挖河疏浚

挖河疏浚多被用於航道治理，包括浚深、加寬和清理現有航道，疏通河道清淤、清除水下障礙物等。其目的在於：一是疏浚河道，增大縱比降和河流的泄沙能力，減輕河道的淤積速率，確保防洪安全；二是挖沙降河，降低河床高程，保持一定水深，便於通航。

基本介紹

• 中文名：挖河疏浚
• 目的：疏通、擴寬或挖深河湖等水域
• 拼音：wā héshū jùn
• 分類：漢語詞語

挖河的目的

世界大江大河實施挖河疏浚，目的無非有二，一是疏浚河道，增大縱比降和河流的泄沙能力，減輕河道的淤積速率，確保防洪安全；二是挖沙降河，降低河床高程，保持一定水深，便於通航。黃河情況比較特殊，由於來水錶現出強烈的季節性和河勢的劇烈演變特點，黃河下游不能作為航道使用。因此在黃河實施挖河疏浚目的非常明確，即是在黃河水動力輸沙作用日益減弱，河道主槽淤積日益加重的形勢下，利用挖河清淤疏浚的方法，藉以增加河道的輸沙能力，減少河道的淤積，理順河勢；並將挖出的泥沙用於加固堤防，加以配合其他措施，逐步使黃河下游形成相對地下河，改變地上懸河的被動局面。

段落選擇的原則

影響挖河減淤效果的因素較多，工程位置或挖河段落是其中之一，選擇不當，減淤效果顯現不出來；選擇得當，能夠最大限度的發揮減淤效益。因此，挖河段落的選定十分重要。根據1997年—2004年三次在河口實施的挖河工程實踐經驗和對其進行的原型觀測研究結果，挖河段落選擇應遵循幾條原則：①主河槽相對穩定，不易發生滾河等現象；②起到疏浚河床、歸順河槽之作用；③能夠降低侵蝕基面，儘可能大的塑造溯源沖刷，對上遊河道產生有利影響；④不易復淤，能夠保持挖河的長期效益；⑤泥沙能夠有效利用。

挖河段落的確定

1 疏浚尾閭河道是挖河工程的首要選擇

河口段河床及洪水位不斷抬升，主要是源源不斷的泥沙在河口尾閭的前緣邊坡沉積下來，導致河道尾閭不斷向海延伸的結果。因此，挖河疏浚應首選在河口尾閭段實施，從尾閭前緣向上游進行，以促使尾閭前緣後退，造成下邊界控制基面內移、縮短流程，促使河流縱比降變陡、河床沖刷、水位下降。另一方面相對侵蝕基面的降低，能夠產生長距離的溯源沖刷，減緩河道淤積，是實現黃河下遊河床不抬高的有效措施之一。三是從近期河口的淤積狀況分析，亦應對尾閭河道進行疏浚處理。

2 彎曲河段之間的過渡段亦是挖河的重點

彎曲性窄河段，兩岸多有河道整治工程控制；一般工程均修在彎道段上，相鄰兩工程之間為過渡段。彎道段深泓點較過渡段低，特別是汛期洪水後，彎道段較鄰近的過渡段低2m左右。河槽縱橫斷面形態的不同，決定了在洪枯水中河道沖淤演變的差異。在枯水流量時，由於彎道段斷面窄深、河床低，而過渡段河床較高，形成過渡段對彎道段的阻水和壅水，使彎道段比降減小，出流不暢，從而形成彎道段枯水期的凸岸淤積，結果是進一步縮窄了彎道段河槽斷面；進入洪水期，由於窄深斷面水位漲率大，寬淺斷面水位漲率低，加上過渡段枯水期衝出水槽，使大水時彎道段比降增大，因而增大了彎道段輸沙能力，使之發生沖刷。而過渡段演變正好相反，枯水期發生沖刷，特點是在河床上拉出小河槽，使深泓點降低；在汛期較大洪水時，由於彎道段河槽窄，水位漲率高，水位升高，過渡段水面寬，水位相對較低，出流不暢，增大了過渡段的淤積，河底抬升，河槽趨於寬淺。

