黄河治理方案范例6篇

黄河治理方案

黄河治理方案范文1

关键词  国务院八七分水 水权调整  优化完善  生态补偿  省区

1. 国务院批复八七分水方案

1.1八七分水方案

1987年9月11日国务院办公厅转发了国家计委和水电部“关于黄河可供水量分配方案报告的通知”。这是我国首次由中央政府批准的黄河可供水量分配方案。该水量分配方案由国务院办公厅以国办发(1987)61号文通知各省(市、区)作为西线南水北调工程生效前黄河可供水量的分配方案。分配方案是基于黄河地表水资源量580亿m3,可供分配水量为370亿m3,输沙水量210亿m3。

1.2分配方案的局限性

现在看来,在那个时期已经考虑到了黄河水资源承载能力,统筹考虑生活、生产用水,但并没有生态环境用水,仅协调河道内与河道外用水。方案经历了较长时段的枯水期和严重断流的考验。

但是25前各省区对于水资源需求不像现在一样严峻,同时受其局限性不可能分配的十分科学和完美,比如山西省能源发展估计需求相当大,文件称“以山西为中心的能源基地大部分位于黄河流域,工农业需水量较大,水资源的供需矛盾更加突出”。当时分配43.1亿 m3,时至今日该省使用耗水15亿 m3,只占其分配指标的三分之一,当然有其山高水低,利用困难因素,导致山西省大量开采地下水,造成地下水位下降和水污染严重而引发生态环境问题,可以预见其未来即使扭转目前用水状况,其用水量也很难达到分配指标。

2.南水北调的确定性与不确定性

2.1西线南水北调工程不确定性

八七分水作为西线南水北调工程生效前黄河可供水量的分配方案,由于西线的不确定因素,很难说何时能够上马。西线经过了几十年的前期工作,近年国务院一度暂停了前期工作。西线主要问题在于生态环境的要求,以及长江及西南地区水资源遭遇枯水期和水利水电工程的大力发展,特别是我国政府承诺的节能减排目标,促使我国大力发展绿色水电能源,随着规划和开工建设大型水电站,生态补偿机制还没有建立,这都给西线的建设增加了不确定性因素。

2.2南水北调工程中东线的确定性

随着2014年南水北调中东线的通水,我国海河和淮河流域各省区水资源短缺得到局部缓解,受水区局部地区地下水严重超采得到遏制,生态恢复有了可能。原来黄河受水区缺水状况将有所变化。

因为黄河流域自身的水资源供需矛盾问题一直很突出,特别是西北干旱荒漠地区的治理更是需要安排一定水量来保证,黄河的水资源应该首先满足本流域生产生活和西北荒漠治理的需要为前提。基于上述南水北调西线引水工程不确定性和中东线引水工程的通水,要必要对黄河“八七分水方案”进行适当调整,使其逐步趋于合理和完善。

3.各省区政府相继批复了取水许可总量控制指标细化方案

黄河水量分配方案是我国大江大河中首次制定的分水方案,作用明显,在很大程度上促进了黄河流域各省区的计划用水和节约用水。

国务院八七分水方案是省区总量,没有划分干流、主要支流,需要细化到干支流以及地市。黄河取水总量控制指标细化体系是精细调度的基础。因此,各省区政府在流域机构的协调下相继批复了取水许可总量控制指标细化方案。

取水许可总量控制指标细化方案的颁布实施,将有利于加强分级总量控制,在有效遏制引黄用水需求的快速增长之时,有利于避免区域水资源配置格局的失衡和协调省(区)内部用水矛盾;有利于水权转让;有利于流域与区域的统一管理;有利于黄河水资源的统一配置和调度管理。各省区取水许可总量控制指标细化方案的实施,将更易显现干支流、各省区内部各市、各省区间实际用水与方案的不协调性及不合理性,将有助于“八七分水方案”的调整与完善。

   

4. 国务院批复第二次水资源综合规划

2010年国务院批复全国水资源综合规划,到2020年,全国用水总量力争控制在6700亿m3以内,到2030年,全国用水总量力争控制在7000亿m3以内;在该规划里涉及到黄河总水量由国务院八七批复的580亿m3减少到现在的535亿 m3,也就是说现状黄河来水量比国务院批复“八七分水方案”时减少了45亿m3,即处于逐步减少趋势,而流域各省区用水量却趋于增加,这其中尚未考虑流域生态环境用水量及其趋势。

