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黄河下游滩区治理的合理途径
作者:齐璞  文章来源:水信息网  点击数  更新时间:2008/11/15 10:28:17  文章录入:ahaoxie  责任编辑:ahaoxie

  (民盟中央、水利部科技委、黄河水利委员联合调研,黄河下游滩区治理讨论会的发言,2008.11.7)

  黄河下游滩区治理问题,不是一个单纯滩区的问题,牵涉到黄河整个上中下游的治理。黄河治理矛盾的焦点反映在下游滩区。造成下游滩区主要问题的根本原因是河槽不断的淤积,河床逐年的抬高,平滩流量不断的减小,因此使得滩区出现了诸多的问题,这是问题的根本所在。

  黄河干流上已有的大型水利枢纽达十几座,仅龙羊峡、刘家峡、三门峡、小浪底四库防洪库容就达156.2亿m3,在主要干支流上也兴建许多大型水库,如伊河陆浑、洛河故县水库,防洪库容分别为6.77亿m3和 6.98亿m3。千年一遇洪水花园口站洪峰流量由42300m3/s降为22500m3/s;百年一遇洪水的洪峰流量由29200 m3/s降为15700 m3/s;若发生1958年的22300 m3/s洪水其洪峰流量将降为9620 m3/s;自1982年发生15300 m3/s大洪水以来近30年来花园口站洪峰流量没有大于8000m3/s,洪水已经得到有效控。黄河下游滩区治理关键问题是如何使河槽不淤高。

  第一、解决黄河滩区治理问题的根本出路

  小浪底投入运用以后,由于黄委会运用的比较好,使得河南河道、山东河道都发生了冲刷。河南河道大概冲深1.5米,山东河道冲深1米,河道的总冲刷量达10亿立米。

  因此就提出河床不淤高,是不是有可能?关于黄河河床不抬高,是汪部长在我们2001年搞黄河治理新思路的时候提出来的问题。最早做出反映的是刘善建总工,2004年他就写了一篇黄河不淤高的可能性的文章。2007年刘善建又写了一篇关于把黄河下游治理成地下河的建议。我觉得,根据小浪底水库投入运用以后,水沙条件可以控制的情况下,黄河下游是有可能不抬高的,如果黄河不抬高,或者平滩流量逐渐增大,漫滩机会少了,滩区人民的生活也就稳定了。

  昨天李主任讲到小浪底水库三大难题的时,其中就有一个小浪底水库长期保持调水调沙作用难题。在黄河“八五”攻关中,首次对小浪底水库泥沙多年调节,利用洪水排沙,并进行了较详细的方案计算,初步制定了水库运用原则。因此,小浪底水库的运用方式由初期的削减高含沙洪水发展到利用洪水排沙。在黄河“八五”攻关以后,在规划院的支持下,对小浪底水库的泥沙多年调节方式,做了四年的工作,写了15万字的报告,在我的网页上已经全部公布了。

  我们觉得通过小浪底水库泥沙多年调节,把泥沙调节到洪水时输送,是可以控制主槽不抬高,甚至下切。因为每当发生高含沙量洪水时,河槽都是冲的,洪水输沙的特点存在着涨冲落淤的输沙特性。小浪底水库初期运用下泄清水,淤满调沙库容以后,进行泥沙多年调节,相机利用洪水排沙,这两个组合起来,有可能使下游河床不抬高。

  第二、关于生产堤存废

  根据我们近年来的工作,发现滩地的淤积与主槽的冲刷间没有必然的联系,这两个是互相独立的、同时发生的现象。因为河槽的冲刷都是发生在涨水时期,落水时期都是淤的,洪水漫滩以后,由于滩地的糙率大,流速小,只有在落水时漫滩水才能够回归主槽,但是改变不了在落水时河槽淤积。

  1974年国务院27号文件,认为生产堤阻了水,影响了滩槽水流交换,加重了河槽的淤积。现在看30年前这个文件,当时的论证是粗糙的,没有详细分析河槽的冲刷究竟是在什么时期。从动床模型试验也证明了,洪水漫滩以后,由于产生了自然堤,就阻断了滩槽水流的交换;水槽复式断面试验的结果发现,水流漫滩了以后,滩槽水流的能量交换,使主槽的流速反而降低;黄河河道实测洪水漫滩以后,主槽的流速也降低。如果洪水不漫滩的话,主槽会发生更强烈的冲刷。

  “二级悬河”产生的原因主要是小水挟沙过多,河道又不能摆动造成的。“二级悬河”与“一级悬河”产生的原因是相同。在2003年初的李主任召开主持的濮阳会议上已经基本明确,从此会议以后,我所见到的李主任的报告就没有再提破除生产堤的问题,我以为这个问题已经解决了,现在看起来,在黄河滩区的规划这个问题没有解决,认为将来还要废除生产堤。

  我认为,破除生产堤,既不利于滩区群众的生产生活,也不利于黄河河道的输沙入海,更没有必要利用滩区政策补偿来推动破除生产堤。治河部门主要的任务是把河道治理好,把河槽的过洪能力增大,让它少漫滩,少扰民。

