[发明专利]基于河床沉降的悬河治理方法

说明书

本发明提供了一种基于河床沉降的悬河治理方法，包括修筑穿堤隧道、输沙通道和箕状围堰；穿堤隧道包括始发井、接收井、水平隧道和上仰隧道，始发井位于河堤外侧，接收井位于远离河堤的河滩，始发井与所述接收井的底部标高相同；水平隧道在河床下部并穿越河堤，水平隧道的两端分别与始发井和接收井的底部连接，上仰隧道呈设定仰角倾斜，水平隧道的始发井端与上仰隧道的较低端连接，上仰隧道的较高端延伸至河堤外侧地面；输沙通道的一端与箕状围堰末端连接，输沙通道的另一端延伸到入海口；箕状围堰位于上仰隧道的较高端与输沙通道连接部的两侧，箕状围堰首端与上仰隧道的地面口边沿连接，且箕状围堰的基底呈设定仰角设置。

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，特别涉及一种基于河床沉降的悬河治理方法。

背景技术

黄河是世界上少有的多泥沙河流，进入下游广阔的黄淮海平原之后，河流比降减小，水的流速减缓，造成自中上游带来的大量泥沙在河床沉积，年复一年，河床逐渐抬高，形成“悬河”。“悬河”又称“地上河”，即其河床高于当地的地面，两岸需要构筑提防，防止河水外溢造成的水患，保护沿岸人民的生命财产安全。然而为了防止河水在汛期漫堤，就得随着河床的抬高不断加高河堤，构筑各种防汛工程，每年要耗费大量的人力和财力。随着河床的抬高，加高河堤的难度和成本呈渐进式上升，“悬河”升得越高，其危险系数就越大，一旦溃堤，洪水可能就是一泄几百里，其破坏能力是难以想象的。因此，随着河床的升高而不断加高河堤的治河方法，不是一种长远可靠的治河方略。

新中国治黄以来，特别是最近50年，总结治黄经验和科学研究成果，认为采用“拦、排、放、调、挖”综合治理等措施可以解决泥沙问题。“拦”是在中上游修建水库，拦截泥沙；“排”是在下游利用洪水将泥沙排入大海；“调”是调水调沙；“放”是用洪水放淤；“挖”是在河口和局部河段挖沙，疏通河道。这其中最被看好的是“调水调沙”。据黄河水利委员会提供的资料显示，自2002年始，黄河小浪底水库连续实施了13次汛前“调水调沙”，经过10年的“洗澡冲身”，黄河累计入海净沙量7.62亿吨，河道主槽河床高程平均被冲刷降低了2.03米左右，主槽最小过流能力由2002年汛前的1800立方米每秒恢复到2011年的4100立方米每秒。认为“调水调沙”具有成本低、减沙多，送沙入海快等优点。

但是，2012-2018年间有关调水调沙的成效，据业内人士披露，2015年至2018年已经是连续4年失败，而且2018年是最不靠谱的一次。据黄河网报道：2018年小浪底排沙4.66亿吨，利津入海2.63亿吨。一次推算下游河道仍然淤积泥沙2.03亿吨，将2011至2017年的冲刷量(1.96亿吨)全部抵消。前述说明2012-2018年黄河经过7年的调水调沙，基本做到了下游河床不淤抬高，河床也没有冲刷降低，但距2002年至2011年的成效大为逊色。因此有人认为调水调沙是黄河治理的有效措施，其效果是应该肯定的。但从时间上看，它的效果主要表现在前期，而后效果越来越差(上冲下淤)。因此，调水调沙受到时间和河段位置的局限，不能一概而论。

从长远来看，河床下切，塑造“相对地下河”和减“淤”是两个依然没有解决的难题。

小浪底水库总库容126.5亿立方米，用以淤沙的死库容75.5亿立方米，有效库容51.0亿立方米。1999年10月至2009年10月库区累计淤积量达25.831亿立方米(来自《泥沙研究》2011年05期：小浪底水库1999-2009年泥沙淤积分布特点，王亭等)，依此速度测算，至2029年，小浪底淤沙死库容将被淤满，黄河泥沙将重新进入下游沉积，抬高河床。因此用小浪底水库减少下游淤积，只能减少一个时间段的河床淤积，不能解决河床长远的淤积问题。本发明的“河床沉降法治悬河”就是要从长远，从根本上治理下游河床的淤积问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于河床沉降的悬河治理方法，包括以下步骤：