人们为治理黄河做了什么方案

人们为治理黄河做了什么方案
人们为治理黄河做了什么方案

人们为治理黄河做了什么方案
再次建议论证黄河下游治理更合理的方案（齐璞）

齐璞（2010年3月8-10日在黄河下游滩区综合治理规划审查会上发言）
提要：黄河的泥沙随洪水而来,利用洪水输沙入海在下游治理上又具有长远意义.黄河上水库的大量兴建,流域水库群的运用,水土保持与灌溉的发展,下垫面巨大的变化,洪水发生的机会与洪峰流量大幅度减小,为了保持洪水的造床和输沙入海的能力,不再需要宽河削峰.近年来对黄河窄深河槽泄洪输沙规律有了新认识,下游河道具有极强的泄洪输沙能力、刷槽和淤滩没有必然的联系,为黄河下游河道的治理指明方向.在目前条件下,生产堤的存在是必要的.三门峡水库改建后“蓄清排浑”运用的减淤作用已经使花园口以上河道基本不淤,温、孟滩区已经成为小浪底水库的移民区.小浪底水库投入运用以后,全下游河道均发生了强烈地冲刷,河道总冲刷量达17亿t,2000m3/S水位下降1.8-1.0m,高村以上河段平滩流量增大到大于5000m3/s,再加上生产堤的作用,可以使滩地在一般洪水不受淹,但河道依然宽浅散乱,急需采用世界河流通用的整治方法—双岸整治,形成稳定的窄深河槽；通过小浪底水库泥沙多年调节,将泥沙调节到洪水期输送,可以控制主槽不抬高.主槽过流能力增大了,漫滩机会减少了,生产堤存废争论自然淡化,滩区问题就能得到合理的解决.现在推荐的宽河治理,滩区堆沙方案没有考虑小浪底水库投入运用以后黄河下游出现的新情况,不能反映黄河治理前景.
近年来对黄河下游河道泄洪输沙规律有了新认识,黄河的治理也取得很大的进展,进入下游的水沙条件已发生巨大变化,防洪形势已有新的发展,下游河道治理方向更加明确.
黄河下游河道治理近年引起各方面的关注.高季章等认为下游河道治理已进入宽河道与窄河道相结合、综合治理滩区,逐步向窄河道发展的时期[1]；以庄景林为代表的河务科技人员[2],根据多年的治河实践,认为破除生产堤一水一麦的政策早已脱离现实；温善章等人从社会发展,经济效益等多方面分析后,提出的窄河固堤的思想[2]；钱正英院士在2006年查勘了黄河下游滩区后[3],指出关键是要超脱“宽河固堤”的传统格局,大幅度缩窄大堤间距,在整治工程后兴建新的防洪堤,现在的大堤作为第二道防线,以解决滩区181万人的生存和发展问题.在2008年水利部科技委和民盟中央组织的黄河下游滩区治理讨论会上,几乎所有的代表都认为生产堤现在破不了,但对今后治理方略的认识存在严重分岐.有些代表认为从滩区存在的问题、当今以人为本的国策与黄河今后治理前景及历史的发展规律分析应采用“窄河固堤”,如索丽生认为从历史发展规律和社会经济发展综合需求看,由宽河向窄河发展可能是必然趋势；有些代表则主张宽河,今后要利用滩区政策补偿来推动破除生产堤.
近年来,水利部党组提出“堤防不决口、河道不断流、水质不超标、河床不抬高”的黄河治理总体目标.潘家铮院士在2009年提出了治黄大业要从近期治理走向长治久安的建议[4],最终黄河下游河道要实现河道输沙平衡,河床不抬高的长远目标.所有这些为我们确定了黄河下游治理的方向,规划中采取的工程措施应与治理的总目标一致,是我们衡量规划合理与否的原则.
黄河下游滩区治理问题,不是一个孤立的问题,牵涉到黄河整个上中下游的治理,矛盾的焦点反映在下游滩区.造成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,洪水经常漫滩.“宽河固堤”与“窄河固堤”都是宽河,把大堤的间距缩窄到3至5km,过水河槽仍是宽浅的,无法稳定河势与提高河道输沙能力.因此在中游水库利用洪水排沙,优化下游来水来沙条件后,形成一个稳定窄深的河槽,加大河道泄洪排沙能力,控制河槽淤积,增大平滩流量,进一步减少漫滩机遇,可从根本上解决滩区问题.
