引黄灌区泥沙处理研究

摘要 黄河是我国乃至世界含沙量最大的河流之一，分析黄河流域水土流失的现状，并提出引黄治理泥沙的对策，以保证农业的发展和人民群众正常的生活。

关键词 抽黄；泥沙；灌溉；治理

中图分类号 TV882.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）04-0201-02

黄河是我国第二大河流，其含沙量较大，多为泥沙河流。长期以来，在引黄工程中，水中泥沙的含量一直居高不下。据不完全统计，在今后几十年内，黄河年输沙量在8亿～10亿t。如何处理泥沙带来的威胁和利用好源源不断的泥沙资源，对黄河中下游各水站、水利局的抽黄工作也是一大难题，研究采用各种方法治理泥沙，减轻渠道淤积，改良生态环境，对发展引黄灌溉有着重大意义。

1 黄河流域水土流失现状

黄河流域是我国乃至世界上水土流失最严重的地区，每年水土流失面积约46.5%，占总流域面积的62%。为了防止水土流失，黄河流域已分别兴修基本农田、营造水土保持林（草）、封禁治理555万、1559万、142 hm2，建设淤地坝9.1万处。经过上述治理措施，入黄泥沙量每年平均减少3.5亿～4.5亿t[1-2]。

黄河中游尤其是陕北省的黄土高原，是粗沙的主要来源区，这里是黄河泥沙治理的关键地域，也是治理黄河泥沙的根本所在。通过黄河带走的泥沙，50年间已经造就了逾15.33万hm2的土地。虽然通过近几年的综合治理，黄河中的泥沙量大幅减少，但是黄河的造陆能力依然很惊人。目前，黄河三角洲每年以666.67 hm2的速度增长。

2 引黄治理泥沙的常用对策研究

2.1 在引水过程中防沙注意事项

选择抽黄的最佳时间，也就是“适时引黄”。黄河水不同时间含沙量是不同的，每年7―9月是含沙量最大的时期，而1―2月凌汛期是含沙量最低的时期。鉴于此，在汛期水量大的时候，河水的含沙量较高，而灌溉抽水应该根据情况尽量避开这个时段，此时可以淤改土地或者进行其他工作。在凌汛期，可以开始抓紧时间引黄，此时小麦正值返青期，是灌溉的黄金时期。而且此时水资源供需关系矛盾不明显，可以进行抢引抢蓄黄河水工作，等到干旱时，可利用蓄水灌溉，提高利用率，以确保农业用水。另外，在凌汛期蓄积的黄河水还可以补充地下水源，保持地下水的水量，保证在干旱季节井灌的水量使用。这样既提高黄河水资源的使用率，减少抽黄时带来的淤泥，又保证了生态环境保护。

2.2 从物理学角度考虑，在合适的位置选择取水口位置

在黄河下游，引黄基本都是无坝抽水。根据物理学和水力学原理并结合黄河水流特点，抽水口位置宜选在弯道凹进地方，可利用弯道环流创造较好的引水及防沙条件，引水角宜在40°～70°。此外，在渠道现有条件下，抽黄水已进入渠道，水中带有粗细沙粒，根据在水流运动中颗粒上小下大的特点，可选择在抽水口设置防沙工程，如叠梁闸板、拦沙潜堰、橡胶坝等[3-4]。

2.3 沉沙和黄河淤临、淤背相结合

目前，黄河已经形成槽高、滩低、堤根凹的“二级悬河”危险形式。在不影响黄河防洪工程质量的前提下，为减轻引黄渠道清淤压力，可以在引黄灌溉过程中，把引黄沉沙池与淤临、淤背有机结合起来，在引水口设置淤区进行落淤沉沙，使出来的浑水经过沉淀，或可以使水流出闸后在背河堤脚外进行落淤过程。这样经过落淤沉沙的清水引黄进入干渠后输入各级渠道，灌溉农田，既对农作物有利，同时也节约了引黄渠道的清淤费用。