各省区政府在流域机构的协调下相继批复了取水许可总量控制指标细化方案仍然是按八七分水指标进行的,以后如何协调或调整需要进一步的探讨和研究,使其适合流域和各支流水量的变化。

5.对八七分水中优化、完善与调整

结合国务院分水的背景与现状的黄河水量变化、流域各省区用水量增加以及荒漠治理和生态环境需水,在南水北调西线生效前和东中线2015年前通水后,有必要对八七分水中370亿m3做必要的完善与调整,进一步优化。

5.1青海省增加生态保护补偿水量

“三江源”地区号称“中华水塔”,是长江、黄河、澜沧江三大江河发源地,是我国最重要的水源涵养区和生态功能区,不但对维护西北地区的生态安全十分重要,也是遏制西部荒漠化向东侵袭的天然屏障,三江源生态保护区应当建立起一个长效生态补偿机制。青海省提供了黄河水量的一半以上,当年仅分配14.1 亿m3,建议给予生态环境用水2~3亿m3或更多。

5.2宁夏、内蒙古适当增加水量

八七分水方案已经考虑了黄河最大可能的供水量,特别指出:山西省因能源基地发展的需要,增加用水量50%以上;宁夏、内蒙古自治区当前农业用水较多(但有效利用率不高,今后主要应在节水中求发展)增加用水量10%左右;河北省、天津市今后一个时期需从黄河引水接济,分配用水量20亿m3。其它沿黄各省(区)一般增加用水量约30~40%。

宁夏、内蒙古属于少数民族地区也是国家发展侧重地区,其用水量早已超指标,并大幅度地实施了水权转换措施解决工农业、城市与农村用水矛盾,而当时并没有考虑生态环境治理用水量,为了持续发展和荒漠治理和生态环境保护,建议给予两自治区区各5亿m3,重点解决荒漠治理用水。

5.3河北、天津随着南水北调中东线的通水减少依赖黄河水量

八七分水方案中河北省、天津市今后一个时期需从黄河引水接济,分配用水量20亿m3。随着南水北调中东线的通水减少依赖黄河水量,建议核减河北天津的水量,以解决黄河自身生态环境治理和保护所需要增加水量。当然,随着“引黄入邯(邯郸)”2010年11月开始引黄河水,规划中河北省将来达到15亿m3。同时,北京有可能利用黄河水。

5.4山东省的用水指标水权置换方式

山东省也已超过了国务院分水指标,虽然有东线南水北调的补给,但由于山东省经济和工农业发展迅猛,用水仍依赖黄河水。建议山东省的用水需要增加指标可通过水权置换方式获取,以解决超指标用水问题,比如给予用水指标富余的陕西省、山西省初始水权不同方式的补偿机制。采用什么方式可以探索,如通过援建对口支援等方式,主要还是针对解决两省水资源利用存在问题,是否可以探索把省区内部采用水权转换解决工农业、城乡和区域用水矛盾问题,引用到流域各省区件,以解决流域内各省区存在用水指标余缺问题,或者采用递进收取水资源费,至少要对超指标用水部分加倍收取水资源费,从经济上给予制约。

5.5甘肃省用水

甘肃省也面临荒漠化治理需要更多水资源,特别是石羊河流域用水除了“引硫济金”,以及通过甘肃“景电”向民勤供水,将来黄河黑山峡河段开发如大柳树水利工程的建设“引黄济民”工程,将极大改善石羊河流域的生态。

5.6充分利用水资源使其发挥最大效益

在我国水资源短缺的情况下,需要进一步高效利用水资源,但是节约用水毕竟是有限度的,要认识到水资源年年更新的大背景,如何减少入海出境水量,是最根本的出路。

其实,水资源是天然可再生资源,每年都在不断更新。从年内角度看,我国大部分地区降水主要集中在汛期,其降水量占全年降水量的60%以上,经对汛期和冬季降水统计,扣除雪山冰川融水外,中国水资源每年更新来源于海洋季风大气降水超过90%以上。根据中国水资源公报,我国每年超过2.2万亿m3河川径流水资源没有被利用入海或出境了,而这些水量主要集中在南方,特别是西南。

我国水资源开发利用程度20%,但流域之间差异很大。特别是南方河流水能资源丰富而开发利用程度低,华北地区接近100%,海河和淮河每年大约引黄河水100亿m3,而长江流域只有18%,潜力巨大。