对黄河下游滩区综合治理规划报告[5],利用滩区堆沙为主导的治理方案提出以下意见：
1.宽河与窄河治理战略研究应重新论证
理由是其一,进入黄河下游的水沙条件没有优化,充分利用洪水排沙,小于2000m3/s的挟沙量占31%,小水挟沙量大,河槽淤积必然严重.
其二是,论证的宽河与窄河都是宽河,窄河的大堤距也有3-5km,远大于利用洪水排沙河槽不淤的河宽几百米,因此得出结论有问题,不是最优方案.应论证窄槽宽滩方案.窄槽用于输水输沙,宽滩用于大洪水时滞洪削峰,形成顺畅的排洪河道.在目前的情况下推荐宽河治理方案不合理,黄河水沙与下游河道已发生重大变化.
2. 黄河洪水发生的机会大幅度减少不可逆转
黄河的泥沙随中游洪水而来,输沙入海也要利用洪水.因此,研究黄河洪水的变化及发展趋势对黄河的治理十分重要.
华北地区的河流相继都变成干河,只偶尔才有洪水下泄,黄河流域也属干旱地区,水库大量兴建与水土保持、灌溉的发展,已使黄河实测洪水大幅度减小.
据熊贵枢、丁六一等1994年统计,黄河干支流上已有的大中小型水利枢纽达600余座[6],总库容达700亿m3.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（相当黄河千年一遇洪水12天的总量）.在主要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22300m3/s洪水花园口站洪峰流量将降为9620 m3/s；自1982年发生15300m3/s大洪水以来近30年来花园口站洪峰流量没有大于8100m3/s,洪水已经得到有效控制,大洪水发生的机会大幅度减少.如花园口站从1950年至2008年历年实测最大洪峰流量变化过程见图1.
图1 花园口站历年实测最大洪峰流量变化
黄河兰州站的径流量占黄河总水量的58%,龙羊峡(1986年运用)、刘家峡(1968年运用)等水库的联合运用及工农业用水的增长,汛期进入下游的水量大幅度减少.洪峰流量的减小,洪水造床作用减弱,水少沙多的矛盾更加突出.水库的防洪运用,削峰淤沙作用已代替天然洪水漫滩后滞洪,滞沙作用,洪水漫滩机会也会大量减少.本次滩区规划设计洪水采用五年一遇8000 m3/s,十年一遇洪水12000 m3/s,显然偏大,严重脱离实际.
洪水发生的机会大幅度减少是不可逆转的,但黄河进入下游的水沙条件可通过小浪底水库泥沙多年调节,相机利用洪水排沙优化,为利用窄深河槽极强的泄洪能力创造了条件.
3. 规划报告中利用滩区堆沙既不合理,也不可行
黄河今后水沙发生的变化,使得应用上世纪50,60年代的洪水资料分析得出认识,对今后黄河下游河道的演变研究及治理意义不大.
黄河干支流上已有的龙羊峡、刘家峡等大型水利枢纽,为了兴利要多年调节,使丰水年的水量大幅度减小,一般洪水的洪峰、洪量也变少.水库的防洪运用,消峰淤沙作用已代替天然洪水漫滩后滞洪,滞沙作用,洪水漫滩机会也会大量减少,利用滩区堆沙既不合理也不可行,处理黄河下游泥沙的途径是充分利用洪水输沙入海.
由于黄河干支流上水库群的调节作用,及下垫面的变化对地表径流的影响,使黄河下游洪水发生的机遇减少,泥沙集中在中小流量输送.
由图2给出龙羊峡、刘家峡水库的联合运用后1987-1996与1950-1986年花园口站各级日均流量出现的天数,自1987年龙羊峡水库投入运用以后,花园口站没有日均流量大于7000m3/S大洪水发生.而在1986年以前经常会发生日均流量大于7000m3/S的漫滩洪水,经常出现的是流量小于5000m3/S的洪水（与规划报告【5】给出的数据基本一致,见p40表4.1-2）.
图2 花园口站1950-1986年与1987-1996年各级流量出现的天数比较
小浪底水库泥沙多年调节,可以使更多的泥沙调节到中常洪水期输送,洪水漫滩机会少,滩区堆沙必然落空.这样做也是个扰民工程,不符合以人为本的治水方针（滩地放淤投资123亿元是没有必要）.
4. 二级悬河产生原因与生产堤的存废
从表1给出的最高洪水位与最小平滩流量对应关系可以看出,洪水位最高,平滩流量最小,同时发生,如发生最高洪水位的1973年,1992年,1996年相应汛前的平滩流量均很小.
