时长,主要产洪地区河网密集,有利于汇流,故形成的洪水峰高量大,一次洪水历时约5d左右,连续洪水历时可达12d之久。根据实测资料统计,1931年、1935年、1954年、1958年、1982年等黄河大洪水均为小花间形成的洪水,而且洪峰流量均发生在7月上旬至8月中旬之间,时间更为集中。
1.2 黄河下游防洪工程体系总体布局
黄河干流在孟津县白鹤镇由山区进入平原,由于水少沙多,黄河下游河床不断淤积抬高,自花园口至入海口河长768.0km,河床普遍高出两岸地面4.0~6.0m,部分地段达10.0m以上,成为举世闻名的地上“悬河”,是淮河和海河流域的天然分水岭。黄河下游由于河道高悬于地面之上,全靠大堤束水行洪。治理黄河以来,在干支流上先后修建了三门峡和小浪底水利枢纽、伊河陆浑和洛河故县水库(称为“上拦工程”);开辟了北金堤滞洪区、山东齐河北岸展宽区、垦利南岸展宽区,修建了东平湖滞洪水库(称为“分滞工程”);并对黄河下游大堤进行了4次加高培修(称为“下排工程”),初步形成了“上拦、下排,两岸分滞”的防洪工程体系。目前,黄河下游大堤以防御花园口洪峰流量22000m3/s为设防标准,经河道槽蓄作用,相应高村、孙口站的流量分别为20000m3/s和17500m3/s,经东平湖分洪后艾山以下河段的大堤按11000m3/s流量设防。