作者通过对黄河流域预测2013年将结束自1986年以来较长时段的枯水少水年,有可能出现一个平水年较丰的时期,随着污水资源化的全面使用,结合跨流域调水以及“洪水资源化”,,2015年将是北方环境修复成为一个“拐点”。

5.7建议调整的水量首先用于生态环境建设

在我国大江大河中,我们母亲河黄河是生态环境最为脆弱、大面积环境恶化,急需治理的河流,黄河流域还是水资源时空分布差别极大、人均占有量和耕地占有量较少的河流,同时还是水资源利用千差万别的流域,怎样合理把有限的黄河水用好,在解决好流域自身发展需要同时,把流域生态环境治理好。

黄河流域西北宁夏、内蒙一带生态环境恶化,不但影响下游,而且对我国华北地区也带来不利影响,所以两自治区生态环境治理事关重大。

建议调整的水量首先用于生态环境建设,改造荒漠化地区如河套地区相邻的毛乌素沙漠、库布其、乌兰布和沙漠和腾格里沙漠南缘。

把少量黄河水留到生态脆弱区改善生态环境,充分利用有限水量进行生态工程建设,再造“河套”和沙漠变绿洲将成为可能。 参考文献

[1]李东.浅析水资源开发利用率与水电开发率(j).中国水能及电气化,2010(5):31~35

[2] 中国水资源公报[r].水利部,2008

[3] 李东.高坝大库是我国大江大河长治久安的工程性保障措施. 2010-11-20

[4] 李东.地下水利用与保护规划技术分析.水信息网2009.12.28

黄河治理方案范文2

关键词:流域综合规划重点;亮点;难点;人工挖沙试验;西线南水北调

 

黄河特殊的河情决定了治黄工作的长期性、艰巨性和复杂性,治理黄河,历来是中华民族安民兴邦的大事,当今社会是黄河治理开发利用的最好时期, 总结 和谋划好流域规划是今后一个时期黄河治理开发和管理的 科学 蓝图,也是指导流域治理开发和保护的纲领性文件。

根据黄河流域综合规划修编中各类例会与主任专题会议中提出或探讨的观念、理念作了一些大致总结,试图分析其规划所涉及的重要问题。在各专业规划、专项规划和重要支流规划的基础上,充分考虑黄河的特殊性最大特点,分析黄河流域综合规划中的重点、难点以及亮点。

重点是水沙调控体系建设,流域治理开发的“红线”、“底线”设置、限制性约束条件、流域管理能力建设等;难点滩区治理模式研究、黑山峡河段开发方案论证等。

亮点:流域综合规划修编重点也是本次规划的亮点,尤其水沙调控体系与综合规划控制性指标及限制性条件,也是与历次规划不同之处,即所谓本次规划的创新点。

笔者还认为可在内蒙古河段开展人工挖沙试验性工作,坚持“上拦下排、两岸分滞”调控洪水和“拦、排、放、调、挖”综合处理泥沙的方针中的“挖”沙,一直是黄河治理很少使用的五字方针之一。

另外,西线南水北调也是不可回避的重点难点,继续开展前期工作不可有所放松。

 

1.流域综合规划中的重点

围绕黄河“水少、沙多,水沙关系不协调”的特点,以“增水、减沙,调控水沙”为主线,统筹黄河防洪减淤、水土保持、水资源利用、水资源和水生态保护、流域综合管理等要求,构建黄河治理开发的总体布局和综合管理的框架体系。

1.1 水沙调控体系建设

黄河水沙调控工程体系应包括黄河干流龙羊峡、刘家峡、黑山峡、碛口、古贤、三门峡、小浪底七大骨干水库和支流泾河东庄水库、沁河河口村水库、伊洛河陆浑与故县水库等,非工程体系主要包括水沙预报系统、不同空间尺度和不同时间尺度的水沙调控调度模型等。黄河水沙调控工程体系必须保证黄河水沙的多年调节、满足调水调沙对水流动力的要求、能够调节水库泥沙、满足小北干流放淤对水沙条件的要求、确保黄河不断流以及支持流域 经济 社会 发展 等。