表1 小水淤积造成历史最高洪水位与最小平滩流量
其实生产堤的存在不是产生二级悬河的主要原因[2].造成二级悬河的根本原因是在形成游荡性河道小水挟沙过多,不利水沙条件没有根本改变之前,在游荡河段兴建了大量的控导工程,控制了主流的摆动范围.这样虽对当时的防洪起了重要作用,但也控制了小水挟带泥沙的堆积范围,改变了游荡性河道依靠主流自由摆动平衡滩槽高差的演变规律,使主河槽持续淤积,造成主槽高于滩地的二级悬河,没有生产堤的存在也会形成2000分支一横比降的二级悬河.
关于生产堤存在的利弊,由于刷槽和淤滩没有必然的联系[9].近年来研究表明,主河槽的冲刷主要发生在涨水期,在落水期不管含沙量大小,均处于淤积状态,这是由于底沙的运动速度小于洪水波的传播速度造成的.黄河上水库的大量兴建,流域水库群的运用,水土保持与灌溉的发展,下垫面巨大的变化,洪水发生的机会与洪峰流量大幅度减小,已使漫滩机会大减,为了保持洪水的造床和输沙入海的能力,不再需要宽河削峰.生产堤存在不论对黄河输沙和滩区人们的生产,生活都是有利的,没有必要再破除生产堤[10].破除生产堤,一水一麦政策早已脱离现实,是治标不治本.
今后要控制小水淤积河槽,利用水库进行泥沙多年调节,充分利用洪水排沙人海.
5. 小浪底水库运用后增大主槽的过洪能力,解放滩区是可能的
泥沙淤积是黄河下游洪水危害的根本原因,也是产生二级悬河及滩区等诸多问题的原因,若洪水不漫滩便可得到妥善解决.三门峡水库改建后“蓄清排浑”运用的减淤作用已经使花园口以上河道基本不淤,温、孟滩区已经成为小浪底水库的移民区.
小浪底水库投入运用以后,由于黄委会运用得比较好,使得河南河道、山东河道都发生了冲刷.从1999年10月至2008年10月,小浪底库区淤积量为24亿m3,表明水库仍处于拦沙运用初期.因近期入库沙量明显偏小,导致水库实际淤积程度比原先预计的要轻.根据下游淤积大断面测量成果计算,1999年11月～2008年10月黄河下游小浪底～利津河段共冲刷12.20亿m3（合17亿t）,与规划报告[5]给出的数据基本一致（见p56表4.3-4,4.3-5,4.3-6）,详见表2 给出小浪底水库运用以来下游河道断面法冲淤量与图3给出的各河段过水面积的变化[16].
表2 小浪底水库运用以来黄河下游断面法运用年冲淤量（亿m3)
黄河下游年平均冲刷1.30亿m3.高村以上冲刷总量为9.062亿m3,占冲刷总量的74％.特别是夹河滩以上河段冲刷量,占冲刷总量的64％,河道过流量面积增加了3000至4000m2；夹河滩～高村河段冲刷总量1.239亿m3,占冲刷总量的9.1％,河道过流量面积增加了1700 m2,高村～艾山冲刷量1.342亿m3,占冲刷总量的10％,河道过流量面积增加了800 m2；艾山～利津河段冲刷1.606亿m3,占冲刷总量的13.2％,河道过流量面积增加了600 m2.黄河9次调水调沙期共计冲刷3.4亿t.占总冲刷量的28％.
图2 1999年10月～2008年10月各河段主槽断面法冲淤面积(m2)
小浪底水库运用后下游水位沿程降低,与1999年汛后相比（见表3）2009年汛后同流量（2000m3/s）水位降低1.91～0.96米,水位下降幅度沿程变化同样具有两头上大,中间小的特点,花园口、夹河滩、高村、流量（2000 m3/s）水位分别下降1.91米.1.85米,1.85米,艾山下降0.96米、利津下降1.23米.下游河道经过9年冲刷,河道排洪能力得以恢复,与小浪底水库运用前相比平滩流量增加了900～2800 m3/s.2009年汛后下游各站平滩流量达到3850～6500 m3/s,其中花园口站最大、孙口站最小.
表3 小浪底水库运用以来（2000至2009年）下游河道河床冲淤变化
目前花园口站以上河段平滩流量大于7000m3/s, 夹河滩站以上河段平滩流量大于6000m3/s,高村站以上平滩流量达5000 m3/s,加上高1.2-2.5m生产堤的作用可过7000-9000m3/s,平滩流量最小的孙口河段也有3850 m3/s,加上高1.5-2.5m生产堤的作用也可过5000m3/s,目前艾山到利津河段平滩流量也达到3900-4300 m3/s.今后小浪底水库还要进行调水调沙,河段平滩流量还会增大.
