理想流沙河范文

时间:2023-11-02 02:30:53

理想流沙河篇1

关键词:治黄目标 河床 分洪 水坝

一、前言

“堤防不决口,河道不断流,河床不抬高”这三个新的治黄目标,对治黄工作指出了明确的方向,针对黄河多沙、水量欠缺不均、下游为“悬河”这一特殊情况,这又是一个艰巨的任务。因此,要按照治河方针,结合实际去实施,以确保目标的实现。

这三个治黄目标,是一个对立统一的关系,这里对黄河水的控制,量的问题成为关键:多则决口,少则断流;流量大带来沙多,流量小冲力小,都可能使河床抬高。目前在“宽河固堤”、“上拦下排”、“调水调沙”、“水土保持”和“巩固下游堤防,整治河道,治理河口,建设防洪工程体系,以提高排洪、排沙能力”等治河方针和治黄方略 ① 指引下,已取得了相应成效,确保了人民治黄以来50多年伏秋大汛不决口,但随着时光的变迁,对治黄方针的实施,在巩固已实施项目的基础上,需结合实际进行深入细化,拓宽思路,这里笔者提出“拓深河床,加道分洪,分季蓄排”这一设想治理措施,供专家参考。

二、实现“河床不抬高,堤防不决口”的措施

“水到渠成”这一成语,直意为水流到、沟渠自然就形成了。在水利工程中是否可理解为,水力有其自然的力量,在一般情况下,它有其不可阻挡之势。对黄河之水,在记载中河道变迁、大小决徙达一千五六百次,较大多数集中在下游①,也印证了此理。因此,治水治河,要遵循自然规律,化解水力,使其能千条江河归大海,有其存放或流去的地方。

1、拓深河床的设想

在现有的治黄工作中,固堤、滞洪工程对防汛起到一定的作用。但如前述,由于黄河的泥沙特性,虽然在大的方面控制了河流方向,但下游河床在逐步升高,减少了过流量,增大了大堤决口的危险性。因此笔者认为,大堤不可能无止境修高,在现有基础上拓深河床,是对应修大堤效果的另一个更长久之计。对此有人工挖深和河水冲深之别,虽说各有其特点,但从长远考虑,应以后者为主,一是利用了水力的自然力量,二是大海的存沙量是庞大的。探讨冲深河床方法,属于治黄的深化,单说修堤可以说是“水来土掩”,这是一从古老落后生产力到现代先进生产力时代都一直沿用的方法,但存在质的变化,因此,对黄河的治理,能控制河流方向,也必定能控制河床的抬高,随着科学技术的发展和人们对自然规律的认识,一定能够另辟蹊径,能够实现使黄河水按设计要求冲深河床,输沙入海,防洪减灾。这里根据笔者粗浅认识,设想两种方法用以降低河床,冲沙入海:“活动组合式调水坝,间歇冲淤冲沙入海”、“爆破松动河床,洪水携泥沙入海”,其基本思路、设想效果、依据、实施方案、相关问题等,见设想方案1、2。

2、加道分洪的设想

黄河水虽然说受上中游所修大坝控制,对下游来说,小浪底大坝能防千年一遇洪水,但小浪底以下还有不受控的入黄支流,再者专家也警告,对黄河小浪底工程对下游防洪的作用,不要抱一劳永逸的幻想。做好黄河防洪工作,根据下游防洪工程和河势的现状,一是如前所述做好黄河河道疏浚,提高过水量,二是在发挥现有滞洪区作用的基础上,做好对特大洪水的无害分洪(否则必决堤无疑),也就是在现有工程上加修分洪通道,做到按计划分流,不让黄河自然随机决口。这对于滞洪区以上到郑州的河段,意义更为重大。

分洪作法的基本依据,就是借鉴黄河历史决口,夺海河、淮河入海的事实和根据黄河下游为地上悬河的特点以及具有现代通讯技术发达、计算机技术高速处理数据等技术的支持。设想方法为“连淮河连海河,建广域分洪系统”。对该方法的认识需注意的是仅用于“分洪”,对生态各方面影响是短暂的。具体方案,见设想方案3。

三、实现河道不断流的措施--分季蓄排的设想

黄河下游断流主要是枯水季节没有充裕水源,在这方面有专家学者提出调水方案,这是从根本上解决断流的好方法,但在另一方面,从黄河本身的情况考虑,从黄河“旱涝不均”的角度去考虑,人工控制流量,达到“细水长流”的效果,也是一种解决黄河断流的方法。

水源的建造就是修水库,但黄河在下游为平原河流,在河道上修筑水利枢纽会影响防洪,这已经被实践所证实;在河流外修筑大水库,经济损失大,也是得不偿失。因此,利用黄河两岸大堤间距较大,河道本身有一定的贮水量,在河道上修筑若干季节性拦水坝,在丰水期架起拦水坝,贮存一定的水量供枯水期调用,在汛期将拦水坝拆除,以保证洪水通过。拦水坝是季节性的,在建筑材料和建筑方法上,要不同于一般的水坝,要便于拆装,如橡胶等。以此,设想了“用候鸟式水坝,治季节性断流”的方法,详情见设想方案4。

四、具体设想方案

设想方案1:

活动组合式调水坝,间歇冲淤冲沙入海

——治理目标“河床不抬高,堤防不决口”

1.基本思路

1.1黄河河床随大堤的升高而自然淤高,但黄河大堤不可能无止境增高。

1.2黄河改道,会产生新的低河床,但目前黄河下游经济已较发达,改道位置难定。再者除改道后的经济损失外,原防洪设施报废。

1.3用活动组合式调水坝,对所控制河槽在有利时机冲刷,降低河床高度,拓宽河槽宽度,增大过水量。在冲淤过程中,已冲刷的河床不产生新的淤积,克服了固定调水坝下游有淤积的现象。

2.设想效果

在主河槽上布置活动式调水坝(如橡胶坝②、玻璃钢坝等),随要求调整不同方向上的水流量,利用水的冲力冲走淤沙,形成较宽、较稳定的深河槽,增大河道过水量;并利用高含沙量洪水能塑造窄深河槽 ③,利用洪水期来保持窄深河槽,以利于高含沙洪水的长距离输送。为汛期洪水通过形成顺畅河道。

3.基本依据

3.1控导工程可使河水沿控导方向流动,冲刷形成新河槽,但随着新河槽的形成,控导调水坝下游的河槽产生了淤积,主河槽保持基本相同宽度(所知崔家控导工程有此现象)。保持要冲刷河槽在冲刷一边时,另一边不成死水区,不产生新淤积。

3.2非土石坝(如橡胶坝 ②)可以任意升降调整。

3.3保持窄深河槽有利于高含沙洪水输送 ③。

4.实施方案

4.1在设计的主河槽位置,设置组合式调水坝,每节坝体10 m左右,每节坝体可绕一端向下游成不同的角度旋转(可经计算定于固定角度,如:一次变30度),各节首尾相连方向,延向下游,与主冲河槽一致。首尾相接时与一般调水坝相同;每节坝体迎水面,可设计为利于水力集中冲刷河床的曲面。

4.2三种冲淤方式:

A 、坝首、坝中与坝尾可以集中向一端调水(集中冲刷一岸淤沙)。

B 、可分主冲区与副冲区,两者冲沙方向不同,主冲区拦水量大,副冲区拦水量小,副冲区用以保证主冲区调水过程中,其下首背水面不成死水,减少其淤积量。

C、 也可根据情况形成扇面过水状态。

4.3沿下游河道根据河势,每10 km 左右建一处(或依河势定)调水坝,形成接力式,经强力调水后使河水沿直线河道走,形成固定河槽。另外,在固定调水坝之间,可利用挖泥船(国家“百船工程”现已经为大江河疏浚建造成若干艘并使用),拖动并安置游动式活动调水坝,作局部重点冲刷。

4.4为满足形成窄深河槽,又要加大过流量,根据情况可布成枢纽状,形成多条河槽,交替冲刷。不冲的河槽上首具有关闭功能,下首设置塑料纺织的网帘,以阻止浑水回流淤积②。也可按逐渐浸蚀方法达到河床整体降低。

4.5分段(如100 km)从上游至下游依次按设计试验结果修建,以免不确定因素使得上游调水后,下游所建工程偏移河槽。

5.相关问题

5.1河槽预计冲刷深度的确定:以便建设时一次把固定埋件预理到位。下游河床一般高出背堤地面3—5 m。④要考虑将来使河床低于堤外地面。

5.2现有险工及控导工程利用。重新规划设计主水槽位置,可利用现有工程,在此基础上附加移动式调水坝。实施接力式调水方案中,要注意到减轻现存险工的危险性。

5.3河槽冲深变宽后可能形成的横河、斜河的预防问题 ⑤。

5.4河槽冲深后,现已建引黄工程的利用问题和现有险工基础加固问题。

设想方案2:

爆破松动河床,洪水携泥沙入海

——治理目标“河床不抬高,堤防不决口”

1.基本思路

1.1黄河河床在随大堤的升高而不断升高,但黄河大堤不可能无止境升高。

1.2利用汛期或水库放水产生大水的动力,把河床泥沙携带入海。但河床有其固有的平稳性,常规下河床泥沙遭洪水冲刷量有限,所以用爆破法将河床全部松动,或者爆破河床关键部位,破坏其平衡性,为河床松动创造条件,增大河水冲刷力度,从而达到降低河床,增大输水量,使堤防不决口的效果。

2.设想效果

降低河床,提高了现有防洪能力,以保堤防不决口。加速沧海桑田变迁,顺应自然规律,把被动防汛变为疏通。利用水力输沙可减少费用,与现行挖河固堤淤背相比,不但减少耕地占用,又造了新的海边滩涂,更具有长久性。

3.依 据

3.1 河水中具有较大的含沙能力,如黄河水携沙量可达901 kg/m3,保持窄深河槽有利于高含沙洪水的输送 ③;黄河多年平均含沙量为35.0 kg/m3 ⑤,有爆破河床形成浑水的时机与形成高含沙水的空间。

3.2 泥沙在浑水中的沉降速度是与含沙量成反比关系的 ⑥。

4.实施方案

4.1 经试验选好实施时间即汛期与非汛期、水流速的大小、水中来沙量多大时最好。

4.2 从河口处依次向上游,用时差法起爆,按流速计算使水中含沙量均匀且符合最佳输沙效果。

4.3 爆破位置,以河弯处作爆破口,按预定的河道形状进行爆破。

4.4 炸药可在非汛期预理,用定向爆破技术使泥沙爆破后均匀散于水中,也可用水下时时爆破。

5.相关问题

5.1 河口承受大量泥沙的出沙量问题;海潮对海口淤沙的影响或海口改道位置与时间 ⑤ ⑦。

5.2 防止河段堵塞措施⑧。

A、作爆破输沙量及爆破位置与时间统一的研究。

B、一旦出现堵塞现象,疏通措施。

5.3 防止横河、斜河的形成,即主河槽的定位。

设想方案3:

连淮河连海河,建广域分洪系统

—— 治理目标“堤防不决口”

1.基本思路

黄河遇特大洪水要人工分洪,否则,就会自然决口;再者,对大洪水分洪后可减轻以下沿线防洪压力。人工分洪比自然决堤损失要小得多。黄河在下游是地上河,具备向两岸的海河、淮河流域分洪的便利条件,另外,三条河的接壤水域不多,同时发洪水的概率不大。现在气象预报技术、通讯技术和计算机技术的发展,也为科学调水创造了条件,不会出现顾此失彼的现象。

2.设想效果

在黄河两岸大堤上修筑若干排泄一定水量的溢流口或分洪口,可加闸门控制,根据水情预报结果,适时启动闸门进行分洪,通过加修的分水通道进入淮河、海河等支流。

3.依据

3.1 黄河在历史上曾向海河、淮河等流域决过口;黄河在下游相对海河与淮河两流域为地上河。

3.2 气象预报能准确预报48小时的天气,水文自动测报系统能及时准确地上报水情。

3.3 计算机能及时算出、模拟出所需知地区的水情,能提供防洪决策所需情报。

4.实施方案

4.1 根据历史上水情,设计出需分洪量,修建分水口,要考虑利用现有的引黄灌溉设施。

4.2 分水通道的修建:向最近的天然河道修筑引水渠,利用引黄渠道时,设计合适的入河位置。

4.3 老支流河道输水能力的整治:一是疏浚,二是在离河道一定距离处修筑滞洪堤,其性能就是满足黄河分洪需要,以保证与设计的分洪量匹配。也可按老支流河道输水能力确定分洪口的大小。

4.4 防汛测报系统的建立:黄河防汛测报系统与海河、淮河的测报系统连接,并增建必要的水情测量站。建立防洪地理信息系统,对分洪的必要性,对分洪量、分洪时间、分洪位置,能及时做出科学的分析。