水沙调控体系建设是黄河“水少、沙多、水沙不平衡”河情的要求,通过完善的调控体系协调好水沙关系的思路是对的。通过小浪底水库调水调沙试验说明,调水调沙可以减少下游河道淤积,恢复河道主槽的过流能力。但是,单靠小浪底水库既承担冲沙又解决供水很困难,目前利用异重流加大含沙量又受外界条件限制,如果有两个水库互相配合,就可使出库含沙量加大;另外上、下游问题不同,也需要不同的水库来解决。因此,建设完善的水沙调控体系是必要的。

当前,要加快与黄河水沙调控体系有关骨干工程前期工作步伐,主要包括南水北调西线一期工程、古贤、大柳树及黄河支流沁河河口村、泾河东庄等水库的前期工作。以便为工程的及时开工建设创造条件,加快完善黄河水沙调控体系建设与相应的管理体制的建设。

1.2 “红线”、“底线”设置与限制性条件

按照水利部批复的《黄河流域综合规划任务书》(水规计[2007]320号),明确黄河治理开发利用的限制性条件和控制性指标为其主要内容之一。《黄河流域综合规划修编工作大纲》要求的主要任务和工作内容为:结合国家关于优先开发区、重点开发区、限制开发区和禁止开发区的主体功能区划,考虑区域经济社会发展和维持黄河健康生命对黄河治理开发、保护与管理的需求,统筹协调资源利用和保护,在防洪区划、水功能区划基础上,依法划定干、支流河段的功能区划,明确各功能区定位和目标,提出相应的治理、开发、保护和管理的任务和控制性指标。

控制性指标的确定,是本次规划修编的新内容。因此,在划定时可能不是很准确,“红线”、“底线”可能是一个数据,可能是一个范围,也可能是一个概念,可能会有不同意见。但要从流域生态修复与环境保护的高度出发,对存有争议的流域治理、开发和保护的控制性指标要从严控制,待今后认识统一后再作调整。

围绕黄河不同河段可能涉及到的包括水生态保护、水资源保护、防洪(防凌)减淤、供水灌溉、岸线利用等主要任务,统筹考虑维持黄河健康生命和支持流域及相关地区经济社会发展的需求以及相互影响和制约,本着“概念明晰、相互独立、全面与重点结合、便于操作”等基本原则,筛选出12项可量化控制性指标。控制性指标由指标名称和指标数值组成,其指标数值一般以上限、下限或一定限制范围的数值来表示。分析确定现状(规划基准年)和规划水平年(近期2020年、远期2030年)控制性指标的数值,作为制定不同河段规划方案和对此进行综合管理的定量控制指标。

平滩流量:表征河道主槽的行洪输沙能力,指在水流不漫滩时河道主槽可以通过的最大流量。主要针对黄河下游河段。平滩流量是与主槽横断面面积、主槽深度、主槽纵坡降和边壁糙率等有关的一个综合指标。

“红线”、“底线”设置与限制性条件或约束条件最终反映在规划报告相应的章节中。

1.3 流域管理能力建设

本次规划增加了流域综合管理规划的内容。

黄河治理开发与管理是一项复杂庞大的系统工程,既要综合解决矛盾特殊的水事问题,又要统筹协调流域与区域之间的管理关系,以及流域内有关各方之间的利益分配关系。为此,黄河治理开发与管理要建立完善流域与区域管理相结合的管理体制及运行机制,健全以《黄河法》为核心的黄河政策法规,增强流域执法能力、监督能力、信息能力,积极推进流域统一规划、统一管理、统一调度。

管理体制要建立流域管理与行政区域管理相结合的体制,管理能力加强,建立流域生态补偿机制,滩区政策与立法。

2.流域综合规划中的难点

2.1 滩区治理模式研究

为了保障黄河下游滩区人民生命财产安全,国家安排部分资金进行了滩区安全建设。根据以往成功经验和教训,黄河下游滩区安全建设工程措施包括三种方式,即外迁安置、滩内就地就近安置、临时撤离。滩内的避水工程投资主要靠群众负担,国家适当补助,外迁安置国家也给予部分补助,但总体规模都较小。截至2007年底,黄河下游滩区总人口189.5万人,其中已有1027个村(镇)、88.9万人有了避水设施,还有901个村(镇)、100.6万人没有避水设施。滩区现有避水村台面积8425.08万m2,道路1304.4km。