黄河的泥沙随中游洪水而来,输沙入海也要利用洪水.当小浪底水库初期栏沙库淤满后,通过小浪底水库泥沙多年调节[7],把泥沙调节到洪水时输送,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,主河槽都是冲的,洪水存在“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.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,黄河泥沙与洪水问题可以得到根本解决.
6. 稳定主槽是当前首要任务,既解决诸多防洪问题又提高河道输沙能力
黄河下游游荡性河道,由于它宽浅散乱.从增加河道排洪能力与控导河势出发,都希望缩窄河槽、增加槽深,增加河道的输沙能力,减少洪水时宽浅河段淤积量,防止清水冲刷滩地坍塌,河槽展宽,降低清水冲刷的危害.形成有利排洪、输沙、控导河势的窄深、稳定、归顺排洪输沙通道,为此在游荡段应进行双岸同时整治[8、15].从有利于排洪输沙需求出发,应按洪水河势,因地制宜,因势利导的原则规划流路;针对游荡性河槽极为宽浅,在河床比降陡、床沙组成为粉细沙,极易冲刷的特性条件下必须双岸整治；为了节省投资,应尽量利用己有工程.
7.补充比较论证新方案（我同意张志彤等的意见）
目前黄河下游河道不是一条自然的宽河,居住189万人,359万亩耕地,生产堤的存在与不能破除, 黄河下游河道已变成了“窄河”[13].规划报告给出的逐步破除生产堤的一方案是逃离现实,认识落后；二方案是现实的,因为生产堤破除不了,不合法也变成合法；三方案分区滞洪,滞沙是有明显的优点,可防止洪水走一路淹一路.因此应区分黄河下游不同河段的不同情况,采用一、二、三方案结合,形成合理可行新方案.
黄河下游的治理若能解放黄河下游大部分滩区,则可节省滩区安全建设的绝大部分投资,滩区移民不是方向,也没有必要把几十万滩区群众搬到大堤外.因此要补充论证增大主槽的过洪能力,解放滩区方案的可行性.
参考文献
[1] 高季章,胡春宏等,论黄河下游河道的改造与“二级悬河”的治理,中国水利水电科学研究院,2004年
[2]黄河水利委员会编,黄河下游二级悬河的成因及治理对策,黄河水利出版社,2003年5月,郑卅：（317-320）（218-225）
[3] 钱正英院士在黄河下游治理座谈会上的讲话,水规总院水利规划与战略研究中心,2006年第12期（总第133期）
[4]潘家铮,治黄工作可以考虑从近期治理走向长治久安,人民黄河,2010（1）
[5]黄河勘测规划设计公司,黄河下游滩区综合治理规划,2009年12月
[6]熊贵枢、丁六一、周建波,黄河流域水库水沙泥沙淤积调查报告,1994年十一月
[7] 齐璞、孙赞盈等,小浪底水库泥沙多年调节运用与下游河道进一步治理研究（R）、2001年12月(水信息网http//www.hwcc.com.cn. 学者之家）
[8]齐璞、孙赞盈、刘斌、黎桂喜,黄河下游游荡河段双岸整治方案研究（J）、水利学报、2003(5）：98-106
[9]齐璞、余欣、孙赞盈、齐宏海,黄河高含沙水流的高效输沙特性形成机理(黄河下游河道存在巨大的输沙潜力)[J],泥沙研究,2008年8月,第4期：74-81
[10]齐璞、孙赞盈、侯起秀、彭红等,黄河洪水的非恒定性对输沙及河床冲淤的影响[J].水利学报,2005(6）：637-643
[11]齐璞、余欣、孙赞盈,张宝森,增大主槽过流能力,淡化生产堤存废之争[J],人民黄河,2010（2）
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[13]齐璞,建议论证黄河下游滩区治理更合理的方案（R）,（2009.3.17日在水规总院审查黄河下游滩区治理的发言）,水利部水利水电规划设计总院,中国水情分析研究报告,总第154期
[14]高航、齐璞、彭红,黄河下游“多来多排”的输沙机理与不淤河槽设计,《人民黄河》,2007年,第7期.：p14～16
[15]武彩萍、齐璞、张林忠、郭慧敏、陈俊杰等,花园口至夹河滩河段双岸整治动床模型试验报告(R), 黄委会黄河水利科学研究院, 2004年
[16]孙赞盈 曲少军 彭 红,2009年黄河下游河道排洪能力分析（R）,黄河水利科学研究院、水利部黄河泥沙重点实验室、黄委会防汛办公室,2009年10月
来源：水信息网
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