4.5 对南水北调中线、东线工程的利用:在穿黄工程附近,设计与黄河相连接的水道,保证黄河水向调水线路中能输送一定的水量,也可用于非汛期反向向黄河输水。输水线路增设防止向穿黄隧道灌水的设施,以免造成淤泥沙堵塞,在黄河以北调水线路上,遇较大河流时增设分洪排水口,以增大分洪的机动性。

5.相关问题

5.1 准备利用的支流河道水文资料的收集和河势的测量。

5.2黄河与淮河、海河流域发生洪水的相关性的研究。

设想方案4:

用候鸟式水坝,治季节性断流

——治理目标“河道不断流,河床不抬高”

1.基本思路

1.1水坝在当年汛后(或汛末)架起,在来年汛前拆除,这样的水坝是季节性水坝,趣称候鸟坝。(自定义)

1.2黄河下游断流主要是枯水季节没有充裕水源,但建永久性水利枢纽,在汛期发洪水时,不能提供输水通道,再者,高含沙洪水在库区的淤积,也令有限的库容和大堤的防洪能力承受不了。若能建立活动式拦水坝,在低含沙量时的丰水期蓄水,供枯水季调节使用,在汛前排空水库,拆除坝体,复原河道以利防洪。这样用季节性水坝-候鸟坝,既治理了季节性断流,又不影响防洪。

1.3黄河下游水量可由小浪底水利枢纽进行调节,可为拦水坝架设创造一定的条件。

2.设想效果

2.1在黄河下游,修若干低于大堤高度的活动式拦水坝-候鸟坝,在丰水期将低含沙量的总来水的1/3(约60亿m3)⑤存贮,作为调节用水,以保证黄河一定的流量。候鸟坝像候鸟一样,汛后来,汛前走。

2.2沿河阶梯式修筑水坝,多级蓄积水能以增强河水对河床的冲刷能力;在每个坝上,根据情况确定溢流口和排水口位置,达到对整个河床各部位都具有重点冲刷的可能,以降低河床高度,增大人工控制主河槽位置的能力。

3.实施方案

3.1建坝材料与坝型:选用轻型建材,如橡胶②、玻璃钢等来做坝身,整个坝身为组合式,坝基为固定的钢筋混凝土结构,设置有固定坝身的装置;另外包含用于固定坝身的上拉下戗的有关建筑。主河槽处设常设溢流口和调水口。重点冲刷河槽处也可建成固定的船闸式闸门,用非提升式闸门以便在汛期开启后减小挡水量。

3.2坝身的安装与拆除:一是可设计为地面导轨与高架导轨,配合起吊架进行工作,水中部分使用高架导轨,陆地部分用地面导轨。二是可建成桥礅式起落架,坝身落下为坝,升起成桥(与大堤顶平)。

3.3坝址位置:可按每隔50 km建一座,也可根据河势与大堤间宽度而定; 可利用1954年后所定的黄河下游河段的12个枢纽位置④,并考虑现实的经济需要。入海口处要考虑接受大量泥沙,要改道等问题 ⑤ ⑦ ,至少修在入海口50 km以上。则者,至河尾部单用于防止断流,坝的意义已不大。

3.4蓄水与排水:一是总的蓄、排水安排,蓄水先从上游开始,排水先从下游排水,以保证与防洪的衔接。也可经计算联合排水,以增强河道冲刷效果。二是每个坝位的排水,按试验结果,设计出冲刷主河槽排水,或冲刷一般河床排水的排水位置、时间和排水量,使具有增加冲淤量,降低河床的效果。

4.相关问题

4.1多级坝拦、排水量的组合与冲沙效果的研究。

4.2低坝限期蓄水,在汛期高含沙量、非汛期低含沙量情况下,淤积量与冲刷量的相关性问题研究。

4.3大堤承载蓄水量的能力,与放水后对大堤的影响的研究。

4.4坝基高度的确定,应考虑河床将来降低后的高程面。从长远看,降低河床高度,增大过水量是黄河下游防洪的根本。

五、结束语

黄河下游治理是个系统工程,按自然辩证法的系统观点,它既自成系统,又存在于黄河、淮河、海河这个较大的水利系统中;系统中整体与部分、稳定与涨落是两种矛盾关系,矛盾的对立统一实现于一定的条件之下。黄河的河床抬高等现状是一种不利于人类的系统状态,它是黄河系统在现实条件下的一种客观反映。我们治理黄河要从整体和部分去认识其规律性,既要扬长避短,又要创造条件,破坏其不利的状态结构,使其状态向有利于人类的方向发展。“拓深河床,加道分洪,分季蓄排” ,是从黄河的现实情况出发考虑的设想措施,“连淮河连海河,建广域分洪系统”的方法是从大的系统方面考虑的方案,“活动组合式调水坝,间歇冲淤冲沙入海”、“爆破松动河床,洪水携泥沙入海”、“用候鸟式水坝,治季节性断流”的方法,是从黄河下游自身系统结构方面考虑的方案,这些方案是一种初步方案,但可提供一种治黄思路;治理黄河在落实治黄方针时,要从现实出发,利用现代科学技术,深入细化,拓宽思路,从整体和局部来考虑实现新时期的治黄目标。

参考文献:

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3.齐璞 赵业安 樊左英 .1977年黄河下游高含沙洪水的输移与演变分析. 水电部黄委会,获奖科技成果选编,1985—1986 :总18—21

4.黄委会 勘测规划设计院编. 黄河勘测志. 郑州,河南出版社,1993:270,153

5.赵业安 樊贤弟 刘月兰 韩少发等. 黄河下游河道淤积情况及1984年至1985年发展趣势估计. 水电部黄委会,获奖科技成果选编,1985—1986 :总9—10,总7

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7.洪尚池 . 黄河河口地区海岸线变迁情况分析内容简介. 水电部黄委会勘测规划设计院,获奖科技成果选编,1978—1983 :13—15

理想流沙河篇2

1.玛河泥沙概述

1.1 悬移质泥沙总量 根据多年实测之统计,玛河多年平均输沙量289×104吨,输沙率为93.7千克/秒,含沙量为2.46千克/立方米,侵蚀模数636吨/平方千米。

1.2 推移质泥沙的估算 玛河上游各测站均缺少推移质泥沙测验资料,对于推移质的量,一般参照同在玛河流域的巴音沟河推移质泥沙资料进行推求,采用经验公式W移=β・W悬,β值在肯斯瓦特水文站断面取其平均值0.158,由此推算肯斯瓦特水文站断面多年平均推移质输沙量为45.7×104吨。

2.玛纳斯河采沙现状

2.1 河道采沙监管的组织形式 新水法颁布后,随着采沙管理的重要性越来越受到重视,本着尊重历史、改善现状、统筹兼顾、规范管理、保障发展的原则,在流域统一管理和分级管理相结合的基础上,明确了流域管理机构和地方水行政主管部门的管理职责和义务。自2006年以来玛河流域管理处委托玛河两岸堤防管理单位协同进行各自所承担防洪任务、河段的河道管理工作。内容包括河段管护范围内依法进行工程建设、河道巡查、保护工作及上述河段河道采沙料场的管理工作。河道的行政执法采取联合和独立的方式,重大水事执法工作在流域管理机构统一安排指导下进行。

2.2 河道采沙管理 玛河是一条多沙河流,但采沙主要采取的是推移质泥沙,其总量有限,河道的管理是各自为政、多家分割管理,河道内乱采滥挖乱弃现象严重。为进一步保护河流生命健康,维护河道安全,对玛河实施严格的河道采沙,管理是十分必要的。

2.3 采沙的主要内容及形式 玛河河道两岸采沙企业主要集中在G312国道玛河大桥上下游共30公里左右的河段上,工程建筑用沙,石料是玛河采沙的主要形式,而且建筑沙石料对粒径的要求较高,一般只采取0.25~6cm粒径段的推移质泥沙少量取用15~40厘米卵石,其余粒径段泥沙当作弃料处理。

2.4河道采沙管理实施方案 2005年以来玛河流域管理处做了大量工作,为规范玛河河道采沙保障防洪安全,防止滥采乱挖,充分发挥河道的综合效益,根据国家和地方有关水法律法规及规定,结合玛河河道的实际情况,制定了《新疆玛纳斯河河道采沙管理实施方案》,共四章二十一条,在采沙监督管理、河道保护与防汛等方面进行了明确规定。

3. 河道采沙存在的问题

3.1 对采沙企业的管理不到位 土资源、水利、质监、安监等部门根据各自行业法规均对采沙企业进行依法管理,特别是流域机构与市、县两级水利管理机构协调性差,职责不清。因管理工作量大,人力资源与技术手段不足,管理机构配置与管理工作不相适应,没有进行系统采沙规划和管理,只根据各地实际需求定量批准一定采沙场。

3.2 河道泥沙年补给量有限 玛河两岸各地区因经济迅猛发展对沙石料需求巨大是玛河采沙管理中的主要矛盾。据推算近年玛河年采沙总量为多年平均推移质输沙量的5~6倍。

3.3 采沙方案实施效果差 河流中游存在沙石资源日见匮乏,尽管现有的采沙实施方案成果比较合理,但实施效果差。采沙方式中,中游以采沙为多,采沙区弃石淤积河道现象普遍,不利于河势稳定,保障防洪安全,严重影响涉河工程设施安全,清淤清障任务重,成本高。

3.4 执法不力 执法人员的法制意识和自身素质还不能满足执法的需要,存在着“重收费、轻管理”甚至不管理的思想,造成部分沙厂少批多采,越界多采、超深开采、随意开采。

4. 采沙管理策略分析

4.1 尽快编制玛纳斯河河道采沙规划 综合协调、统筹兼顾上下游、左右岸及相关部门和行业对沙石资源利用和管理的要求;科学合理地进行采沙规划,维护河势稳定,保障防洪安全、供水安全和保护生态环境,促进经济社会可持续发展的顺利完成,为河道采沙实行依法、科学、有序管理奠定基础。

4.2 严格控制年度采沙总量 以河道演变分析和泥沙补给分析的结论为基础并根据上年来水来沙情况,适量适度开采,使河道来沙量基本满足采沙规划提出的年度控制开采量的要求,维持河道总体冲淤平衡。

4.3 坚持与河道工程及河道内其他综合利用相结合,实现互利双赢的原则 按照建设节约型社会的要求,最大限度地将采沙规划与河道治理相结合,结合拦河水库清淤,鼓励破碎石企业生产,减少疏浚弃沙,实现沙石资源利用的最大化。

理想流沙河篇3

钱宁教授是我国泥沙研究领域的先驱,也是国际上著名的泥沙专家。2012年12月4日,是钱宁教授诞辰90周年,有关部门在北京召开纪念座谈会,全国政协原副主席、中国工程院院士钱正英,水利部部长陈雷、清华大学党委书记胡和平等出席座谈会并讲话。大家怀着崇敬之情,深切怀念这位为中国大江大河治理作出巨大贡献的水利科学家和教育家。

洋博士的泥沙梦

钱宁出生于1922年,1939年高中毕业后,钱宁报考了重庆中央大学土木工程系。在大学里,教授们讲授黄河历史上的灾害给钱宁留下了深刻的印象。直到20世纪40年代,研究黄河泥沙问题的权威竟是一位外国学者,这大大地激发出钱宁的责任感。为实现他“治理祖国江河”的梦想,1947年,钱宁远渡重洋,赴美留学。他先就读于美国衣阿华大学水利系,在流体力学权威亨特·劳斯教授的指导下获得了硕士学位;后又转柏克莱加州大学学习泥沙专业,从师于著名的物理学家爱因斯坦之子、国际泥沙权威之一H·A·爱因斯坦教授。在小爱因斯坦的悉心培养下,他刻苦钻研,于1951年取得了博士学位。他们联名发表过多篇学术论文,其中有些结论被许多国家的泥沙学者所引用,他们提出的动床泥沙模拟试验方法被称作“爱因斯坦—钱宁方法”。小爱因斯坦夸赞说,钱宁是他最出色的学生。30岁刚刚出头的钱宁,初步奠定了他在国际泥沙界的学术地位。可是,这位青年学者深知黄河是世界上含沙量最大的河流,美国哪有含沙量像黄河这样多的河流,美国哪有急需治理的江河;而祖国河流泥沙问题严重,最需要去研究、去治理,所以早在加州大学泥沙实验室从事研究工作时,他就暗暗立下誓愿:早日学成归来,报效祖国。

新中国成立后,钱宁毅然放弃了在美国优越的工作和生活条件,怀揣着他的泥沙梦,克服重重困难,冲破阻力,于1955年6月回到了祖国。钱宁回国后于同年9月就担任了中国科学院水工研究室的研究员。为了实现他的泥沙梦,同年11月他就深入黄河一线现场考察,12月4日,在黄河秦厂水文站度过了33岁生日。他在日记中写道:“那天晚上,月华如洗,在床上仿佛依稀听到黄河涛声。想到自己终于来到了黄河之滨,今后也有可能为黄河做点工作,不禁心潮澎湃,久久不能入眠。”从这时起,他就将自己的终生同世界上这条含沙量最多的河流连在了一起,为实现泥沙梦找到了用武之地。