  为了推动下游游荡型河道治理,建议废止1974年关于破除生产堤的决定,因为这个决定是在当时黄河下游防洪形势和对黄河泥沙输移认识的条件下制定的,已经起到了历史作用。近年来对黄河泥沙输移的研究与实践,认识已有重大突破。若没有这个文件的影响,2003年汛期蔡集出险不会造成这么严重淹没损失。按照以人为本的国策,这个文件已经不符合时代发展的要求,当今的政府和滩区的181万的群众都希望有一个安定的生产、生活环境,我们黄河部门就要千方百计创造这个条件,这是我们治黄者的主要责任。

  第三、游荡型河道治理方向

  黄河下游游荡型河道,由于它宽浅散乱,是高含沙量洪水淤积的主要原因。小浪底水库投入运用后,尽管河槽下降了1.5米,但是夹河滩以上河道依然宽浅散乱,进一步整治,缩窄河宽,形成输沙通道输沙入海,保护了滩区,也提高了河道的输沙能力,一举两得。

  从防洪需要来说,形成一个河槽也是非常需要的。沈怡在评述各家治河主张时就明确指出:“因为种种病象由河无定槽而起,所以如果要治河,必须首先使河槽稳定”,并说“无论何人来治河,都必须这样做”,

  治河就应该把形成一个中水河槽作为首要任务,在以往的治黄当中忽略了这点。李国英主任当任后,提出了塑造中水河槽的问题,并提出了”稳定主槽、调水调沙”的治河方略,我觉得这都是对的,抓到了游荡型河道宽浅散乱,产生诸多防洪问题和输沙能力低的根本。双岸整治的治理目标是形成窄槽宽滩,窄槽用于排洪输沙,宽滩用于特大洪水时滞洪削峰。

  第四、关于窄深河槽泄洪输沙技术的论证

  我报告核心的是在多年的研究河道输沙规律的基础上,提出这些认识。主要有以下几个方面:

  1、窄深河槽具有极大的输沙潜力

  对高含沙水流而言,是因为黄河泥沙组成细,含沙量增高后流体的黏性增大,适宜输送的含沙量不是低含沙量,而是含沙量大于200kg/m3以上,800 kg/m3以下的高含沙水流。而河床对水流的阻力并没有增加所致,仍可利用曼宁公式进行水力计算。以往造成高含沙洪水在黄河下游河道严重淤积,和在输送中产生异常现象的主要原因是高村以上游荡性河道河槽极为宽浅。

  2、窄深河槽具有极强的泄洪能力。

  由于黄河下游河道比降陡,有万分之一到万分之二,就流速来说,可以达到三到四每秒米,且在涨水期河床不断冲刷,水深迅速增大,最大洪峰时河床最低,过流能力最大;与淮河泄洪情况比降三万分之一,五万分之一的情况不同。王化云主任在世的时就多次说过,黄河的洪水峰高量小,河道比降大,排洪能力强。所以充分利用河道排洪输沙入海的潜力是非常大的。1977年花园口站实测洪水河宽500米,水深5米,泄洪流量达9000立米/秒。

  3、洪水输沙的非恒定性

  由于底沙的运动状况决定了河床的冲刷或淤积,其运动速度远小于洪水波的传播速度;河流的调整,没有因比降的沿程变缓而使水流的流速降低,往往是比降变缓,河宽减小,水深增加,从而使流速不变,甚至沿程增大,维持输沙平衡, 因此洪水在几百公里、甚至上千公里长,比降变化相差甚至十倍(万分之六至万分之零点六)的冲积河道均可产生强烈冲刷

  将来小浪底水库的调水调沙利用洪水输送泥沙时,不会对山东河道产生负面影响。根据我们对小浪底运用方案的研究,有70%到90%的泥沙可以调到高含沙量洪水输送。如果要使下游河道游荡排沙流量3000立米/秒时河槽不淤,整治河宽是600米左右。

  4、 水库利用洪水排沙高含沙水流产生是可能的

  大量的实测资料表明,蓄水拦沙运用水库水位的迅速下降并泄空,淤泥便可流动产生高含沙水流。在水库泄空过程中,随着主槽冲刷、河床高程降低,土体荷重增加;随之土体内发生超孔隙水压力,引发土体向主槽坍塌。小浪底水库利用洪水排沙产生300 kg/m3高含沙水流是可能的。

  5、游荡型河道双岸整治

  在水利部科技司和李主任的支持下,做了深入的研究,也做了模型试验,进行双岸整治以后,一旦形成窄深河道,平滩流量会迅速的增加,由初期的3000立米/秒增加到6000立米/秒,这个前景还是很诱人的。所以双岸整治对于解决黄河下游的洪水泥沙问题和滩区问题意义是非常重大,希望能够进行试点。我到部里去跟娇部长谈了此事,娇部长同意,选择一段宽河段进行试点。

  第五、对黄河下游治理前景的展望

  黄河下游治理前景是比较乐观的,窄深河槽的形成,与小浪底泥沙多年调节利用洪水排沙相配合,可以形成一个以小浪底水库为主的调控体系,与下游河道形成的窄槽宽滩,相应的泄洪输沙体系,可以控制河槽不淤积,可以使滩区的181万的群众,得到一个比较安全的生存环境。

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