□姚高嶺 □甕 宛 □李勝兵 □劉德波
(河南省水利勘測設計研究有限公司)
伊洛河是黃河三門峽以下的最大支流,包括伊河、洛河以及伊洛河,流域面積18881 km2,總長713 km,是黃河三門峽至花園口間洪水的主要來源之一。伊洛河發源于陜西省洛南縣洛源,流經陜西、河南兩省,伊河和洛河在偃師市楊村匯入伊洛河,最終在鞏義市神北村注入黃河。
流域主要由上游陸渾、故縣水庫及下游河道堤防組成防洪工程體系;卡口河段主要位于伊洛河下游,共計6處,其中洛河上2處:白馬寺卡口和洛河喂莊卡口;伊河上3處:伊河渡槽卡口、龍門卡口和伊河安灘卡口;伊洛河上為1處:黑石關鐵路橋卡口。文章針對黑石關鐵路橋卡口河段擬定處理方案進行防洪和投資影響分析。
黑石關附近的隴海鐵路跨伊洛河樁號為17+000,該段河道從樁號14+000開始,河寬由1000m逐漸縮窄為380m,河床橫斷面成“V”字形狀,并在鐵路橋下形成最小過水斷面,平河床地面寬度為12m,上部寬度最寬為258m,嚴重阻礙洪水的過流能力。
鐵路橋橋墩為6個,單個橋墩寬度為3.20~3.80m,形成7孔橋涵,中間3孔的單孔寬度為46m,兩側4孔的單孔寬度為30m。兩岸岸坡陡立,落差達11m之多,過水斷面的狹窄導致洪水滯蓄在上游河道中,并對上游河道兩岸的堤防構成威脅。

由于兩岸的岸坡陡立和隴海鐵路地理位置重要性,鐵路和水利相關部門曾就該問題進行過多次協商和溝通,至今擴寬河道未果。鐵路部門為保證鐵路橋的安全運行,多次在橋上向橋墩處拋填塊石,并在橋下設置警示牌:嚴禁在鐵路橋下河道上游500m、下游2000m范圍進行采砂活動,與汛期河道安全行洪需拓寬河道的原則相違背。
文章考慮擴寬黑石關卡口和維持現狀進行加培2個方案,平面圖見圖1。
河床兩岸行洪斷面寬度為380m,鐵路橋下兩岸橋臺寬度為258m,卡口段對上游伊洛河以及伊河和洛河的河道水面產生壅高影響,按照壅高水位對兩岸堤防進行加培,即加培方案,維持現狀堤距。參照《黃河流域防洪規劃》中關于重要支流伊洛河的治理標準,綜合考慮后,加培方案對夾河灘地區堤防設計采用20年一遇防洪標準設防。
加培方案中壅水主要影響黑石關以上至伊河、洛河匯合處之間的洪水。壅高洪水在伊、洛河下游伊河右堤、洛河左堤兩岸高崖所圍的地區以及兩河之間的夾灘地區,形成伊洛河夾河灘天然滯洪區,面積約134 km2,形成該段河道小流量高水位的反常現象。
夾河灘地區在歷史上作為天然滯洪區,對入黃洪水曾起到了一定滯蓄作用。自1931年大水后,伊洛河逐年修建防洪堤,對各級洪水起到了一定控制作用,目前堤防防洪標準較低,大洪水時堤防安全受到嚴重威脅。隨著人口、經濟的發展,該地區已成為偃師市工業發展集中地和經濟支柱。位于岳灘組團內的偃師產業集聚區是河南省首批獲批的產業集聚區之一,岳灘鎮是國家重點的摩托車生產基地,翟鎮是以“公司+農戶”為主要形式的針織業基地。該地區地勢平坦,水沛田肥,是豫西最大的小麥糧種培育及商品糧基地;位于翟鎮二里頭遺址是迄今發現的中國最早的王朝都城遺址。
從現狀地形和河勢分析,左岸鐵路橋臺及路基占據河道過水斷面寬度約150m。該河段受其阻水影響形成卡口。擴寬方案的主要工程內容為鐵路橋重建工程和鐵路橋段橋臺左岸的河道堤防順直工程。河道順直涉及河長260m,卡口段兩岸堤距可增加寬度150m,達到堤距為400m安全行洪斷面;隴海鐵路橋重建工程涉及鐵路里程1.50 km。
隨著沿河兩岸經濟社會的發展,堤防岸坡亦進行了濱河綠化工程和路面硬化,形成了事實河岸,對卡口河段進行大規模的退堤改建,帶來的征地拆遷范圍較大,得不償失。
擴寬河道,雖然能夠增大下泄流量,減輕上游的淹沒損失。但河道截彎取直既改變了洪水流向,增大了河槽比降、流速和水動能,又加劇了水流對河岸的沖刷和河槽的下切,使原有堤防和河岸垮塌更為嚴重,前功盡棄。
2個擬定方案鐵路橋下游河道水位壅高影響不大,對鐵路橋(樁號17+000)上游河道水位有不同程度影響。自伊洛匯合口(0+000)至卡口段(17+000)間,100年一遇水位壅高 0.36~1.04m,50年一遇水位壅高0.30~0.94m,20年一遇水位壅高0.19~0.80m,10年一遇以下洪水壅高回水基本不影響伊河、洛河;20-50年一遇洪水從伊洛匯合口處向上游影響洛河范圍10~14 km,影響伊河范圍12~15 km,其水位壅高值相對較小。各方案水位差對比見表1。
加培方案受鐵路橋橋墩及路基的卡口影響,50年一遇洪水位壅高0.94m,20年一遇洪水位壅高0.80m,對黑石關以上至伊河、洛河匯合口河段堤防安全產生較大影響,加大該河段防洪壓力;擴寬方案的各頻率洪水位有所降低,有效改善該河段防洪壓力,但存在隴海鐵路橋改建、征地拆遷等問題,實施難度較大。

表1 黑石關鐵路橋(加培方案-擴寬方案)水位表
擴寬方案需要對鐵路橋進行拆除重建,相應投資需根據鐵路規劃等要求進行設計。在不計黑石關鐵路橋改擴建投資前提下,加培方案投資為19210萬元,擴寬方案投資為17320萬元,加增方案比擴寬方案投資增加不足2000萬元。
作為國家東西方向大動脈,隴海鐵路在交通運輸領域發揮著不可替代作用,其在汛期安全運行亦關系國家經濟命脈和人民生命財產安全,因此鐵路部門在汛期對鐵路安全工作亦相當重視,并對橋墩進行加寬加固,以保證鐵路橋的安全。
從水利部門防洪工程安全角度考慮,橋墩阻水,縮小河道行洪斷面,增大汛期鐵路橋上游伊洛河兩岸堤防防洪壓力亦不容忽視。典型如歷史上1982年洪水,伊洛河黑石關段泄洪能力受卡口河段影響較大,位于上游河段的夾河灘洪泛區的居民區和企業全面受淹,受災人口達42萬人。因此隴海鐵路橋卡口影響處理需要相關部門共同處理,綜合考慮各方面因素,及早消除黑石關卡口這一河道防洪的安全隱患。
文章從水利防洪角度考慮,推薦采用擴寬方案,以減輕壅高水位對上游河道防洪壓力,減輕對上游兩岸的淹沒影響,但擴寬后需要綜合解決擴寬后對下游河道的防洪及對鐵路交通運輸的影響。
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