钱宁的胸中装着一幅宏伟的蓝图,他要把自己的知识奉献给黄河、长江,也热望着建设起一个世界一流的泥沙实验室,培养出一支高水平的泥沙研究队伍。他经常说,中国有那么多的泥沙问题,为我们提供了广阔的用武之地;中国有那么众多的、各种类型的河流,而且在不少的河流上修建了水库,发生着剧烈而迅速的河床演变,为我们更快、更全面地掌握河床演变规律提供了客观基础;中国重视野外观测,像中国这样积蓄丰富、完整的泥沙观测资料在世界上还没有。他还说,有着像黄河这样河流的中国,理应在泥沙研究领域里走在世界的前列。1958年,随着三门峡工程的兴建,黄河下游河道治理出现了一系列新的问题。钱宁受水利水电科学院的委派,带领河渠研究所郑州工作组与黄河水利委员会科研所协作,参加黄河下游研究组的领导工作。钱宁终于获得了亲自参加治理黄河的实践机会,从此,他与黄河、与泥沙更紧密地连在了一起。

正当他意气风发地努力拼搏,为探索解决三门峡工程和黄河流域的泥沙问题而奋斗之时,“”风暴袭来。他被戴上了“反动学术权威”、“敌特嫌疑”的帽子,被关进“牛棚”,剥夺了工作的权利。不能再搞业务,不能继续自己最热爱的泥沙研究,他痛苦不堪。后来他被下放到水利部河南干校、山西忻县长达数年。“”中期,修建中的葛洲坝枢纽被迫停工,重新审查泥沙问题。在的过问下,1973年钱宁调到清华大学三门峡办学基地。在清华三门峡基地,钱宁指导师生修建起长达400多米的河道泥沙模型,研究葛洲坝水库回水变动区的泥沙冲淤情况和治理措施。当三门峡基地准备撤回北京时,他说服学校和教育部领导,在清华大学建立泥沙研究室,以适应今后国家急需的江河泥沙研究。同时,逐个与教师谈话,动员他们留在泥沙研究室工作。回校以后,他担任泥沙研究室主任,一面继续承担研究任务,一面组织教师学习,补充必要的知识,同时,征得水利部和国家科委的资助,在清华园建设规模宏大、设备先进的泥沙实验室,为全面深入地开展泥沙研究打下了坚实的基础。

黄河是他研究泥沙的主战场

钱宁1955年6月从美国回国后,就与黄河结下了不解之缘。从1955年至1966年的11年中,他年年都在黄河上考察、参加学术研讨会或参与黄河规划和工程审查,直到1966年“”爆发,他才被迫离开黄河被下放到农村。1973年,在中央领导的关怀下,他被调任清华大学三门峡基地才又重新接触黄河,在艰难的处境中继续研究黄河泥沙,为黄河治理开发出谋献策。6年之后的1979年,在郑州参加黄河中下游治理学术研讨会时,钱宁发现自己患了癌症才回北京治疗。在这17年中,他把黄河作为研究泥沙的主战场,在艰苦的条件下,他默默无闻地迎难而上,把自己的学识、智慧和精力全部倾注到黄河上,以身作则,深入实际,探索实践,求真务实,团结同志,同甘共苦,奋力拼搏,培养带出了一批业务骨干,在泥沙研究中取得了重大突破,为黄河治理及中国大江大河的治理作出了重大贡献。

一位当年同钱宁结识较深的黄河泥沙专家介绍说,1959年,钱宁在黄河水利委员会协助工作期间,有一天,河南河务局邀请他去看郑州花园口黄河滩地施工中挖出的一座唐墓。他去的目的是想比较墓碑基座的高程和黄河现有河床的高程,希图推算从唐朝到现在花园口一带到底淤积了多少泥沙。从挖出的基坑立面上清楚地看到了历史时期淤积下来的这部分泥沙要比黄河河床面上的泥沙粗得多。这一现象引起了钱宁的极大注意。回郑州后,他就广泛收集各处河床钻孔资料,发现淤积在河床深处的泥沙果真都比表层的泥沙粗。通过科学计算,这部分泥沙绝大部分都是粒径大于0.05毫米的颗粒,他就将其称之为“粗泥沙”。按照20世纪50年代的水文资料统计,多年平均粗泥沙量3亿~4亿吨,占黄河下游总输沙量的1/4。这样看来,防止黄河下游泥沙淤积恶化,主要应控制这部分泥沙。那么黄河中游黄土高原的水土流失区,是否会存在一个比较集中的粗泥沙区可以作为水土保持工作的重点,便成了一个亟待查明的关键性研究课题。1962年第二次制订黄河规划时,钱宁又来到黄委工作了好长时间,为了进一步探明黄河中游粗泥沙来源分布区,他亲自带领科研人员深入黄河中游现场调查各地地表物质的组成。通过资料分析和现场调查,弄清楚了黄河中游产沙最多的地区(输沙模数大于每平方公里1万吨)有三大片,即晋陕支流区、广义的白于山河源区和六盘山河源区。在这三片多沙区中,只有前两片同时是粗沙区,后一片的泥较细。这样,一方面明确了为害黄河下游的主要是粗泥沙,另一方面又查清了在黄河中游确实存在粗泥较集中的产沙区。这项研究取得了初步成果。但是淤积在黄河下游的粗泥沙是否确实来自粗泥沙产沙区呢?还需要作进一步论证。当钱宁着手进行这方面的研究工作时,“”爆发,研究工作被迫停止了。

1973年在中央领导的关怀下,钱宁从被下放的农村调到清华大学三门峡基地工作后,他又参与了黄河规划工作,又有机会两次到黄河中游考察,他几乎把所有的支流都跑遍了,对黄土高原水土流失区有了较全面的认识。与此同时,他组织力量对三门峡水库19年内黄河下游103次洪峰逐个进行分析,一方面查明每个洪峰通过黄河下游后,在河道中究竟造成了多少冲刷和淤积,另一方面又利用黄河中游大量水文网站的资料,看看这个洪峰是从哪里产出的。分析结果表明,在103次洪峰中有13次洪峰来自粗泥沙产沙区,占总洪峰数的12.6%,但在黄河下游河道中造成的淤积量却占全部洪峰总淤积量的59.8%。这样,中间环节终于被扣起来了。最后得出的结论是:在黄土高原48万平方公里的水土流失区中,有80%的粗泥沙来自10万平方千米,其中5万平方千米的产沙量就占到粗泥沙来沙量的50%,这5万~10万平方千米,应该作为水土保持工作的重点。这是钱宁在黄河泥沙研究中的一个重大突破。这项研究成果获1982年国家自然科学奖二等奖。

这位资深黄河泥沙专家曾动情地说,钱宁在黄河泥沙研究中,从不满足现状和对事物的表面了解,十分重视实践和理论相结合,在实践中探寻“理论生长点”,深入研究事物所揭示的本质和内在的规律,不断开拓新的研究领域。在进行黄河下游河床演变研究中,他科学地总结了黄河下游的演变规律,写出了《黄河下游河床演变》专著。在他的领导下,开展了由研究黄河泥沙运动特殊规律引发出来的高含沙水流的运动规律的研究,短短几年内便取得了迅速发展,并引起了国际学术界的高度关注,推动了这项研究工作的深入发展,取得了新的研究成果。

生命不息 奋斗不止

自1979年钱宁患癌症回北京住院治疗后,就很少有机会再到黄河上考察研究。面对这突如其来的不治之症,对他是一个极大的打击。有人曾把泥作是黄河的不治之症,正当钱宁潜心研究如何破解黄河的不治之症时,自己则身患了不治之症,心中之痛苦难以言表。他知道自己的余日不多了,就一面积极配合医生治疗,一面争分夺秒拼命地工作,尽快完成自己未竟的事业。

钱宁的主治大夫回忆说,钱宁的病经检查确诊为恶性较高的左侧肾癌,先后7次住院,进行了3个疗程的放射性治疗,5个疗程的化学药物治疗,又动过一次腹部大手术。他顽强地渡过了一次次难关,忍受了种种痛苦,勇敢地接受了各种方式的治疗,其间还不停地思考和工作,表现出了非凡的毅力。

清华大学的一位老教授回忆说,钱宁勤奋好学,令人敬佩!他在住院期间也没有中断学习,我去看望他时,在病房发现他正在阅读一本当时新出版的Hinze的巨著《紊动》一书中有关槽流动中猝发现象的论述,他提醒我说,由于发现了猝发现象,许多泥沙运动的模型和理论就要从头搞起了。他的话让我深受感动,一位身患重病的人还这样勤奋学习,汲取新的知识,真值得我们健康的人急起直追!

清华大学的一位老领导回忆说,钱宁一直关注着长江三峡工程的建设,在死神一步步逼近他的时候,他仍在考虑三峡的泥沙问题。他说三峡工程是国家大事,希望大家把工作做好做扎实。1983年,长江三峡枢纽建设问题上有不少争议,长江三峡的可行性研究中,泥沙是一个极为重要的技术问题,他孜孜不倦地进行研究,抱病去武汉参加研讨会,他说,这是关键时刻,我们一定要为党中央分忧。在住院最后阶段,还发表了有关三峡泥沙的论文。他的敬业精神感人至深。

钱宁的一位学生回忆说,当得知自己身患绝症时,他说“老天爷要能再给我5年时间,我可以把清华这支泥沙队伍带起来,也可以把几本书写出来了。”他对待癌症的坦然态度极少有人可以与之相比。他积极配合治疗,拼命工作,最大限度地利用最后时间的一分一秒。在病床上,只要眼睛还能看,手还能写,还能翻书,他就从来没有停止过思考、写作和阅读。一些最新期刊的文章,都是他首先注意并提醒我们要关心。身边的亲人起初总是劝阻他看书写作,后来慢慢理解了他,只有这样才能减轻病魔缠身的痛苦,也就不再劝阻他了。当他再也没有力气翻书看书了,就听一听看望他的同志谈工作、谈泥沙、谈试验、谈论文,这也就成了他的一种特殊享受。每当这时,他那瘦得变了形的脸庞上才不时地显露出由衷的笑容。

钱宁对黄河的关注更令人难忘。1985年,钱宁在病中用颤抖的手写下了《“黄学”研究前景广阔》一文。文中说“世界任何一条河流也没有像黄河那样保存有如此浩瀚的历史背景材料,这是祖先传给我们的一份珍贵遗产。要充分利用近代科学的知识进行归纳和阐释,把它总结提高到哲学的高度。黄河泥沙之多是举世闻名的,正是由于这一点,使黄河从坡面到沟道到河流到河口,都有一系列的特殊性。黄河这些独特的性质,一方面为开展科学研究创造了得天独厚的条件,另一方面阐明了这些特点的物理本性,将大大推动科学的发展。”在文章中钱宁特别强调指出:“在人文科学领域里,由于曹雪芹的不朽名著《红楼梦》,激发起几代人的兴趣,出现了一门脍炙人口的‘红学’。如果在自然科学领域里,大家都来研究黄河,形成一门‘黄学’,可与‘红学’相媲美。”

钱宁在生命垂危之际,依然关注黄河,号召人们研究黄河,使黄河研究升华为“黄学”研究,表现了崇高的理想追求,鼓人志气,催人奋进,令人崇敬!