2.4 增加水流速度，使泥沙直接灌溉到农田

首先，设计合理科学的渠道结构，选用可靠的设计参数，以满足输水输沙的要求，也可以在资金允许的情况下修筑衬砌，以提高输水输沙能力。其次，在黄河水位高、流量大的时候，含沙量相对较低，此时正是进行调控的有利时机，可利用水利本身速度带走泥沙，减少河道泥沙沉积，当水流速度不够快，水流动力无法满足输沙要求时，可采用机械设施增加水流动力；最后，选择人工大型机械进行清淤，保障河道畅通。在部分山区或地形海拔差距大的地方，可以充分利用地形，加快水流量，实行浑水灌溉，引黄水沙不经沉沙池直接进入各渠道和田间，既能肥田改土，又减少了渠道淤积。

2.5 利用渠首防沙

渠首是防沙的重地，在有些渠道比较小、输沙能力较低、远距离输沙难度大的情况下，引黄带入的泥沙可选择在入渠之前处理。在渠道比降小、输沙能力达不到要求、远距离输沙难度大的灌区以及引黄提水灌区，抽黄引入的大量泥沙需要在渠首进行处理。然而，随着时间的推移和泥沙量的增加，对渠首沉沙用地的需求不断增加，这将使新沉沙池的修建有了更多的需求，经费的投入也会日益增大。因此，在渠首实行以挖代沉、自流沉沙是必然选择。

2.6 在合适的区域可选择远距离输沙和多级分散沉沙

在抽黄灌区，黄河中下游沿岸区域是黄河冲击区，在此区域分布有大量古河道、废河槽、低洼地等，是集中沉沙的有利场地，可以考虑沿着干渠自上而下修建多处沉沙池实行远距离输沙和多级分散沉沙的方式，这是处理沉沙的有效途径。

3 黄河泥沙资源化利用的设想

3.1 制订科学合理的治理黄河泥沙资源利用的整体设计框架

近些年，水利研究部门和科技人员对黄河泥沙的资源合理利用进行了大量调研，目前可行性较强的一些做法有淤背固堤、淤填堤河的技术。近几年，黄科院还针对泥沙特性研发了泥沙蒸养砖、泥沙烧结砖的生产技术和工艺，还研发黄河抢险用的大块石等成果。但这些不能从根本上解决问题，目前还没有整体的框架设计，各地和各部门对泥沙的治理和利用还停留在各取所需、随机处理的阶段，还没有长远的、可持续的发展策略。对于国家水利部门和黄委来讲，需从宏观把握，制订科学合理的治理黄河泥沙资源利用的整体设计框架，统筹安排、协调沿黄地区对泥沙资源的的利用，实现更科学、更具实效的办法，更好地促进黄河沿岸的经济发展。

3.2 泥沙的时空布局与黄河的长远防洪形势

从长远角度考虑，黄河泥沙的控制对防洪形势的影响较大。黄河中游通过水库调节，下泄的黄河水必将冲刷干流河道，使大量泥沙进入三门峡水库和小浪底库区，造成泥沙淤积，使水库的防洪调度能力受到影响。若通过水库联合调度，使泥沙通过三门峡库区，又将淤积下游河道，威胁下游防洪安全。因此，单纯利用搬运泥沙的方式无法彻底解决黄河流域的淤积问题，最好将泥滩放淤、泥沙资源综合利用、水库泥沙处理等措施结合起来，及早设计规划、科学分配泥沙的时空布局[1-2]。

4 参考文献

[1] 赵悦，许云磊，李召，等.黄河下游引黄灌区泥沙的防治与利用研究[J].今日科苑，2009（5）：122.

[2] 江恩惠，曹永涛，郜国明，等.实施黄河泥沙处理与利用有机结合战略运行机制[J].中国水利，2011（14）：16-19，21.

[3] 韩其为.黄河下游输沙及冲淤的若干规律[J].泥沙研究，2004（3）：1-13.

[4] 胡春宏，陈绪坚，陈建国.21世纪黄河泥沙的合理安排与调控[J].中国水利，2010（9）：13-16.