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浅析黄河调水调沙与黄河泥沙的治理

来 源:   发布时间:2011-11-10 移动版

浅析黄河调水调沙与黄河泥沙的治理

许谦

摘要:

“水少沙多”是黄河洪水威胁的症结所在,也是黄河治理的难点,本文通过介绍黄河水沙特点并指出治理黄河的各项对策尤其是坚持10年的调水调沙,对防洪、治河、减淤等发挥了巨大作用,同时为确保黄河下游河道不抬高、不淤积、不断流,使得下游河道长期安全使用,为我国经济发展和沿黄地区的生命财产安全做出了巨大贡献,也具有较大的效益。

关键词:黄河 泥沙 治理 调水调沙

黄河是中华民族的母亲河,她孕育了灿烂的华夏文明。黄河泥沙造就了广袤的黄淮海平原,又用其乳汁浇灌两岸大地,哺育了炎黄子孙。但是,黄河又性格乖戾,下游因泥沙淤积而成为地上悬河,洪水泛滥给人民带来深重的灾难。 从2001年开始,水利部黄河水利委员会在利用黄河有限的水资源保障流域和沿黄地区经济社会发展的同时,坚持这10年的调水调沙,成效巨大,社会反响强烈。

一、黄河水沙的基本特征

1.黄河泥沙是宝贵的自然资源

千万年来黄河泥沙作为一种自然资源,履行着填海造陆使命。广阔的黄淮海平原正是由于黄河泥沙的存在,得以形成、扩大,中华儿女有了繁衍声息的场所和丰富的土地资源。因此黄河泥沙是国土资源的一部分,不仅过去是,现在和将来也是。黄河泥沙还是天然的肥料,富含氮、磷、钾,大家知道黄河滩地种出来的水稻最香。黄河泥沙还可以用来做什么?这是一个有待研究开发的课题。长江流域流传着一句顺口溜:滚滚长江向东流,流的都是煤和油。涛涛黄河给我们带来的也是宝贵的自然资源。

2.水少沙多,含沙量高

黄河是世界罕有的多沙河流,黄河多年平均输沙量为16亿吨,多年平均含沙量约35公斤/立方米,输沙量和含沙量是中国各大江河之首。黄河的水量却不及长江的120,沙量却是长江的3倍。在我国古籍中,常以河水一石,其泥六斗等语言描述黄河多泥沙的天性。像黄河这样沙量大、水量少、含沙量高的河流,在世界大江大河中是罕见的。与世界多泥沙河流孟加拉国的恒河和美国的科罗拉多河相比,黄河年输沙量为科罗拉多河的12倍,含沙量约为恒河的9倍。如果把黄河的16亿吨泥沙堆成高、宽各1米的土堤,长度为地球到月球 距离的3倍,可以绕地球赤道27圈。

3.水沙年际变化大,年内分配不均匀

黄河水沙存在丰、枯水年交替出现,年际变化大的特点,如花园口站实测水沙量变化过程出现了1922193211年和19691974年连续6年的枯水时期。由于暴雨落区的不同,来水并不完全与来沙同步,出现各种丰、平、枯水沙年组合。

水沙在年内分配也不均匀,主要集中在汛期(710月),汛期水量占年水量的60%左右,汛期沙量占年沙量的85%以上,集中程度更甚于水量。同时又主要集中在暴雨洪水期,往往510天的沙量可占年沙量的50%~90%,支流沙量的集中程度又甚于干流。高度集中的泥沙形成高含沙量洪水。

二、黄河泥沙的治理方略

针对黄河泥沙的处理问题,古往今来,不少专家学者都曾探索和提出过不同的方略。新中国成立后,随着对黄河泥沙问题认识的逐步深入和泥沙处理工程实践的不断发展,泥沙处理的方略也在不断深化和完善,解决黄河水沙问题,需要依靠多种途径和措施综合解决。黄河水沙的治理与开发,应继续贯彻执行除害兴利,综合利用,使黄河水沙资源在上中下游都有利于生产,更好地为社会主义现代化服务的总方针,坚持上拦下排,两岸分滞的方略;坚持综合治理的方略;坚持全河统筹,上中下游兼顾,除害与兴利相 结合的原则,妥善处理和利用水沙资源。

1.1.搞好水土保持,减少泥沙入黄 

由于黄河上中游的多沙粗沙区土质疏松、植被稀薄、沟壑纵横,土壤表面受到暴雨打击时,土壤孔隙堵塞,雨水下渗速度减小,大量径流顺坡而下。因此,加强黄土高原地区淤地坝建设,植树造林,制止人为的滥垦滥伐、毁林开荒和过度放牧,集中资金、技术、人力,以小流域为单元,采取工程、生物和耕作等综合措施,防治结合,强化治理,减少入黄泥沙,是缓解黄河下游河床淤积的根本措施。

1.2.加强黄河中游水库调控

在黄河上中游兴建一批水利水电工程,形成以龙羊峡、刘家峡、大柳树、碛口、古贤、三门峡和小浪底7座骨干水利枢纽工程为主体的黄河水沙调控工程体系,各大水库联合进行泥沙调节,形成高效造床输沙洪水,排沙入海,将会更有效地减缓黄河河道泥沙淤积。