1986年12月6日凌晨4时30分,钱宁的心脏停止了跳动;12月12日,钱宁遗体告别仪式在北京八宝山革命公墓礼堂举行;12月22日,由钱宁夫人龚维瑶、长子钱心毅、胞弟钱理群及黄委的好友等,在郑州花园口将钱宁的部分骨灰撒入了黄河。

理想流沙河篇4

三门峡工程的起因

1954年4月,国家计委决定成立黄河规划委员会,在苏联专家的指导下,编制黄河流域规划,中央决定将三门峡枢纽大坝和水电站委托苏联设计。苏联专家参与设计的三门峡枢纽大坝和水电站的《规划报告》,于同年底出台,仅用了8个月的时间。纸面上的规划令人兴奋:三门峡水库将蓄水至350米高度,总库容360亿立方米,设计允许泄量8000立方米每秒,黄河下游洪水威胁将全部解除;由于巨大库容可以大量拦蓄上游来沙,从此经水坝泄出的黄河水将是清水,清水冲刷下游河床,最终将黄河这条“地上河”变成“地下河”――千年未解的治黄难题将毕功于此役。此外,巨大的灌溉、发电、下游航运等综合效益前景,也令人惊喜。

1955年,水利部召集专家学者讨论这一计划。7月,全国人大一届二次会议全票通过了《关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合规划的报告》。1956年4月,苏联专家进一步完成了《三门峡工程设计要点》,建议水库的正常水位360米,比《规划报告》中的350米高出10米。这意味着必须淹没农田333万亩,移民90万,远远超过350米规划中的60万移民。此时,学识渊博、治学严谨的黄万里郑重地向黄河流域规划委员会提出《对于黄河三门峡水库现行规划方法的意见》,要点为:一是水库的规划违背了水流必然趋向挟带一定泥沙的自然原理。即使上游水土保持良好,清水在各级支流里仍将冲刷河床而变成浑水,最后仍将泥沙淤积在水库的上游边缘。在坝下游,出库的清水又会加大冲刷河岸的力度,使下游的防护发生困难。因此,黄河的水不可能变清,也没有必要变清;二是筑坝的有利方面是调节水流,有害方面是破坏河沙的自然运行。在库上游边缘附近,由于泥沙淤淀下来而不前进,那里的洪水水位将提高。可以想见,毋须等到水库淤满,今日下游的洪水他年必将在上游出现;三是河流坡面上的水土应设法尽量保持在原地,但对已经流入河槽里的泥沙却相反地应该要督促他们继续顺水流下去。这才是人们了解了自然规律而去限制利用它,却不是改变它的正确措施。认识了必须让河槽内泥沙向下运行的自然规律,如果修了水库,设法刷沙出库就必然成为河沙问题的研究方向。而无论采取什么措施刷沙出库,均要求在坝底留有容量相当大的泄水洞,以免他年觉悟到需要刷沙时重新在坝底开洞。

可叹的是,这种呼声被漠视了。1957年6月10日~24日,由总理主持,水利部召集70名学者和工程师在北京饭店召开“三门峡水利枢纽讨论会”,给苏联专家的方案提意见,谈看法;给两个月前正式开工的三门峡工程出主意,想办法。准确地说,参加这次会议的所有专家学者,除了温善章提出改修低坝水库和滞洪排沙的方案外,大部分人不说话,其余的人异口同声地认为三门峡大坝建成后,黄河就要清水长流了。黄万里自感人微言轻,认为“一定要修,请别将河底的施工排水洞堵死,以便他年觉悟到需要冲刷泥沙时,也好重新在这里开洞。”最后这一条与会者全都同意了,也得到了国务院的批准,但现场主持施工的“水利专家”仍按苏联专家原设计将6个施工泄水洞全部堵死。

三门峡工程的结局

1958年11月25日,三门峡工程完成对黄河的截流!1960年6月,坝筑到了340米,已能够拦洪。同年9月,实现关闸蓄水拦沙。1961年2月9日,当坝前水位达332.58米(尚未到设计高度)的时候,泥沙淤积就迅速发展;同时,原来设想得比较简单乐观的移民也遇到了困难,工程实际上已无法按原设想进展。4月,大坝筑到了计划高程353米。1961年下半年,15亿吨泥沙全部铺在了从潼关到三门峡的河道里,潼关的河道抬高,渭水河口形成拦门沙,渭河航运窒息,渭河平原地下水位上升,弄得从无水患的渭河两岸也不得不修起了防洪堤。而关中平原的地下水无法排泄,田地迅速出现盐碱化甚至沼泽化,粮食因此减产。这一年,潼关以上的黄河、渭河大淤成灾。

1962年3月,水库内的淤积已经开始迅速发展,潼关河床在一年半的时间内暴长4.5米,成了名副其实的“悬河”。最糟糕的问题是,河床的“翘尾巴”――即泥沙淤积向上游延伸,严重危害着关中平原的安全,已威胁到以西安为中心的工业基地。水电部不得不在郑州召开会议,将美妙的“黄河清”暂时放在一边,而把三门峡水库的运用方式由当初定的“拦蓄上游全部来沙”改为“滞洪排沙”。水位不得不降低。而失去了大水头,第一台15万千瓦的发电机组披红挂彩地发电不足一个月,便丧失了用武之地,只好改装5万千瓦小机组。同时耗费惊人的人力、物力、财力打通排水洞,以泄泥沙。如此一折腾,不下百亿元投进水库“打水漂”。运用方式作了180度大转弯之后,淤积有所减缓,但因泄水底洞底槛高,泄流量还是太小,“翘尾巴”淤积继续向上游发展,造成渭河、洛河、黄河淤积连锁反应。

1966年,库内淤积泥沙已达34亿立方米,占库容44.4%。三门峡水库已成死库。

1968年,第一期改建刚刚结束,第二次改建就于1969年接踵而至,所有的争论至此已经变得毫无意义,“防止下游千年一遇的洪水”不再提,变成了“确保西安,确保下游”,气魄不那么雄伟的“合理防洪、排沙放淤、径流发电”得到确认,只能将当年黄万里主张保留以备将来排沙却在施工时被堵死的施工导流底孔打开,从1号孔到8号孔,每一个耗资1000万元,又将1~5号机组进水口高度由300米降到287米,泄洪排沙。此时的三门峡水利枢纽,距离当初激情规划的巨大综合效益,已经大打折扣:由于水位的一再调低,发电效益已由最初设计的90万千瓦机组年发电46亿度下降到二期改建后的25万千瓦机组年发电不足10亿度;灌溉能力也随之减弱;为下游拦蓄泥沙实现黄河清与地下河的设想,也随着大坝上的孔洞接连开通而作废;发展下游航运,更是因为黄河遭遇长年枯水而无法实现。第二次改建花了两年半的时间,以坝身百孔千疮外加旁边还有两条导管的代价,暂时解决了三门峡大坝的泄流排沙能力问题。按照一些水利专家的看法,原指望带来黄河清水长流的三门峡工程,已经水库不是水库,电站不像电站,成了个“四不像”。

三门峡工程的直接结果,是对黄河河流生态环境、特别是中下游流域生态环境的严重破坏:黄河三门峡至潼关的淤积泥沙至今没有解决;关中平原50多万亩农田的盐碱化;水库淹没了大量的农田;水库毁掉了文化发祥地的珍贵文化古迹;黄河航运的中断;29万多农民从渭河谷地被迫向宁夏缺水地区移民,其中15万人来回十几次迁移,给他们造成了人生中难以想象的惨剧。三门峡工程直接的经济损失为:高坝当低坝用,工程本身就浪费了大量人力、物力、财力;发电机装机能力只有原来的1/5,发电目标没有达到;高坝低用,防洪目标无法实现;两次改建增加的费用,以及增加的常年运行费用等等。据最保守的估计,这些直接经济损失已经超过三门峡工程的总造价,整个三门峡造成的损失有人估算不下百亿元。

三门峡工程的决策缺陷

苏联境内很少有泥沙量大的河流,他们的专家缺少泥沙河流治理经验,所以他们的整体思路就是蓄水拦沙,认为水土保持能很快生效,进入三门峡的泥沙能很快减少,因此可用三门峡的高坝大库全部拦蓄泥沙,使三门峡下泄清水来刷深黄河下游的河床,从而把黄河一劳永逸地变成地下河。事实证明,这一方案是脱离黄河实际情况的。

大凡错误的决策,劳民伤财,贻害无穷,而通过严谨的科学论证形成的正确决策,则产生福祉,利国利民,它来源于科学知识、科学精神、科学方法和科学的思维方式,而这些正是三门峡工程的决策过程中所严重缺乏的。人们轻信甚至盲从无治沙经验的苏联专家的说法,先入为主地论证工程的可行性,工程存在缺陷后又缺乏有力度的纠正。更要命的是,对反对者的忠告置若罔闻,缺乏实事求是的态度和宽容反对意见的胸怀,造成了权力对科学的排斥和压制。

中外科学史的许多事例都反复证明:科学的真理具有独立于个人或集团利益之外的属性,它往往掌握在少数人手里,黄万里的遭遇再一次印证了这个判断,这就提醒执政者和社会各界必须重视少数人特别是专家学者的“异见”,“另类”的声音或许提供了更广阔的视角或对更多可能性的预见。在这种声音面前审时度势慎重行事只有好处,没有坏处,人为地回避、忽略乃至压制这种声音只有坏处,没有好处。正是黄万里们出于爱国热忱,提出一条条在相关领域有相当分量的反对意见,才能为决策者们提供宏大的视角和多维的思路。我们理当为这种反对声音叫好。

中国自1996年开始实行听证会制度,至今已经十余年了。遗憾的是,中国的听证制度没有取得应有的效果。其中的原因是:听证会不由公正中立机构来主持,使听证会先天不公正;听证会参加者不按程序公正法则产生,使听证会不可能形成符合社会多数人意愿的公正结论等。有鉴于此,在进行重大问题的决策时,一定要汲取这一教训,应委托中立机构主持听证会,并且合理分配参加者人数,确保可能或潜在的利益受损者能够达到一定比例,使决策能够兼顾各方面的利益。

理想流沙河篇5

论文关键词:河道整治;“二级悬河”;黄河口治理;泥沙;水资源;黄河下游

黄河治理特别是黄河下游的治理,历来是中华民族兴国安邦的大事。新中国成立以来,国家对黄河的治理问题十分重视,黄河治理开发也取得了举世瞩目的成就。这不仅促进了整个流域经济的发展,而且也保障了黄淮海平原的安全。但黄河毕竟是世界上治理难度最大的河流,河情十分特殊,目前,黄河洪水尤其是泥沙问题尚未得到有效解决,黄河下游河道行洪能力衰竭,仍存在洪水威胁,水资源供需矛盾日益突出,并且由于社会经济发展用水量挤占下游输沙等生态用水。使环境也趋于恶化。因而,未来黄河下游的治理不仅对带动相关区域经济增长意义重大,而且还关系到国民经济体系的布局。

1必须把握未来水沙变化规律

研究某条冲积河流的演变规律时,首先应搞清来水来沙条件,因为来水来沙条件是塑造河床边界的主要因素。黄河下游河道的河型及其河相关系乃至悬河态势,主要是历史上来水来沙条件形成的。上段宽阔的河漫滩及下段堤距不大的窄河段,基本上能适应当时的水沙条件。

1986年以来,随着黄河上、中游治理开发的进行,下游来水来沙条件发生了变化,来水持续偏枯,大洪水发生几率减小。洪峰流量也显著降低。现在所讲的千年一遇洪水的洪峰流量,是在一定的假定条件下分析出来的,对目前的工程设计有一定借鉴意义,但这方面的论证毕竟不够严密,主要应该把伊河、洛河夹滩地区的滞洪作用及上游工程的影响研究清楚。否则,未来黄河下游防洪及河道整治工作很难在科学的水沙条件下开展。

笔者认为,黄河下游稀遇洪水的洪峰流量可能有所减小,防洪标准也不应过高。世界各国防洪多以实际发生过的历史最大洪水或百年一遇洪水作为防御标准。水利行业以外的人士根据国外的方法,常常对黄河堤防防洪标准及我国常用的洪水频率分析方法提出质疑,认为确定百年一遇洪水流量要有千年的样本,千年一遇洪水流量应有万年的样本。实际上没有那么长的水文资料,确定几百年以上一遇洪水的洪峰流量值,难免受人为影响。但必须承认,未来黄河下游治理所对应的泄洪流量的趋势是减小的。按照水沙条件决定河道边界的认识思路,上游大洪水的洪峰流量减小了,下游自然不需要那么宽的河道,否则,边界条件与水沙条件不相适应,用目前宽河道的堤防直接防洪,必然会出现众多问题,平面上、剖面上都会出现畸形图案,让人们治理的思路也难以清晰,甚至会自相矛盾。例如,一方面主张破除生产堤,甚至对河道整治措施也有怨言,目的不外乎是希望增大洪水的漫滩几率,加强滩槽水沙交换;另一方面又希望通过小浪底水库的调水调沙运用,给下游一个所谓的“有利”水沙条件,减小漫滩几率,显然这两方面存在着矛盾。

从另一个角度讲,人们根据当年三门峡水库运用初期下游河道冲刷的实测资料,大都认为小浪底水库在拦沙期对黄河下游减淤作用巨大。小浪底工程投入运用几年来,在水库已累计淤积泥沙10多亿m的条件下,下游仅冲刷3亿多t(人海泥沙仅1亿t左右),而且还经常出现上冲下淤的不利局面。究其原因,主要是近几年遇到了偏枯的来水条件(来水量只相当于原设计入库水量的一半,年均来沙量仅有3亿多t)。显然,如何用好小浪底水库这张黄河下游治理的“王牌”。其前提是必须研究清楚黄河未来水沙的变化规律。