根據以上演變特點，如在過渡段河槽中開挖河槽，將使彎道段枯水期出流順暢，比降增加，減少枯水期彎道段凸岸淤積，從而使彎道段進入大水期時不致過窄，從而減小汛期大水時彎道段對過渡段的阻水和壅水作用，有利於減少過渡段大水期的淤積。若在彎道段開挖其凸岸邊灘，也會減少其上游過渡段大水期的淤積，但彎道段的開挖，使原來窄深斷面變寬，對枯水更不適應，從而增加彎道段枯水期的淤積。另外對於彎道段，其河床較低，再降低開挖，與過渡段高差進一步增大，反而不利於輸沙，會使枯水期彎道段增淤。因此，將開挖河段選擇在下游窄河段的過渡段應列為其次。

挖河疏浚的工程

國外河口疏浚

利用挖河疏浚進行航道治理在國外實施較多，具有不少的研究成果和成功的範例，挖沙技術也相對成熟。如美國的密西西比河的治理，為了打通攔門沙，西南水道的早期治理始於19世紀30年代。先是單純用鏈式挖泥船開闢攔門沙航道，但一遇風暴即被淤平。實踐證明如不加整治而單純依靠疏浚很難維護攔門沙水道。後採用雙導堤，導堤間築丁壩約束水流增加流速，結合適當疏浚取得所需水深，分汊口上游左岸用丁壩群導流，增加西南水道分流量以抵消口門約束影響；水道軸線向東偏轉350，以避開洪季鹽、淡水混合所造成的嚴重淤積。經採用上述工程措施，使河口攔門沙水道水深得以維持。。

從荷蘭注入北海的萊茵河口，起初河道整治工程在相當長的時期里都是從局部地方的觀點出發，缺乏全局考慮，因而總是達不到目的，後制定並執行了河道整治總計畫，經過半個世紀的努力，成效顯著。十九世紀六十年代開挖鹿特丹新水道，開始在長4.5km的水道範圍內只疏浚了寬50m，深3m的航槽，預想通過水流沖刷自然形成所期望的尺寸，並希望沉淤在河口的泥沙會被海上潮流帶走，但未能達到預期效果。1881年之後，重新採取人工措施，一方面築丁壩，一方面疏浚新水道與河口淺灘，整治工程與疏浚相結合，才將新水道建設成功，順利通航。二十世紀六十年代末，荷蘭灣新港口的擴建，除建設南北堤等工程外，更需藉助疏浚維持較大水深。

法國的塞納河口、美國的德拉瓦河口、加拿大的聖勞倫斯河口等所進行的治理，也多是採取河道整治與疏浚相結合的方法。二十世紀六十年代初，國外在河口攔門沙航道疏浚已取得了較大成功，吸揚式、耙吸式和絞吸式等類型的挖泥船已廣泛使用。

國內河口疏浚

目前，國內各大江大河的河口也開展了疏浚工作，並在一定條件下發揮了作用。如長江口和珠江口疏浚。長江口航道的自然水深只有6m，1000噸級的船舶不得不乘潮進港或減載進港。經過長江口深水航道整治工程的一期工程治理，水深已增加至8.5m，載有4000噸標準箱的第四代貨櫃船進港前只需卸掉1000標準箱，而在未整治前，則需要卸掉2000標準箱，同時，整治後的航道可以雙向通航，航速也由整治前的8kn提升到12kn，而預期經過二期、三期工程後，水深可連續達到10.0m和12.5m，第五代和第六代貨櫃及10000噸級的貨船可以乘潮進港。2001年，珠江河口開始進行疏浚，該工程包括橫門北汊～洪奇門調整匯流工程、磨刀門主幹道（一期）整治工程及洪奇門水道鴨仔沙進口河段整治工程三個子工程。主要工程內容有：河道疏浚、導流堤修築及圍外圍拆除等，其中疏浚河道總長14.36km，設計疏浚工程量總計997.96萬m3。目前，工程效果良好。