目前滩区存在的突出问题:一是部分河段河道槽高、滩低、堤根洼,滩唇一般高于黄河大堤临河地面3m左右,最大达4~5m,“二级悬河”发育,河道横比降远大于纵比降,威胁滩区安全。二是黄河下游滩区居民多,长期以来滩区安全建设投入少,进度缓慢,安全建设严重滞后,安全建设任务非常巨大。三是滩区洪灾风险大,自救能力差,而较大基础设施难以决策建设,发展速度与潜力很小,经济发展和群众生活水平低,已形成了沿黄的贫困带。四是淹没补偿政策缺位,滩区群众修筑生产堤以减少淹没损失,而生产堤阻碍了滩槽水沙交换条件,加剧了“二级悬河”的发育,是滩区经济社会发展与治河矛盾突出的根源。

“黄河流域综合规划报告(初稿)”提出多个拟定方案比较分析后规划推荐滩区治理采用逐步废除生产堤方案。

齐璞教授在“黄河下游滩区治理的最佳方案”提出了自己的建议:经过多年的研究,黄河大洪水发生的机会大幅度减少,部分河道经过双岸整治,形成稳定的窄深河槽,小浪底水库的运用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,“由窄河发展到窄槽宽滩,即窄槽用于排洪输沙,宽滩用于较大洪水时滞洪削峰”,滩区问题才能得到合理的解决。

水利部副部长胡四一认为,滩区和滞洪区特殊地理位置和生产生活环境的恶劣,严重制约了地区经济的发展和人民群众生活水平的提高。希望各级各有关部门在积极争取国家对滩区实行补偿政策、加大对滩区和滞洪区投入力度的同时,积极汲取近年来滩区治理的一些成功经验,积极探索一条适应滩区群众生产发展的途径,使他们尽快脱贫致富。

2.2黑山峡河段开发方案论证

黄河黑山峡河段开发有高坝与低坝多级开发的不同方案。

1992年水利部上报国务院的《黄河黑山峡河段开发方案论证报告》和1997年完成的《黄河治理开发规划纲要》,推荐黑山峡河段开发采用大柳树高坝一级开发方案。近年来,甘肃省从尽量减少水库淹没损失、减轻移民安置难度的角度出发,又提出黑山峡河段采用红山峡、五佛、小观音和大柳树低坝四级径流式开发的方案,并以甘政函[2005]10号文报送国家发改委和水利部。

黑山峡河段的开发任务以反调节、协调水沙关系和防凌(防洪)为主,兼顾供水、发电,全河水资源合理配置,综合利用。

由于龙羊峡刘家峡水库距离远,无法满足凌汛多发河段宁蒙河段的防凌与河道冲沙减淤,同时也应考虑未来南水北调西线调水蓄水的需要,为将来甘肃宁夏内蒙古三省区再造河套与治理荒漠化提供了可能,所以黑山峡河段开发要着眼全局和长远公益性利益。

2.3西线南水北调可行性研究

南水北调西线工程从长江上游干支流调水进入黄河上游,是补充黄河水资源不足、解决黄河流域乃至西北地区干旱缺水问题的重大战略措施,是“四横三纵”总体布局的重要组成部分。

南水北调西线工程的供水范围覆盖黄河全流域及邻近的河西内陆河地区,其作用主要是缓解黄河水资源紧缺的严峻局面,为黄河上中游部分地区和相邻石羊河下游的生态建设提供水资源保障,遏制生态环境严重退化的趋势。

根据2002年12月国务院批复的《南水北调工程总体规划》,南水北调西线工程规划在长江上游通天河、支流雅砻江和大渡河上游筑坝建库,开凿输水隧洞穿过长江与黄河的分水岭巴颜喀拉山,调水进入黄河上游。

根据项目建议书成果,南水北调西线一期工程从雅砻江上游甘孜以上地区、雅砻江支流鲜水河的达曲和泥曲、大渡河西源绰斯甲河的色曲和杜柯河、大渡河东源足木足河的玛柯河和阿柯河直接调水到黄河干流。线路全长325.5km,隧洞段长320.9km,调水规模为80亿m3。调入水量与黄河自身水资源统一配置和管理,可全面缓解黄河水资源供需矛盾,促进流域经济社会可持续发展,保障流域乃至全国供水安全、能源安全、粮食安全和生态安全均具有重要作用。