2黄河下游治理要重视解决水资源不足的问题

黄河下游地区水资源严重短缺,属长期性、区域性、资源性缺水,缓解黄河下游水资源供需矛盾的根本措施是从外流域调水济黄。为增加来水量,需要同淮河流域甚至汉江流域的河流相沟通,尤其是在淮河流域、汉江流域的暴雨期,可将淮河流域、汉江流域无法承受的洪水调入黄河,把黄河下游河道作为淮河及汉江上游各大支流洪水的入海通道。只有将其他流域的灾害水变成黄河下游河道的冲沙、灌溉及生态环境用水,小浪底水库在调水调沙运用时才会有更多的余地和更好的效果,也才能通过现有的下游引黄工程,包括引黄济津、引黄入冀、引黄济青工程,向河南、山东、河北等相关地区供水。此外,还可进一步通过河北水系的局部调整接济京津,最大限度实现黄淮海平原的水资源优化配置,把所替代出的输沙用水量再加以分配,尽量考虑黄河中、上游用水,缓解水资源短缺局面,使黄河上、中游地区植被建设维持基本的生态用水量。这类措施对于黄河治理效果最佳,应作为主攻方向,否则,10年甚至20年后,黄河下游的状况将仍旧难以改观。

3加大宽河道整治力度,重点研究“二级悬河”治理对策

黄河下游河道上宽下窄,其中宽河段堤距较宽,最宽达24km,河势游荡多变,经过多年整治,主流摆动幅度大大减小。然而,由于近20年洪水漫滩几率小,泥沙淤槽不淤滩,一些河段“二级悬河”发展迅速,使不少河段“槽高、滩低、堤根洼”的现象更加突出,对两岸防洪的威胁急剧加大。因此,“二级悬河”成因、危害及治理对策应是黄河下游治理的主攻方向。建议在调查“二级悬河”分布部位及分析其形成过程的基础上,通过河工动床模型试验和数学模型计算等手段,预测其演变趋势,判定各级洪水可能发生滚河或顺堤行洪的危害状况,制定相应治理对策。

河道整治是宽河段治理的有效措施之一,需要抓紧整治黄河下游游荡型宽浅河道,尽快建成理想的泄洪输沙通道。河道整治工程还是防洪和防治畸形河势的前沿阵地,只有把这项工作做好,才能减轻大堤的直接压力,防止发生横河、斜河、滚河。2002年7月习城滩万寨渠堤冲决,并经串沟直接逼近大堤,这实际上与河势下挫、工程控导不力有关,如果河道整治工程配套,就可避免这一险情的发生。

所谓的“二级悬河”,实际上是超饱和挟沙水流在已成为悬河的宽河段上,沿固定流路长期造床的必然结果。人们在游荡型多沙河流模型试验中发现,只要滩地空间足够大,即使没有生产堤和护滩工程,在某一时段内也能形成槽底高于滩面平均高程的悬河,若堤外地面低于堤内河床高程,此时即相当于“二级悬河”。这说明在黄河下游上段这种宽河条件下,滩地不可能产生均匀的淤积,即使不修生产堤,不建河道整治工程,由于自然堤逐渐形成(造成滩唇高仰)的原因,大堤内侧的堤河也会存在,堤根还会低洼。

非游荡型模型小河试验表明,超饱和挟沙水流致使滩槽高差减小的速率较大,表面上看流路较稳定,但随着主槽河床抬高,水流逐渐漫溢,出现滩唇和滩地横比降。当槽底比滩面高到一定程度时,即形成了严重的“二级悬河”局面。滩地逐渐出现串沟,又逐渐夺溜改河,最后主河还是“滚”过去了。在黄河下游窄河段也存在这种可能,例如,在山东长清顾小庄一桃园段,黄河溜势往东北方向急转,1958年及1976年洪水期在桃园附近都曾发生过裁弯取直、河势改变的险象。近20年来该河段主槽淤高了2~3m,滩地淤积很少,滩唇普遍高于洼槽2~3m,形成了更为不利的局面,目前的设计洪水位比1958年及1976年最高洪水位高出3m左右。以此为依据,赵业安等专家预测,一旦发生8000~10000m/s的大洪水,洪水很可能撇弯走直,在顾小庄一桃园之间改道,顺着洼槽直冲长清归德镇、长清区城区一带及玉符河右岸睦里闸一北店子大堤,致使部分滩区发生毁灭性灾害,并危及上下游河段的河势变化及防洪安全,进而威胁到济南市新市区的开发。

笔者进行的清水造床第一组试验,选用密度略大于1t/m的塑料沙铺成河床边界,河床可动性强,易形成游荡型小河;只是由于挟沙水流没有处于超饱和状态,因此河床未出现严重堆积,没有形成“二级悬河”。第四组试验与上述第一个组次试验的水沙及河床边界条件相同,只是加上了河道整治工程和一些生产堤。试验结果表明,河道整治工程及生产堤的修建,加快了“二级悬河”的形成速率,同时加重了“悬”的程度。这时小的河槽摆动虽然少了,但又可能不断孕育着大的摆动、大的灾害。

人们最关注东明、长垣等几个“二级悬河”局面严重的河段是否会出现滚河,所以在两岸修了不少防护工程。实际上,在中、上游泥沙尚未得到有效控制的前提下,“二级悬河”的范围会不断扩大,程度也会逐渐加重,造成危害的可能性也将加大,引起的灾情将越来越重,易出险情特别是易滚河的河段也会增多,例如在东坝头以上河段也会出现滚河现象。1996年笔者进行花园口一东坝头河段小浪底水库正常运用后的河势变化预报试验时,曾采用了包括高含沙水流过程的水沙系列。模型中花园口河段淤积严重,主河高程比老滩还高,试验中出现过部分水流在双井工程上首进入支流的不利局面,甚至流量在10000m/s左右时,大河曾从双井工程下首分流进入原阳高滩,最后全部夺溜滚河。多年前这一试验结果说明,这一河段的河势已相当严峻。

“二级悬河”的根治必须同黄土高原的治理及从相关流域调水结合起来,即运用工程手段,改变多沙来源区的侵蚀基准面,拦减泥沙。黄委正大规模修建淤地坝,这是一个机遇。实际上,如果修建“石埂梯田”,也能长期有效地保持水土,中东地区数千年前修筑的这类梯田,现在还发挥着作用。20年前笔者曾设想,如能把黄河下游数万名修防人员抽调一半到中游搞水土保持工作,那么下游治理的压力可能自然减轻;体制上的变化,又会促使本来准备堆放在下游的大量石料上移到黄土高原,减沙入黄效果将会提高,下游河道的危险局面也将必然改观。应该承认,如何通过机构调整把节省出的大量人员划拨到黄河上中游管理局,大规模建设水土保持工程,专治黄河多沙这个症结,也是值得研究的。

4黄河下游宽河道边界应有新的布局

谈“二级悬河”成因时,涉及宽河段这个边界条件。宽河段内广大的滩区,既是行洪区,又是滩区181万群众生活生产的家园,同时也为“二级悬河”的形成提供了空间。鉴于滩区民众完全迁出和完全破除生产堤既不现实,也没必要,并且水沙条件难以在短时间内有根本改善,因此“二级悬河”的治理措施必须在改善宽河道边界条件上做文章。

黄河下游河道治理的图形应该与未来洪水相适应,目前大堤堤距太宽,但又不可能废弃,因此在大堤上还要有目的地修建防护工程,确保万无一失。两岸大堤相当于历史上的遥堤,应成为后方防线;生产堤需要在原基础上对易受主流顶冲部位加以改造,同时使两岸生产堤保持必要的行洪、滞洪宽度。新的生产堤与控导工程相结合,与行洪相适应,可减小生产堤被冲决的可能性,因而该堤一般不需要裹护,而且在有些地方还要预留分洪口,让洪水上滩,以便在滞洪的同时不断淤滩。控导工程与生产堤共同构成了第一道防线,生产堤实际上相当于历史上的缕堤,堤距5km左右,已给大洪水留有足够的空间。由于有控导工程约束河势,因此第一道防线的安全性是历史上的缕堤难以相比的。

因控导工程需要经常防护,故在大堤与控导工程之间需要修路。若将该路的修建标准提高一些,迎水面加以护坡,或在路两旁特别是上游种植一些与水流相适应的灌木,同李殿魁设想的“软约束”类似,这种可用于防汛抢险的路相当于历史上的格堤。滩上的村庄与大堤连接的地方也要修建起格堤作用的道路。有了格堤后就可以有计划地淤滩治滩,遇到超标准洪水时又可分洪、滞洪,使各方面运作的空间增大。

滩地的居民完全搬到黄河大堤以外给国家造成的压力巨大,而且会给群众的生产生活带来新的问题,可行性较差。在这种情况下,应从新的管理体制或模式上下工夫,走可持续发展的道路。例如村台建设,不能不断改建,房屋建筑应制订出“与时俱进”的方案,创造出适应滩面不断淤高的新结构,要研究出专门的框架结构的房屋,一方面可不断加高,另一方面洪水上滩时又可避水。整体来讲,要对宽河道平面形态和滩区房屋结构加以改善,使其既能适应流量越来越小的中常洪水,又能在大洪水到来之时确保黄河安澜和滩区群众安全,走“弹性治河”之路。

5黄河口治理可采取“输,挖、分"并举的方案

对黄河口治理方案应加强研究,笔者认为要围绕3个字做文章,即“输”、“挖”、“分”。

(1)“输”,就是束水攻沙,输沙人海。首先要加强河道整治工程建设,这样可起到束水攻沙的作用,同时要认识到,黄河河口地区来水有限且不断减少,如果不强调借用河口海洋动力,河口会不断延伸、摆动。李殿魁提出的“三约束”理论,特别是巧用海洋动力这一点,对黄河口治理十分重要。数学模型计算发现,人海后泥沙迅速淤积且主要堆积在海岸两侧,只有充分利用河口海洋动力,把刚淤积在近岸的泥沙不断地掀起并输运人海,才可能长期保持河口稳定。近海区束水攻沙要靠特殊的工程控导,若按照李殿魁的双导堤布局思路,以何富荣水力插板技术为依托,也许可以通过科学攻关,找出一个影响拦门沙形成过程和减弱拦门沙的途径。不难想像,双导堤深入海内越远,受海洋动力的作用就越强。

(2)“挖”,主要是挖沙疏浚。挖沙可以抑制河床抬高,稳定深槽流路,也可以消减拦门沙,甚至降低侵蚀基准面。但是要解决堆沙空间,并选出好的挖沙措施。目前河口地区有大量的平原水库,既然建有平原水库,那么在两岸就可以建平原沙库,利用这个空间把挖出来的泥沙储存起来。挖沙疏浚措施中应首选水力冲填的方法,再结合山东黄河河务局研制成功的“汇流集浆器组合系统”,就可远距离输送高含沙水流,这种方案不仅输沙效率高,而且对生态环境的影响较小。同时,把泥沙输送到两岸平原沙库中,相对提高了地面高程,土地盐碱化程度可随之减轻;细颗粒泥沙的增加,也增强了土壤肥力,对当地农业发展有实际意义。

(3)“分”,就是分洪。多年的河口治理实践表明,黄河可以保持独流人海的局面,但对于稀遇洪水,应利用原钓口河流路进行分洪,解决防洪和其他相关问题。目前西河口10000m/s流量相应水位不超过12m,但该标准是在当时的特定历史条件下给出的,目前来看,其约束条件并不十分确切、科学。实际上,出现10000m/s洪水流量的几率很小,且通过分洪(而不是改道)的途径同样能满足西河口相应水位不超过12m的要求。

另外,科学攻关必须依靠科学的手段,因此建议黄河河口大模型试验应及早建设实施。西方发达国家120年前就开展了不少河口治理的模型试验,世界上最早的水工模型就是河口模型,正是由于西方国家河口治理模型等的兴建,才促进了现代水利科技的快速发展。而今在长江、珠江、钱塘江等河流上都做了河口模型试验,黄河口是最复杂的河口,其治理方案更应且必须经过模型试验论证。

理想流沙河篇6

摘要:黄河下游引水灌溉的问题一直是人们关注的焦点,面对泥沙的治理问题,必须有所行动,以利于人的生活。现就相关研究进行简单阐述。

关键词:泥沙;灌溉;防治

黄河下游引黄灌区灌溉事业自50年代初期以来经过40余年的 发展 ,已成为我国最大的连片自流灌区。到90年代初,黄河下游豫、鲁两省共建成万亩以上引黄灌区96处,设计灌溉面积305万hm2,总引水能力3363m3/s。据统计,1958-1990年29年间(1962~1965年停灌),黄河下游引黄灌区共引黄河水2333亿m3,平均年引水80.4亿m3。黄河为举世闻名的多泥沙河流(各月平均含沙量见附表),引水必引沙,据系统 计算 ,29年间共引沙38.65亿t,平均年引沙1.33亿t,约占同期黄河来沙量(花园口站)的11.6%。

黄河泥沙的引进不进加大了灌区运行费用,而且治理不好还会引发灌区土壤沙化、排水河道淤积、土地盐碱化等一系列环境问题,影响灌区的持续发展。泥沙问题是黄河下游引黄灌区存在的主要问题之一。www.133229.cOM