歷史概況和現狀

3.1 黃河疏浚歷史概況

採用拖淤疏浚治理河流，在我國已有近千年的歷史。相傳大禹治水始，即一直把疏浚作為重要的治河措施而廣為採用，在秦漢時期亦有利用疏浚措施增大河道泄洪的記載。宋朝神宗熙寧六年（1073年）四月，開始設定了專門的浚淤機構——疏浚黃河司，此後陸續出現了一系列的專用浚淤工具。先有候選官員李公義獻“鐵龍爪揚泥車法疏浚河道”。其法為：“用鐵數斤為爪形，以繩繫舟尾而沉至於水，篙工急擢，乘流相繼而下，一再過，水已深數尺”。後有宦官黃懷信另製成“浚川耙”。其法“以巨木長八尺，齒長二尺，列於木下，如耙狀，以石壓之，兩旁系大繩，兩端碇大船，相距八十步，各用滑車絞之，來去撓盪泥沙，己又移船浚......。”

至元正四年（1344年）後，禮部尚書泰不華建議疏導下游及海口，置“撩清夫”“混江龍”“鐵掃帚”，為保漕運，元之賈魯到明之白昂等，曾屢在孫家渡、渦河口、趙皮寨等設淺夫和浚船浚淤，維持分流。

明嘉靖十四年（1535年），總理河道劉天和主張用“兜勺”“方勺”“杏葉勺”浚淺。同年，劉天和又博採眾議，創“平底方舟長柄鐵耙浚河”法，疏浚濟寧至徐州運道之淤。自嘉靖中期至萬曆初年，又有總理河道朱裳置龍爪船爬盪海口，吳桂芳用混江龍於桃、伏、秋汛發水時在淤淺段拖淤。

清順治九年（1652年），採用“鐵罱子吸泥”之法“又有鐵罱，鑄鐵為勺，中貫以樞，雙合無縫，柄用雙竹，凡遇水淤，駕船撈取，以此探入水內夾取稀淤散置船倉運行最便”。清康熙年間，靳輔創“浚船鐵犁”浚河，後在乾隆、嘉慶及道光年間均推行過拖淤，並創設翻泥車鎖船逼溜等，出現了“長柄泥合”“雙齒鋤”“五齒耙”“九齒耙”“十二齒耙”“空心杴”“吸耙”“鐵耙”等專用浚淤工具。

清鹹豐五年（1855年），河決銅瓦廂，走現河道。同治初年，山東下游及海口淤積日重，除沿用前人成法拖淤外，光緒十一、二年間（1885、1886年間），前撫臣陳士杰、張曜先後創平頭園船，挑挖清淤，“水落則登灘挑挖，水漲則乘船淘爬”。後又利用小火輪、長龍舢板拖淤。光緒十五年（1889年），山東巡撫張曜托外國人德威尼訂購法國制“鐵管挖泥船”兩隻“嗣在利津太平灣及天津蠻子營實驗，僅能吸水不能挖泥，逐復退還”。

3.2 對歷史上黃河疏浚的綜合評述

古代拖淤方式，一是行船拖淤；二是將船固定於疏浚河段，用繩系拖具，以滑車來回絞拖。在利用水力和人力浚淤時，則於淤前段設鎖船壩逼溜和在淤淺段設船用人力器具挑挖淤積物。

歷史上，對浚淤黃河，措施可行，用之有效的事例有之。但浚淤黃河的工具和方法經試用效果不顯著的典型事例也不少。綜觀歷史上浚淤措施發揮作用，是有一定條件的。一是要有較好的水流條件配合，混江龍等類拖具浚淤的功用，在於把河底的積淤攪起，或把水中的泥沙上下攪渾，乘水流輸入下游。若水行不急，攪起的泥沙就會懸而復沉。因此拖淤要有一定的水流動力條件，即流速和坡度要達到一定量值。二是在局部河段使用，如開直河、浚引河、堵決漫口浚故道，浚黃運交匯口及清口之淤有效，這些地方水流條件好，地段有限，以較多船隻器具、集中力量，疏通局部淤阻。