3.流域综合规划中的亮点

3.1 控制性指标和限制性条件

黄河控制性指标和限制性条件是流域综合规划修编的亮点,也是与历次规划不同之处,即所谓本次规划的创新点。

水利部部长陈雷要求实行最严格的水资源管理制度。这一制度核心是建立水资源管理三条“红线 ”:即水资源开发利用红线,严格实行用水总量控制;用水效率红线,坚决遏制用水浪费;水功能区限制纳污红线,严格控制入河排污总量。

水利部矫勇副部长在2007年7月18日召开的“流域综合规划修编部际联席会议第一次全体会议”上所讲:控制性指标的确定,是本次规划修编的新内容。因此,在划定时可能不是很准确,底线可能是一个数据,可能是一个范围,也可能是一个概念,可能会有不同意见。但要从流域生态修复与环境保护的高度出发,对存有争议的流域治理、开发和保护的控制性指标从严控制,待今后认识统一后再作调整。

黄河水利委员会李国英主任在研究黄河流域综合规划控制性指标和限制性条件会议指出设置控制性指标的目的是为人类活动划定一条不可逾越的“红线”,在维持黄河健康生命的前提下严格规范人类活动中的涉河事务。要区分清楚规划目标与控制性指标。规划目标范围广、内容多,控制性指标范围相对较窄、内容较少,刚性约束强。控制性指标的设置要抓住主要矛盾,突出关键性指标,重点把握以下三个方面:第一,关于控制性指标的关键点,一是超过或达不到指标将危及人类生存安全,二是超过或达不到指标将危及河流生命安全,三是超过或达不到指标将危及流域或区域生态安全;第二,控制性指标按照重要和关键程度排列依次为干流控制性指标、支流控制性指标、区域控制性指标;第三,凡是国家有关 法律 法规所规定的内容,不要再设立控制性指标,要突出法律法规没有涉及到的关键控制点。

控制性指标要体现空间、时间、数量三要素。

控制性指标的设置以体现黄河的突出问题为原则。可设置以下六类控制性指标:防洪防凌控制指标,输沙用水控制指标,供水安全控制指标,水质控制指标,生态安全控制指标,用水控制指标。

3.2黄河水沙调控体系建设

黄河水沙调控体系建设是黄河流域有别于其它流域机构独有的,是流域综合规划修编重点工作也是本次规划的亮点,小浪底水利工程的运行和九次调水调沙伟大实践,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,水沙调控体系建设是黄河治理重要措施,本次规划重中之重。

黄河是世界上最复杂难治的河流之一,其症结在于水少、沙多、水沙关系不协调。解决这个问题的途径是建设水沙调控体系,并藉此塑造协调的水沙关系。

黄河调水调沙是通过水库联合调度、泥沙扰动和引水控制等手段,把进入黄河下游不平衡的水沙关系塑造成协调的水沙过程,是提高黄河下游防洪减淤能力的有效途径。黄河水利委员会在2002~2009年间,先后进行了三次调水调沙试验和六次生产运行,取得了丰硕的成果,同时进一步深化了人们对黄河水沙 规律 的认识。

为了达到这个目的,仅仅靠小浪底水利枢纽工程孤军奋战是不够的。需要与水沙调控体系中的其它控制性工程相互配合,来共同完成这一使命。近期研究结果,在小浪底水利枢纽工程上游,且距小浪底最近的古贤水利枢纽,可与小浪底水利枢纽联合运用,实现1+1>2的水沙调节效果。

规划要达到的最高目标是为黄河的长治久安提供保障。

 

4.一些看法与思考

4.1充分认识治黄工作的长期性、艰巨性和复杂性

治理黄河,历来是中华民族安民兴邦的大事。黄河特殊的河情决定了治黄工作的长期性、艰巨性和复杂性。本次规划安排主要包括水沙调控、防洪减淤、水土流失综合防治、水资源开发利用及调度、水资源和水生态保护、流域综合管理等方面的内容。

4.1充分利用现有的水利工程与管理模式

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。

在输沙量和含沙量均居世界第一的河流上,要用有限的库容去适应相对无限的来沙,保持水库有效库容永续利用,需要不断探索、不断创新、不断实践。因此,黄河水利委员会将一如既往地对小浪底水利枢纽工程的调度运行表示高度关切,认真研究其 科学 的调度运行方式,千方百计延长其淤积库容使用年限,充分发挥其社会效益、生态效益和 经济 效益。