一、泥沙防治利用的主要途径

(一)引水防沙

1、选择合适的取水口位置

黄河下游均为无坝引水。根据水力学原理并结合黄河实际,取水口位置宜选在弯道凹岸,以利用弯道环流创造较好的引水及防沙条件,引水角多在40°~75°之间

2、选择合适的引水时机

一般非汛期含沙量相对较低,而汛期含沙量相对较高。因此,要选择适当的引水时机,避开沙峰引水,在含沙量大时少引水或不引水,而含沙量小时多引水,这样就可以大大减少入渠沙量。

3、防沙工程措施及运用效果

在渠首工程布置已定的情况下,为进一步减少入渠泥沙,特别是相对较粗的底沙进入渠道,根据水流挟沙上小下大的含沙量及粒径垂向分布特点,在许多引水门口设置防沙工程如拦沙潜堰、叠梁闸板、橡胶坝等。据观测,潜堰的防沙效果可达12%,入渠泥沙的粒径也明显减小,叠梁及橡胶坝的防沙效果达20%左右。

(二)渠首集中沉沙

利用沉沙池在渠首是以往引黄灌区处理泥沙的主要措施,其方式包括自流沉沙合扬水沉沙两种。其中自流沉沙又包括一池一用(即一个池建完后再建新池)的自流沉沙合一池多用(沉沙池淤满后通过人工开挖再继续沉沙)的以挖待沉两种形式。截止到1990年底,河南省共规划沉沙池2.74万hm2,已使用84处,总面积0.94万hm2;山东省已用沉沙池面积2.74万hm2。

(三)远距离输沙、分级沉沙

即将渠系泥沙向灌区远处的中下游地区输送,在合适的位置修建沉沙地淤沉泥沙,实行远距离输沙,多级沉沙。由于在渠首集中处理泥沙难度较大,且灌区尚不具备浑水灌溉条件,而灌区中下游又有可供集中沉沙的 自然 条件,故这种方式推广较快,如山东省潘庄灌区在70km的输沙灌渠上修建了3处沉沙地,实行三级沉沙。

(四)渠系输沙减淤

由于下游沿黄地面坡降平缓,引水渠道淤积非常严重。减少淤积的主要技术环节可归纳为四个方面:第一,选用可靠的设计参数,使设计渠道的纵横断面课同时满足输水输沙的要求,在财力许可的情况下尽可能进行衬砌,以提高输水输沙能力;第二,在运行过程中要抓住黄河水位高、含沙量相对较低的有利时机进行调控运用,尽可能利用水流本身的能量减淤;第三,在水流动力无法满足输沙要求时,需采用机械措施辅助输沙。第四,进行人工清淤。

(五)浑水灌溉,输沙入田

80年代以来,随着灌区沉沙条件的变换,部分灌区充分利用地形坡降较大的有利条件,实行浑水灌溉,引黄水沙不经沉沙池直接进入各级渠道和田间,既肥田改土,又减少了渠道淤积,一举两得。目前河南省26处引黄灌区中,有20处采取浑水灌溉方式,山东省也有少数灌区在上游自流区实行浑水灌溉。

(六)泥沙的利用

引黄泥沙的利用主要包括淤改、淤背、加工建材、农民用土等方面。淤改与稻改是利用引黄泥沙改造低洼盐碱荒地的一种方式。到1990年黄河下游共累计淤改土地23.2万hm2,开发稻田面积约12万hm2。另外利用引黄泥沙开发

建筑材料具有范围广、规模小、群众自发的特点,因此受到下游群众的欢迎。

三、当前引黄泥沙治理凸显出的问题

过去几十年来以集中沉沙、集中清淤为主的泥沙处理方式,导致了目前黄河下游引黄泥沙在灌区内以点(沉沙池)、线(灌排渠系)为主的分布状况,使得77.1%的泥沙淤积在沉沙池及灌溉渠系中。进一步分析,淤积在沉沙池、淤改区、骨干渠道的泥沙约占总引沙量的一半以上,而这些区域又多分布在距黄河大堤15km宽的狭长地带内。

从引黄泥沙 科学 处理合资源的合理配置来看,这样的分布结果显然不理想,并且已经带来了许多问题:大量的引黄泥沙在渠首地区集中处理,使该地区泥沙环境容量迅速减小,人为增大了今后泥沙处理的难度;由于集中清淤,沉沙池及骨干渠道两旁堆沙不断增多,不仅占压大量耕地,而且使周围土地沙化、风沙加重;进入排水河道

的泥沙,加重了排水河道的淤积,降低了河道的防洪排涝能力。

四、泥沙治理方式的 发展 趋势

引黄渠首地区自流集中沉沙的优越条件日渐消失。自引黄以来,黄河下游沉沙占地已达5万hm2,加上放淤改土23.2万hm2和稻改12万hm2,其面积已相当可观。这些地区多位于灌区渠首附近,有的灌区渠首地区已修建沉沙池或淤改多次,原来的低洼盐碱地不仅地面已抬高,而且耕作条件已发生了极大变化,若再用来沉沙其代价十分昂贵。所以,渠首地区原来的自流集中沉沙条件正在丧失,集中处理泥沙的形势日趋严峻。

通过对黄河泥沙治理形势的分析,预测今后黄河下游引黄泥沙治理的方式将可能出现以下几种趋势:

第一,浑水灌溉、输沙入田。黄河下游具有可分散处理泥沙的广阔平原。将黄河泥沙尤其是较细颗粒的泥沙分布到田间,既能减轻几种处理泥沙的负担,又能起到良好的改良突然结构、增加土壤肥力的作用,是一种最为 经济 的泥沙处理方式。

第二,渠首以挖待沉、自流沉沙。在渠道比降小、输沙能力低、远距离输沙难度大的灌区以及引黄提水灌区,引入的泥沙大部分仍需要在渠首处理。但渠首地区沉沙用地将会越来越少,修建新沉沙池的难度和费用将日益增大,因此,必将不得不在渠首实行以挖待沉、自流沉沙。

第三,远距离输沙、多级分散沉沙。灌区中下游有可供集中沉沙的 自然 条件。黄河下游沿黄地区属故黄河冲积区,在灌区的中下游地区分布有不少古河道、废河槽、低洼地等适合集中沉沙的场所。所以沿着输沙干渠自上而下修建多出沉沙池实行远距离输沙、多级分散沉沙将成为引黄灌区处理泥沙的又一有效途径。

第四,结合黄河大堤加固处理引黄泥沙。将引黄泥沙处理与黄河大堤淤背相结合,在黄河大堤背后开辟沉沙带,清水退入灌区,逐步抬高黄河北河地面,使黄河河床相对变低,不仅可处理引黄泥沙,而且能淤筑黄河大堤,提高堤防抗洪能力,是泥沙处理的一个新途径。

五、结语

理想流沙河篇7

关键词:调水调沙 冲沙量 洪水资源化 趋势 黄河

黄河是多沙河流,每年从中游携带大量泥沙,一部分淤积在下游沿途平原河道,造成河床抬升,过洪能力变小,洪水威胁两岸。在干流河道修建水库,虽然拦蓄大量泥沙,但同时也造成水库淤积而报废,三门峡水库即是例子,水库建成后,虽然使黄河水变清,但也带来严重问题,三门峡水库因大量泥沙淤积库容逐渐减少,最后不得不进行工程改造,进行调水调沙尝试。小浪底水库建成后进行大规模调水调沙,目的就是通过三门峡水库和小浪底水库联合调度,达到利用少量的泄水,携带淤积在水库的泥沙,排入大海,而不造成沿途淤积,一方面使水库冲淤平衡,另一方面又不造成沿途河道淤积,同时制造人工洪峰过程,改变河道河势,缩小断面宽度,增加深度。

调水调沙,就是在充分考虑黄河下游河道输沙能力的前提下,利用水库的调节库容,对水沙进行有效的控制和调节,适时蓄存或泄放,调整天然水沙过程,使不适应的水沙过程尽可能协调,以便于输送泥沙,从而减轻下游河道淤积,甚至达到冲刷或不淤的效果,实现下游河床不抬高的目的。

黄河特点是“水少沙多、水沙不平衡”,首任黄河水利委员会主任、著名水利专家王化云和他的同事们,在“上拦下排”的治黄方针的基础上比较系统地提出了“调水调沙”的治黄思想。三门峡工程的运用实践中,三门峡水库的建设使“调水调沙”得以实施,2001年小浪底水库正式建成使用,使规模性调水调沙的水库条件具备,而且为调水调沙由理论到实践的飞跃提供了先决条件。

黄河水利委员会主任李国英说:“多年来,治黄人一直在探索通过人工手段,塑造一种人工的理想的水沙关系,利用自然规律改变当前天然不平衡的水沙关系,但这要有两个前提,一是要有大型调节水库,二是运用 现代 化的科技手段。”

2002年7月,利用小浪底水库开展了首次调水调沙试验,至2009年8月,调水调沙历经8年9次。

1.黄河调水调沙

2002年7月,利用小浪底水库开展了首次调水调沙试验:7月4日上午9时,小浪底水库开始按调水调沙方案泄流,7月15日9时出库流量恢复正常,历时共11天。水库平均下泄流量为2740m3/s,出库平均含沙量为12.2kg/m3,下泄总水量26.06亿m3,沙量0.32亿t。7月21日,调水调沙试验流量过程全部入海。经过对实测资料的分析 计算 ,调水调沙试验期间,黄河下游河道净冲刷量为0.362亿t,其中小浪底至艾山河段冲刷0.137亿t,艾山至河口河段冲刷0.225亿t。全下游主槽沿程冲刷1.063亿t,滩地淤积0.701亿t。河道排洪能力得到一定提高。

2003年9月,渭河、伊河、洛河相继出现洪水,洪水分别进入黄河三门峡、小浪底水库、陆浑水库、故县水库,同时沁河也出现洪水。为实现小浪底水库库区减淤及解决水库泄水建筑物闸前淤堵问题,并充分利用小浪底水库至花园口区间较清洪水的输沙能力,在使下游河道发生冲刷或至少不发生大的淤积的要求下,黄河水利委员会开展了基于空间尺度的黄河第二次调水调沙试验。

2002~2004年,黄河防总连续3年成功地进行了调水调沙试验,在此基础上, 2005年调水调沙由试验正式转入生产运用。

2.黄河调水调沙成果

经过8年9次调水调沙,实际历时133天,黄河下游河道主河槽河底向下冲刷,高程平均下降1m左右,经利津站进入大海的泥沙累计3.67亿t,下游主河槽最小平滩流量由2002年首次调水调沙时的1800 m3/s增大到2009年的3880 m3/s,见表1。

2004年进入大海的泥沙最大为6970万t,2008年最小仅为2007万t。但是,小浪底排为自2002年以来历次汛前调水调沙水库排的最大值。此次调水调沙前,小浪底水库入库泥沙5796万t。6月29日18时,小浪底水库人工塑造异重流排沙出库。6月30日12时,高含沙异重流出库,小浪底水库排沙洞出库含沙量高达350kg/m3,此次排沙过程一直持续到7月3日8时,共排沙5165万吨,排高达89%。

3.近年黄河来水来沙与引水引沙特点

3.1来水来沙

黄河下游自2000年不再发生断流。1998年12月14日,国家计委、水利部颁布实施《黄河可供水量年度分配及干流水量调度方案》和《黄河水量调度管理办法》1999年3月1日,根据国家授权,黄河水利委员会发出第一份调水令,黄河干流水量统一调度正式拉开帷幕。1999年10月25日总库容126.5亿m3的黄河小浪底水利枢纽下闸蓄水。2000年实现了自1991年以来黄河首次全年不断流。统计自2000年以来小浪底、花园口、利津水文站的径流量和年输沙量,由于小浪底水利枢纽的建成蓄水蓄沙影响了输沙,小浪底水文站实测输沙率基本上是以汛期和调水调沙期测验,其它月份小浪底发电清水下泄不测输沙率。2003年黄河中游地区渭河发生洪水,该年份为黄河少有的平水年份。2005年黄河源头地区降雨充沛,龙羊峡水库蓄水达到 历史 高水位,黄河下游连续入海流量冲沙水量得到保障,然而入海沙量仍然很低。黄河来水来沙统计,见表2。

3.2引水引沙

黄河下游灌区(包括花园口断面以上)分布于黄河两岸河南、山东两省黄淮海平原。其范围上自河南武陟县白马泉闸,下至山东垦利县五七闸,在大堤上建有以渠首工程型式分为涵闸、扬水站和虹吸等工程100多处,退水入淮河、海河水系。

1950年在山东利津试办綦家嘴引黄放淤闸成功。1952年2月建成人民胜利渠,设计流量55 m3/s。由此到1957试办阶段,1958年大 发展 ,引水量过大造成了严重后果;1962年以后停灌,1965年恢复至到稳定发展阶段。黄河下游沿黄两岸30万亩以上的大型引黄灌区29处,其中河南省10处,山东省19处,如人民胜利渠、位山、潘庄、打鱼张灌区等。