在黃河使用人工器具浚淤也存在著諸多問題：一是沙多，淤積時間集中，拖不勝拖，拖之有效，停則前工廢之，黃河水沙大、來水來沙時間集中，一場洪水可於一段河道堆積千百萬方，在河口，可使河口沙嘴延伸數公里，如此巨量來沙，單靠器具拖拽使之遠輸，力量自然單薄。二是河道流路散漫，演變迅速，變幻莫測，拖淤路線難於固定。三是沙粗，拖起的泥沙沉降快，長河段拖淤需多設浚船。四是拖淤時間問題，黃河水沙主要來自汛期，此時期拖淤最好，但這時期河道和門口的水流悍激，風浪較大，沒有固定流路的情況下，船隻易於擱淺，不僅拖淤困難，安全也難保障。在非汛期，水淺流緩，拖起的都是粗沙，易於沉降，拖之不遠。

綜上所述，近千年來，作為治黃措施之一的黃河人工疏浚措施，歷經數個朝代，時興時廢，在實施過程中，由於這些疏浚措施簡單，動力不足，其作用極其有限，只在解決局部短河段積淤並有一定的水力條件相配合的條件下才會有一定的效果。

3.3 近期對黃河的疏浚治理

自二十世紀七十年代初期，在黃河下游開始採用簡易吸泥船的方式進行以防洪保全全為目的的吸泥固堤淤背，吸泥目的主要是固堤，沒有研究吸沙抽泥對河道的影響和減淤作用等問題。八十年代初，為開展黃河河口治理，曾進行了挖沙疏浚、整治河口、穩定黃河入海流路的實驗，包括挖除河道內河心灘，疏浚拖淤降低河床和打通攔門沙，修建導流堤，淤地技術及水沙資源的利用等，取得了較好的效果。

在黃河支流渭河河口攔門沙的治理中，二十世紀六十年代初曾採用絞吸式挖泥船在河口段進行過挖沙疏浚，但由於技術、經濟等原因，只進行了半年時間。1981年又改用滾筒式挖泥船進行疏浚，也僅開展了幾個月的時間。1986年汛前，在汾河口以下河段，即潼關至禹門口河段，又試圖用拖輪推進器沖刷方式拖泥，進行河道疏浚，但由於疏浚技術不完善，對遊蕩性河道疏浚問題認識不夠，缺乏前期科學研究，雖然通過疏浚一時形成了所謂的航道，但很快全部淤死。總之，儘管在渭河上前後進行了三次挖沙疏浚，但均因一些關鍵技術問題沒有解決，未達到挖沙疏浚的應有效果。

在“八五”國家重點科技攻關項目“黃河治理與水資源開發利用”研究中，對黃河下游艾山以下河道機淤抽沙淤背淤灘的減淤效果進行了分析，並提出了機淤抽沙對河道減淤量的計算方法。另外，還從理論上對該河段河道挖河疏浚工程斷面的設計進行了初步研究，而對挖河疏浚的眾多重大技術及理論問題的研究均未開展。

為改善黃河潼關高程的淤積抬升狀況，減輕因潼關高程抬升對黃河小北幹流和渭河下游防洪造成的不利影響，充分發揮三門峽水庫的綜合效益，1996年和1997年在三門峽庫區潼關河段開展了人工機械沖沙清淤試驗，取得了一定的效果。但由於清淤規模小，作業河段有限、沖淤清淤機械不完善，以及試驗時間短，有不少關鍵技術問題和科學問題也未能深入研究。

1997～1998年、2001～2002年和2004年分三次在河口河段組織實施了挖河固堤工程，在施工組織、施工機具、減淤效果、排洪能力、環境影響等方面開展了研究，取得了較多的成果。河口是海與河的匯合地區，受潮浪與河流雙重作用，動力條件及河床演變過程都比較複雜。P.Brunn（1976）曾指出，維持河口通航水深，基本實踐經驗是離開必要的疏浚去治理任一河口都是不可能的。河口水道浚深後，淤積部位則會隨鹽水楔的上溯而上移，泥沙淤積部位也跟著上移，並隨鹽水楔而上下移動。縱觀國內外對河口疏浚的研究，要控制或改善疏浚產生的問題，必須採取一定的治導工程，可以說整治與疏浚相結合是治理潮汐河口的有效途徑，需要更深入地進行研究