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,黄河长治久安的人类 历史 的宏伟创举。调水调沙抓住并遵循利用 自然 规律与趋势而为之,不仅塑造洪水洪峰,还应抓住机会充分塑造与利用“中常洪水”挟沙。

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。同时相应增加了水库极为宝贵的库容,延长小浪底水库淤积泥沙的时间,更多的利用小浪底有效库容冲沙与防洪。

黄河治理开发与管理要建立完善流域与区域管理相结合的管理体制及运行机制,依据政策法规,增强流域执法能力、监督能力、信息能力,积极推进流域统一规划、统一管理、统一调度。

要充分认识到古贤水利枢纽与黑山峡河段开发是公益性枢纽工程意义。

4.2以调为核心的治河方略综合治理

在“拦、排、调、放、挖”,以调为核心的治河方略,优化水沙搭配。可以增加洪水的造床和输沙作用,只有把泥沙调到洪水期输送才能充分利用下游窄深河道“多来多排”、“多输沙入海”的输沙规律;只有把泥沙调节成含沙量较高时输送才能节省输沙用水。

着力构建治理黄河泥沙的“三道防线”,特别是粗泥沙的治理。第一道防线是黄土高原上的粗泥沙拦沙工程(现粗后细);第二道防线是水库拦沙(拦粗泄细);第三道防线是滩区放淤(淤粗排细)。

笔者还认为坚持“上拦下排、两岸分滞”调控洪水和“拦、排、放、调、挖”综合处理泥沙的方针中的“挖”也可在宁夏内蒙古重要防凌河段开展人工挖沙试验性工作。内蒙古河段放淤由于没有洪水流量无法实施,可利用北岸的低洼建立“分凌滞洪区”,利用人工与机械化等挖出淤积河道的泥沙向低洼处堆积可望改良土地。通过内蒙古河段的试验性实践,如果效果较好可在中游潼关以及黄河下游如河口等处开展实施人工机械挖沙扰沙实验性探讨。

4.3西线南水北调前期仍需不懈努力

黄河流域属资源性缺水地区,黄河又是我国西北、华北地区的重要水源,其中水资源开发利用中三分之一用于黄河流域外用水,每年近百亿立方米的贡献于海河与淮河流域,其中包括天津、河北白洋淀。

2015年前南水北调中、东线将建成供水,到那时,我国大型的水利工程建设将没有了,正是西线南水北调建设的最佳时机;黄河流域以及西北地区的水资源缺失将依赖于西线南水北调。因此,西线南水北调前期仍需不懈努力,不可放松。

4.5滩区要面对现实:洪水漫滩仍不可避免,建立滩区安全带(区)和利用滩区洼地人工放淤

滩区治理方案尽量减少财产的损失,同时也要客观看待滩区的治理难度,无论下游河道“宽河”、“窄河”,以及河口村水库的运用,黄河下游出现1万以上的大流量将可能大幅减少,但是,如果有超过1.2万至1.5万流量的洪水,滩区部分上水在所难免,要正确对待。特别要指出的是北方河流长期不来中常洪水,一旦特大洪水来时因河道的萎缩将造成更大的洪涝灾害,“大水出好河”是我们值得期待的。

当然滩区治理方案要有完善如滩区安全建设方案、滩区淹没补偿政策和“驼峰”段和“二级悬河”等治理方案。

在滩区内经济较发达的村镇或高滩老滩建立区域安全带(区)减少滩区漫滩的可能。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出现的严重的“二级悬河”变为“一级悬河”。

人工放淤也为“泥沙资源化”提供的可能,泥沙淤积使荒滩变良田,建筑材料等。

 

4.6减沙目标的制定

黄河流域黄土高原严重水土流失造成的巨量泥沙入黄,是黄河复杂难治的症结所在。搞好黄土高原特别是多沙粗沙区的水土流失综合防治,不仅是减少黄河泥沙的根本措施,而且对改善当地生态环境、促进地区经济 发展 具有重要作用。

黄河治理方案范文3

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

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。

黄河治理方案范文4

关键词:战略;堤防;险点隐患;截渗墙;堤沟河

Abstract: according to the basic condition of dike near the lower reaches of the Yellow River, cause of formation near the dike, dike pit River, well drainage, hidden danger, harm to the flood, with the first rush of relief, to focus on the general, after the first back after Kanawha, after the first pit river embankment eliminating principles and corresponding reinforcement measures, taking reinforcement the corresponding measures according to the specific situation.