引黄水量主要集中外流域引水,除金堤河文岩渠外其它为外流域引水,黄河干流引水除王庄渠、堤南灌区等属于黄河流域大堤内滩区引水外,其它均为大堤外引水、引水的同时也引沙,由于小浪底水利枢纽的建成蓄水蓄沙影响了引沙量,引沙量2001至2008年年平均只有0.33亿t。

4.黄河调水调沙看法与意见

4.1 调水调沙使河道过流能力提高明显

黄河下游河道主河槽河底向下冲刷,高程平均下降1m,下游主河槽最小平滩流量由2002年首次调水调沙时的1800 m3/s增大到2009年的3880 m3/s。

“96.8”洪水之后,平滩流量从6000m3/s降到2000m3/s左右。2002年,黄河下游出现流量为1800m3/s的洪水,发生漫滩灾情。2003年,黄河河南兰考段洪水流量为2400m3/s,出现重大漫滩灾情,滩区内近12万人被洪水围困。为此,自2002年起,黄委连续进行了五次调水调沙,用“人造洪峰”冲刷下游河道,使下游泥沙淤积状况改善,河道过流能力逐步提升,下游河道得到全面冲刷,主河槽河底向下冲刷高程平均下降1m,最小过流能力从实施前的1800m3/s提高到3810 m3/s,使河道的基本功能逐步得以恢复。

4.2 现行的水利工程无法支撑调水调沙

水库异重流是黄河等高含沙河流特有的水流形式,指高含沙水流进入库区后遇到清水,由于密度差而潜入清水下面形成一股浑水流,并沿库底向坝前行进的现象。掌握异重流演进 规律 ,可在异重流到达水库坝前时,打开冲沙闸门,将高含沙浑水排出库外,减少水库淤积。

小浪底水库人工塑造的高含沙量异重流是调水调沙的重要工作。

2004年7月9日世界水利史上首次人工塑造异重流成功过黄河世界水利史上首次人工塑造的异重流沙峰通过黄河小浪底水库大坝,监测数据表明:异重流出库泥沙厚度高达7米。这宣告黄河第三次调水调沙试验中难度最大、科技含量最高的成果———万家寨、三门峡水库“接力”调水塑造异重流排沙取得成功。

根据九次调水调沙的实践证明,调水调沙作为处理黄河泥沙、维持黄河健康生命的措施是切实有效的。但现状骨干工程存在很大的局限性,万家寨、三门峡水库库容较小,且万家寨水库距小浪底水库较远,调度时不确定因素较多,不能满足人工塑造异重流进行泥沙调节的要求;北干流河段目前尚无一座控制性骨干工程,仅有万家寨水库和天桥水电站,不能满足该河段水沙调控的要求;随着小浪底水库的淤积,小浪底水库单库调水调沙水动力不足的局面已逐步显现。因此,应尽快上马古贤水库,构建完善的黄河中下游水沙调控体系,发挥黄河调水调沙的长期效益。

4.3 调水调沙向生态用水转移

调水调沙对河口三角洲湿地补水,从而向生态用水转移。

2009年第九次黄河调水调沙新闻稿 “黄河调水调沙成效显著” 中,近三分之一的内容是关于生态用水的。2008年黄委首次结合调水调沙,有计划地向河口三角洲湿地实施了人工补水。2009年生态用水调度于6月24日开始向河口15万亩淡水湿地补水,7月3日结束,历时10天,合计向河口15万亩淡水湿地补水1508万立方米,较去年增加152万立方米。黄河水利委员会专门在东营召开调水调沙及生态调度新闻会,就黄河调水调沙过程与效果、生态调度情况等作了介绍,并回答了记者提问。

这次新闻会一方面说明近两年黄河没有大的来水,只有调水调沙期的水量才能达到能够对湿地补水水量,同时也说明调水调沙达到这种程度时遇到的不可逾越的难度和新问题。

4.4 尝试利用洪水进行调水调沙

2003年9月 历史 罕见的黄河秋汛中,渭河、伊河、洛河相继出现洪水, 通过“四库联调”,开展了基于空间尺度的黄河第二次调水调沙试验。以及2006年当年的第二次调水调沙,都是基于洪水过程的调水调沙。

黄河调水调沙作用随着河道主槽的冲刷作用有所降低,调水调沙冲沙能力的局限性,是否有其它途径强力推进黄河输沙入海,利用中常洪水与中小洪水调水调沙的将是以后可以考虑的课题。

试验已经证明,利用水库调水调沙,将不协调的水沙关系调节为相协调的水沙关系,是有利于输沙入海、减轻下游河道淤积甚至冲刷下游河道的有效途径之一。今后,如何积极创造条件,继续进行中常洪水与中小洪水调水调沙试验。充分加以论证,抓住时机,进行有前瞻性的试验,以达到生产运行。把每一场中常洪水都作为一次冲沙的机会,充分利用洪水资源,保持一定的黄河下游河道平摊流量,维持主河槽的过流能力。

探讨利用黄河中常洪水实施大规模调水调沙将有可能使调水调沙事半功倍,遵循 自然 规律与趋势而为之并抓住机会将是更伟大的治黄实践。

4.5 “洪水资源化”应是水沙调控体系关键之一

针对黄河水沙关系不协调的基本特性,建设水沙调控体系,利用水沙调控体系将水沙过程重新进行塑造,改变黄河水沙关系不协调的自然状态,使之尽量适应河道的输沙特性,减少河道淤积,并恢复和维持中水河槽行洪排沙能力。逐步实现维持黄河健康生命的终极目标。

根据国务院最近批复的黄河防洪规划,从减缓下游河道淤积和为小浪底水库调水调沙提供动力两个方面看,均急需兴建古贤水利枢纽。若古贤水库及时投入运用,还可以更好地实现1+1>2的减淤效果。

对于中游水库群,利用三门峡、小浪底、陆浑、故县、河口村等干支流水库的防洪库容调节洪水,有效削减超过下游堤防设计标准的洪水。

利用碛口、古贤、小浪底等水库拦沙库容拦减泥沙,大幅度减少进入下游河道的泥沙,减缓河道淤积,降低潼关高程;利用以小浪底、古贤为核心的中游干支流水库联合调水调沙,恢复、塑造并维持下游河道4000~5000立方米每秒的中水河槽,长期减轻下游河道淤积,降低并尽量维持潼关高程。

加快古贤水利枢纽的建设是水沙调控体系的必要基础,也是“洪水资源化”的关键工程之一。

4.6 “大水带大沙”与洪水资源化

黄河调水调沙在来水来沙偏小年份,对河道主槽的冲刷作用有所降低,建议枯水年份可以暂停调水调沙。调水调沙应抓住并遵循利用自然规律与趋势而为之,不仅塑造洪水洪峰,还应充分利用“中常洪水”挟沙,抓住机会将是更伟大的治黄实践。

水沙调控体系关键之一是中常洪水的利用,也即“洪水资源化”的具体实施,是黄河长治久安的人类历史的宏伟创举。

从黄河水沙的特性来看,黄河下游有“大水带大沙”及“大水出好河”的规律,水沙搭配协调,充分认识并利用自然规律,可能会起到四两拨千斤的作用。所以探讨黄河中常洪水的“洪水资源化”利用,实施大规模调水调沙将有可能使调水调沙事半功倍,小浪底水库减少减缓淤积,遵循自然规律与趋势而为之,充分利用协调“中常洪水”挟沙,并抓住机会将是更伟大的治黄实践。同时,利用滩区洼地临靠大堤的沟道进行人工放淤,标准化堤防的建设使黄河初步形成了“相对地下河”,滩区放淤将有可能部分河段改变其出现的严重的“二级悬河”。

小浪底水利枢纽工程是黄河治理未来二十年的主要工程措施。洪水期,利用小浪底至花园口区间的中常洪水,加上小浪底及时排洪叠加洪峰,使流量与含沙量相适应,“大水带大沙”,就可能取得最好的输沙减淤效果。小浪底水库借分洪调水之机集中排沙,利用大水排沙入海,延长小浪底水库淤积泥沙的时间,相应增加了水库极为宝贵的库容,研究其 科学 的调度运行方式,千方百计延长其淤积库容使用年限,更多的利用小浪底有效库容冲沙与防洪,又避免对下游河道淤积。

理想流沙河篇8

“维持黄河健康生命”是一种新的治河理念,其初步理论框架为:“维持黄河健康生命”是黄河治理的终极目标,“堤防不决口,河道不断流,污染不超标,河床不抬高”是体现其终极目标的四个主要标志。河流生命的核心是水,命脉是流动。河流生命的形成、发展与演变是一个自然过程,有其自身的发展规律,并对外界行为有着巨大的反作用力和规范性。初步考虑,要实现“维持黄河健康生命”的目标,黄河治理应通过九条途径,即:减少入黄泥沙的措施建设;流域及相关地区水资源利用的有效管理;增加黄河水资源量的外流域调水方案研究;黄河水沙调控体系建设;制定黄河下游河道科学合理的治理方略;使下游河道主槽不萎缩的水量及其过程塑造;满足降低污径比使水质不超标的水量补充要求;治理黄河河口,以尽量减少其对下游河道的反馈影响;黄河三角洲生态系统的良性维持。

对于黄河下游的洪水泥沙管理来讲,维持黄河健康生命的内涵具体可描述为:利用中游水库群的水沙联合调度塑造协调的水沙关系,恢复、维持下游主槽过流能力;利用人工、自然的措施逐步缓解“二级悬河”严峻形势,调整滩槽洪水期分流比,减少“横河、斜河、滚河、顺堤行洪”几率,确保黄河安澜;将具有典型滞洪沉沙功能的黄河下游滩区纳入蓄滞洪区管理,滩区享受国家蓄滞洪区补偿政策,从政策面上构筑人、河、沙和谐的管理环境,以使洪水泥沙管理能够实施和延续。

一、黄河中、下游洪水控制现状

目前,黄河下游防洪的关键性控制工程小浪底水利枢纽工程已经建成,并于2001年投入运用。除了正在规划阶段的中游碛口、古贤和沁河河口村水库外,黄河中下游的防洪体系已基本建立,以万家寨、三门峡、小浪底、陆浑、故县五座水库为主形成了水库联合调度体系。1998年以来,国家又加大了对黄河下游治理的投入力度,开展了下游堤防加高加固,险点处理,险工加高改建和河道整治工程建设,形成了河道工程体系,以东平湖、北金堤、南北展等蓄滞洪区形成了蓄滞洪体系。水文、通讯、组织指挥、抢险救灾等防洪非工程措施也在近些年得到了发展和提高,整体上使黄河下游防洪形势明显改观。上述工程体系“上拦下排,两岸分滞”和非工程措施构成了当前黄河下游总的洪水控制现状。

具体表现为:一是小浪底水库和三门峡、故县、陆浑等水库联合调度,调蓄洪水,显著削减了黄河下游稀遇洪水,使花园口断面百年一遇洪峰流量由29200立方米每秒削减到15700立方米每秒,千年一遇洪峰流量由42100立方米每秒削减到22600立方米每秒,接近花园口设防流量22000立方米每秒。“上大洪水”逐步得到控制,“下大洪水”和“上下较大洪水”得到一定程度控制。二是利用小浪底水库拦沙和调水调沙库容可减轻下游河道淤积76亿吨相当于20年左右的淤积量。三是堤防已经满足2000年水平设计水位的高度要求,抗洪能力得到加强,同时高村以下河势也得到初步控制。

二、洪水泥沙管理的实现途径

黄河复杂难治的主要症结在于“水少、沙多,水沙关系不协调”,因此,只有抓住这一主要矛盾,正确认识和处理洪水与泥沙问题,才能真正实现由洪水控制向洪水泥沙管理的转变。

自古以来,黄河洪水威胁一直是中华民族的心腹之患。经过多年建设,现已初步形成“上拦下排,两岸分滞”的工程体系,基本具备了控制和处理洪水的“硬件”。同时,随着“数字黄河”工程建设的加快,“数字防汛”等一系列“软件”逐步配套,这些“硬件”和“软件”构成了较为完整的黄河防洪体系。依靠这一体系,可以针对不同量级的洪水实施有效控制和高效利用,也可以根据治黄需求,通过联合调度塑造洪水,防止河道萎缩,减少河道淤积,实现由过去单一控制洪水向洪水泥沙管理的转变。