1.3.加强河口治理

黄河下游河道输送的大量泥沙淤积在黄河尾闾段和滨海地区,河口地区多年平均淤积8亿吨泥沙,增加土地5万亩,造成河口不断向海洋延伸,侵蚀基准面相对抬高,加重了黄河上游河槽的溯源淤积。因此,只有实施人工控制,及时对延伸的河道进行调节,使黄河拥有一个相对较短的入海流路,实现顺畅的排洪和排沙通道,才能逐步形成溯源冲刷的有利局面。

1.4.进行河道疏浚

利用现代化手段和大型机械设备,采取百船工程等多种疏浚主槽的积极措施,从黄河河口段开始进行挖沙,减少河道泥沙淤积的绝对量,对降低河床、稳定主槽、增加河道过流能力和水流挟沙能力,形成溯源冲刷具有极大的推动作用。

三、黄河调水调沙

到目前为止,黄河调水调沙已成功实施了6年。从试验效果来看,调水调沙能够塑造协调的水沙关系,改变下游河道严重淤积的不利局面,对实现河床不抬高的目标,进而谋求黄河的长治久安,形成有利于黄河下游河道减淤的水沙条件起到了积极作用。因此,适时进行调水调沙,定期集中大流量对黄河下游河道进行冲刷,扩大河槽断面,提高过流能力,是减缓黄河下游河道淤积的有效措施。

1.1调水调沙的由来

所谓调水调沙,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奋斗目标。

1.2调水调沙的作用

1.2.1黄河下游主槽得到全线冲刷

黄河下游的主要特征是善淤善徒,特别是主槽淤积越多,洪水威胁越大,冲决徒变的可能性亦越大。而10次调水调沙的最大功效,就是使下游的主河槽得到了全线的冲刷。最明显的是山东河段主河槽得到有效冲刷。前三次调水调沙实验,艾山至利津段的总冲刷量为0.38亿吨,彻底消除了人们普遍担心的“冲河南、淤山东”的疑虑。同时,调水调沙还提高了水资源的利用效率,若按照自然状态来水输沙,平均输送每吨泥沙需要121立方米水,而实施科学的调水调沙,平均输送每吨泥沙需要63立方米水。这样看来,利用水库的水流和落差,进行人工调度冲水冲沙,其作用和价值是十分巨大的。

1.2.2黄河下游行洪能力和过沙能力普遍提高,河槽形态得到调整

多次调水调沙的另一个显著的功效,就是黄河下游主槽的行洪能力和排沙能力普遍提高。2002年调水调沙前,下游主槽最小过流能力为1800 立方米每秒,到2009年,已经恢复到3880立方米每秒,主槽河底普遍刷深达1.5米,“小洪水高水位”、“小洪水大险情”的状态初步得到改善。同时,不仅使河道过水流量加大,而且因为水流加快,排沙的能力也得到提高,黄河下游沿黄滩区的老百姓心态得以平和,安居乐业。

1.2.3改善了河口生态,增加了湿地面积

湿地是地球的肾脏,具有“纳污”和“排毒”的功能,是人类生存环境的重要要素。没有湿地,人类就会失去两栖动物、鸟类动物以及植物等等众多朋友。由于上世纪黄河的多次断流,也造成了黄河入海口湿地萎缩的局面。通过9次调水调沙,不仅保障了黄河在新世纪不断流,并将大量的泥沙送入大海,而且,黄河入海口近几年生态系统不断改观。2008年,湿地核心区水面面积增加3345亩,入海口水面面积增加1.8万亩;2009年湿地核心区水面面积增加5.22万亩,入海口水面面积增加4.37万亩,地下水位抬高0.15米。同时植物繁茂,纵多两栖动物和鸟类回归,呈现了人与自然和谐相处的新景观。

1.2.4升华了先贤们的治黄理论,丰富了治黄方略。

在千百年的治黄过程中,治黄方略纷呈,理论不断。有的理论束之高阁,有的方略欲施即止,有的理论局部实施,有的方略难以转化。而目前黄河水利委员会实施的调水调沙,应该说是传承了先贤们治理黄河的成功经验和理论,并站在先贤巨人的肩膀上向治黄的伟业高端攀登,但又与时俱进,实施了大胆的创新,升华了先贤的理论。今天,黄河人能够借鉴先人的理论和经验,准确地利用现代化的基础设施和技术条件,大胆地试、大胆地闯,为治黄探索了新途径,不能不说在传承中有发展,在弘扬中有升华,在实践中有创新。

总之,调水调沙是在前人治黄的基础上,第一次完整地利用众多水库基础设施和现代技术手段的生产运行,既体现了人与自然和谐相处,又体现了人在自然面前不能消极无为,必须适应自然、利用自然的行为能力。通过调水调沙,将库区淤沙和河床淤沙冲入下游,输送入海,既保证了堤防不决口、洪水不泛滥,又减少了主槽河床的淤积,减轻了数百年来悬河的逼人态势。“调水调沙”实现了黄河10年不断流的伟大壮举,维持了黄河水资源的健康生命,为我国经济持续健康发展及沿黄地区工农业生产提供了巨大的水源支撑,促进了社会稳定、人民安康幸福。

 

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