1有效控制黄河大洪水、贯彻水沙联调指导思想

对于黄河大洪水和特大洪水,要致力于提高控制能力,依据水文预报、工程布局和可控能力,按照科学合理的洪水处理方案,通过干支流水库的联合调度和蓄滞洪区的适时启用,将洪水控制在两岸标准化堤防之间,确保大堤不决口,尽最大努力减少灾害损失。同时,黄河大洪水和特大洪水发生时,除三花间洪水外,一般都伴随较高含沙量,因而在控制的同时,贯彻水沙联调指导思想,尽可能做到水库、河道冲淤兼顾,依据阶段管理目标,塑造协调的水沙关系,但该类洪水泥沙的主要管理目标是黄河安澜。

2利用黄河中常洪水,实施水沙合理配置(调水调沙)

由于小浪底等水库在初步设计时对于黄河中常洪水一般不予控制,而中常洪水在洪量、洪峰流量、含沙量、沙量等特征值方面,又都处于中游水库群调控能力之内。因此,管理的途径是:合理承担适度风险,充分考虑黄河洪水的资源属性和造床功能。一是通过塑造协调的水沙关系,让洪水冲刷河槽,挟沙入海,恢复河槽的过流能力。二是将黄河洪水资源化,可对汛期洪水进行分期管理,科学拦蓄后汛期洪水或低含沙量洪水为翌年春灌和确保黄河不断流提供宝贵的水资源。三是实施小北干流放淤“淤粗排细”。在三门峡水库以上禹门口至潼关河段660平方公里的河道滩地上,利用弯道水力学、缓流分选泥沙水力学等原理,通过设置引洪放淤闸、弯道溢流堰、淤区格堤、退水闸等工程,靠水流自然力量,人为控制泥沙的颗粒级配,达到“淤粗排细”的目的。小北干流放淤分无坝放淤试验、无坝放淤和有坝放淤三个阶段实施?首先通过无坝放淤试验取得基本参数,在此基础上实施无坝放淤,远期在黄河北干流建设以放淤为主要目的的水利枢纽,通过水库的水沙调控进一步扩大放淤区域和提高放淤效率。四是利用小浪底水库等干流骨干水库“拦粗泄细”。小浪底水库是调控黄河下游水沙的关键工程。按照设计,在其126.5亿立方米的总库容中,拦沙库容为75.5亿立方米?可拦蓄泥沙100亿吨。要科学设计小浪底水库的运用方式,尽可能做到拦蓄粗沙,泄放细沙,以最大限度地提高水库的拦沙减淤效率,同时延长水库拦沙使用年限。将来在古贤等骨干水库建成后,也可通过“拦粗泄细”运用,显著减少进入下游河道的粗泥沙。

3塑造黄河洪水,调整泥沙

河道是洪水和泥沙的输移通道,当河道内长期没有洪水通过时,河道主河槽就会发生萎缩。事实上,20世纪50年代,黄河发生的最大洪水为22300立方米每秒,相应河槽平滩流量为8000立方米每秒;20世纪80年代,黄河发生最大洪水为15300立方米每秒,相应河槽平滩流量为6000立方米每秒;20世纪90年代,黄河发生最大洪水为7600立方米每秒,相应河槽平滩流量为3000立方米每秒;进入21世纪,黄河没有发生一次大于4000立方米每秒的编号洪峰,相应河槽平滩流量已衰减至2000立方米每秒以下。因此,要树立强烈的洪水造床及输沙意识,在河道里没有洪水且条件具备时,要通过中游水库群联合调度等措施塑造人工洪水及其过程,达到减少水库泥沙淤积、调整泥沙淤积形态、防止河道主河槽萎缩和携沙入海的多重目的。

需要强调指出的是,目前,控制黄河洪水的意识根深蒂固,但利用黄河洪水,特别是塑造黄河洪水的理念较为淡薄,甚至尚未建立,根据黄河的特点和存在问题,今后必须建立洪水利用和洪水塑造的概念,并认真加以研究利用塑造洪水的方法、途径及手段,通过不断探索与实践,使之逐步调整、完善,让黄河洪水为“维持黄河健康生命”服务。

三、洪水泥沙管理的实践

1.黄河首次调水调沙试验

首次调水调沙试验是针对小浪底水库初期运用的特点进行的,实施的是小浪底和三门峡两库水库联合调度方式,主要目标是寻求试验条件下的黄河下游泥沙不淤积的临界流量和临界时间。使下游河道?特别是艾山至利津河段不淤积或尽可能冲刷。同时检验河道整治成果、验证数学模型和实体模型、深化对黄河水沙规律的认识。试验以小浪底水库蓄水为主或小浪底至花园口区间?简称小花间来水为主水库相机调水调沙,控制指标为花园口临界流量2600立方米每秒的时间不少于10天,平均含沙量不大于20千克每立方米,相应艾山站流量2300立方米每秒左右,利津站流量2000立方米每秒左右。试验结束后控制花园口流量不大于800立方米每秒。

2002年7月4日上午9时,小浪底水库开始加大下泄流量,调水调沙试验进入调度实施阶段,直到小浪底出库流量恢复到800立方米每秒以下,水库调度历时11天。黄河下游河道净冲刷量为0.362亿吨,下游河槽全程发生明显冲刷,主槽沿程冲刷1.063亿吨,滩地淤积0.701亿吨,下游平滩流量均有一定程度的增加,以漫滩最为严重的夹河滩至孙口河段平滩流量增大幅度最大,平均增加约300~500立方米每秒。

2.黄河第二次调水调沙试验

黄河第二次调水调沙试验是结合防洪预泄进行的,实施的是小浪底、三门峡、陆浑、故县四库水沙联合调度,是典型的水沙多目标调度方式,主要目标是:水资源安全、干支流减灾、下游不发生大的漫滩损失、小浪底库区减淤、闸前防淤堵、为2004年水库在250米以上运用创造条件、实现下游河道发生冲刷或至少不发生大的淤积、进一步深化对黄河水沙规律的认识等。

在试验调控技术方面,有效利用小花间的清水与小浪底水库下泄的高含沙量水流在花园口进行水沙“对接”,即:“小花间无控区清水负载,小浪底调水配沙”。

第二次调水调沙试验历时12.4天。花园口站平均流量为2390立方米每秒?平均含沙量31.1千克每立方米,完全达到了预案规定的水沙调控指标;下游河道全河段基本上都发生了冲刷,总冲刷量0.456亿吨,达到了下游河道减淤的目的和小浪底水库尽量多排泥沙的预定目标。下游主要测验断面同流量水位降低,主槽过洪能力增加。

3.黄河第三次调水调沙试验

黄河第三次调水调沙试验是针对小浪底水库汛初蓄水较多?黄河中游又无中小洪水的特点进行的,实施的是黄河干流万家寨、三门峡、小浪底三库串联联合调度方式,主要目标是实现黄河下游主河槽全线冲刷,进一步恢复下游河道主槽的过流能力,调整黄河下游两处卡口段的河槽形态、增大过洪能力,调整小浪底库区的淤积形态,进一步探索研究黄河水库、河道水沙运动规律。

此次试验小浪底水库出库沙量0.0572亿吨,利津站输沙量0.6434亿吨,小浪底至利津河段冲刷0.6071亿吨,各河段均发生冲刷。小浪底库区淤积设计淤积平衡纵剖面以上淤积的3850万立方米泥沙尽数冲刷,库区淤积三角洲形态得到了合理调整。黄河下游卡口河段河槽形态调整,徐码头、雷口两处卡口河段主槽平均冲刷深度为0.25~0.47米,主槽过流能力进一步提高,达到2800~2900立方米每秒。7月8日13时50分,小浪底库区异重流排沙出库,浑水持续约80小时,首次人工异重流塑造获得圆满成功。对黄河水库、河道水沙运动规律的认识进一步深化,在水库群水沙调度、异重流运行状态、人工扰动泥沙的效果等方面取得了大量原始数据,为今后多方面研究运用黄河水沙运行规律提供了丰富的基础资料。

4.黄河小北干流放淤试验

黄河小北干流禹门口至潼关河段,河道长132.5公里,河宽3~18公里,滩地面积为682平方公里。滩区多为沙荒盐碱地,土地利用率不高,社会经济发展相对落后,是天然的沉滞沙场所。2004年放淤试验的地点选在连伯滩。

2004年7月,在经过大量查勘和论证之后,黄委在小北干流开始实施放淤试验,这是继调水调沙试验之后,运用自然规律进行黄河治理的又一项开拓性工作。试验的关键是人为控制泥沙的颗粒级配,实现“淤粗排细”的目标。为此编制了试验工程设计报告及调度预案,利用放淤闸、弯道溢流堰、淤区格堤、退水闸等工程和由次洪量、历时、含沙量、泥沙级配、洪峰流量等指标组成的调度指标体系,靠水力自然力量,达到分选泥沙的目的。从7月26日16时放淤闸首次开启至8月26日14时结束,成功实施了6轮试验,累计放淤历时297小时,共淤积粗泥沙437.8万吨,初步实现了“淤粗排细”的目标,通过水沙运行状况监测、分析,取得了大量的监测资料,初步掌握了粗泥沙的运动规律,为今后大规模实施放淤调度提供了经验和科学依据。对减缓小浪底库区泥沙淤积速度,延长小浪底水库使用寿命,并减缓黄河下游河道淤积具有重要的意义。

5.黄河2003年秋汛调度

2003年8月下旬至10月中旬,黄河流域中下游连续发生6次强降雨过程遭遇罕见的“华西秋雨”天气,形成多次洪峰,发生了自1981年以来历时最长、洪量最大的秋汛。整个调度过程中,在科学分析的基础上,针对洪水含沙量低、洪峰低、接近汛末等特点,黄河防总、黄委决定承担一定风险,实施了第一次真正意义上的“四库水沙联调”,多次成功削减黄河下游洪峰,大大减轻了下游防洪压力。避免了多次多股洪水汇合叠加后造成黄河花园口站可能形成的5000~6000立方米每秒的洪峰,将下游花园口站洪水始终控制在2400~2700立方米每秒之间,削峰率达40~50%,有效地减轻了下游滩区的洪水灾害,妥善处理了局部救灾和整体防洪的矛盾、降低潼关高程和三门峡运用方式的矛盾、水库安全和下游滩区安全的矛盾、防洪和水资源安全的矛盾,实现了拦洪、减灾、减淤、洪水资源化等多重目标。

据统计,2003年汛期利用小浪底、陆浑、故县、三门峡四座水库拦蓄洪水后,使下游滩区213.41万亩耕地免遭洪水淹没,使滩内76.85万人免遭洪水袭击,减免直接经济损失84.8亿元。

四、黄河下游滩区纳入蓄滞洪区管理问题探讨

黄河下游两岸堤防之间有广阔的滩区,居住有大量人口。根据2000年统计资料,滩区总面积4046.9万平方公里,它既是行滞洪、沉沙的场所,又是滩区群众的生产生活场所,目前有耕地375.50万亩,村庄2052个,人口180.94万人。

黄河滩区作为河流行洪、滞洪和沉沙的地域,在历年的防洪保安全中发挥了巨大作用,但由于滩区频繁漫滩,且受灾后无补偿渠道,致使滩区经济发展缓慢,生活落后。据不完全统计,建国以来在中下游河段基本无工程控制的条件下,滩区遭受不同程度的洪水漫滩20余次,累计受灾人口887.16万人次、受灾村庄13275个次、受淹耕地2560.29万亩次。滩区农民收入仅为本省农民人均收入的27~47%,部分地区已成为河南、山东省甚至全国的重点贫困地区。

由于黄河水少沙多、水沙不平衡的基本特点长期难以改变,黄委经过多次研究,为保障黄淮海平原安全,对黄河采取“稳定主槽,调水调沙,宽河固堤,政策补偿”的治河方略,在这个治黄方略下仍需对滩区采取淤滩刷槽的方针。小浪底水利枢纽的修建与中游三门峡、陆浑、故县水库联合运用后,虽然可使洪峰流量受到一定的控制,但黄河下游仍然会不可避免地出现漫滩,滩区群众的贫困现状仍难以改变。

黄河下游河道淤积,河势游荡多变,主槽过洪能力低,小水漫滩,“横河”、“斜河”、“滚河”、“顺堤行洪”等的严峻形势急需改变,利用小浪底水库调水调沙是改善这种状况的有效措施。按照规定,小浪底水库对于8000立方米每秒以下洪水不能拦蓄,但从滩区群众的生存发展要求来看,必须对4000~8000立方米每秒的洪水进行控制。洪水控泄造成的后果为:一方面小浪底水库将提前被淤废,经国家多年努力投巨资建成的黄河下游防洪关键性控制工程将大大缩短使用寿命,丧失其防御大洪水的作用。另一方面,长期小流量下泄,将导致河道持续萎缩,“二级悬河”迅速发展使黄河下游防洪形势进一步恶化,维持河流健康生命的目标也难以实现。

当前,黄河下游的综合治理与滩区经济发展的矛盾十分尖锐,而解决这一矛盾的出路在于滩区受淹后的损失能够比照蓄滞洪运用补偿办法进行补偿,从而构建和谐管理环境。

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