Keywords: strategic; embankment; hidden danger; cutoff wall; ditch River

中图分类号:TV871文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)

1、基本现状

根据黄委治理黄河下游工程管理工作精神,黄河下游近堤基本情况非常复杂,对防汛影响较大,险点隐患必须消除,采取相应的除险加固措施,消除险点隐患的危害,以达到防洪保安全目的。

1.1堤防不决口修做工程措施

①截渗墙、堤沟河工程:截渗是近几年来黄河采用的防渗措施。一是对近堤险点、隐患、坑塘、堤沟河、井渠进行加固处理;二是对于沿黄村队搬迁投资较大,土地稀少,不能搬迁的进行加固。分别采用了振孔高喷、钻孔水泥泥浆、垂直辅塑、防渗土工(膜布)等加固技术。堤沟河采用近堤淤填抬高高程,减少渗径,洪水时避免顺堤防洪。

②背河淤填工程:根据设计要求放淤固堤是黄河下游的一项创举,也是黄河下游堤防加固的法宝,一举多得。长期实践证明,放淤固堤有着其它方案无法比拟的优点,首先,放淤固堤将堤身、堤基的渗流稳定问题,填筑不实、土质不良、獾狐洞穴等隐患问题一并处理,可以显著提高堤防的整体稳定性,有效解决堤身质量问题、处理堤身和堤基隐患;其次较宽的放淤体可以为防汛抢险提供场地、料源等;再次,可以从河道中挖河,有一定的疏竣减淤作用,优其是还可以利用黄河泥沙、变害为利。因此长期实施放淤固堤,利用黄河泥沙淤高背河地面,在加固堤防的同时淤筑“相对地下河,使地上”悬河“形似地下流水,实现黄河的长治久安。

③防浪林带:堤防防浪林是近几年来采取的防护新措施,基本上采取优质比较速生的“速柳172”新品种,它生长迅速成林快的优点。一是:大洪水时期风大浪急,减少风浪对堤身的冲击,造成的堤坡坍塌;二是减缓顺堤流势,落淤抬高近堤地面高程;三是减缓顺堤流势防止顺堤行洪带来的严重危害;四是为洪水时期抢险提供了充足的枯料;五是给标准化堤防提供了靓丽的绿色生态林带。

④大堤加培及前后戗工程:大堤帮宽加高,主要是大堤加大了断面,增加了渗径,建成标准化堤防后,从环境、社会、生态、抗洪、运输等几个方面大大改观。

2、江堤

2.1数字黄河工程的必要性:为实现新世纪治黄目标,全面贯彻落实水利部“从传统水利向现在水利可持续发展水利转变,以水资源可持续利用支持流域经济社会可持续发展”,这一新时期的治水思路,黄委提出了建设“三条黄河”的战略措施,在实际应用中通过对原型黄河的研究,提出黄河治理开发与管理的各种需求,利用数字黄河对黄河治理开发方案进行计算机模拟,提出若干可能方案或预案,利用模型黄河对数字黄河提出的可能方案或预案进行试验,提出可行方案或预案,最后将所选方案或预案,在原型黄河布置或实施,经过原型黄河实践逐步调整、优化的保障,为实现各项治理开发方案的技术选进、经济合理、安全有效。

2.2信息是科学决策的基础:任何管理与抢险决策都是建立在丰富的、全面的信息基础上,没有信息支撑便成为无源之水,过去受技术手段限制,大多数抢险等靠人工进行,无论在空间、时间、尺度上都难以满足抢险决策的需要,通过数字黄河工程建设,增加自动监测,遥测卫星和航遥感等现代化信息传递,增强对抢险的信息传递的准确把握的能力。

2.3机构改进措施,加强防汛力量,提高人员素质。在定编的基础上,加强防汛力量将业务精干、工作效率高、责任心强的专业技术人员充实到防汛机构,形成一支少而精、高素质的专业队伍。加大对防汛专业人员的培训力度,采取理论相结合的培训方式。一是提高业务技术素质;二是更新知识,使防汛抢险人员随时了解新的技术知识,并运用在具体工作中去加大防汛宣传力度,克服麻痹思想,增强抗大洪、抢大险的忧患意识,确保黄河堤防安全。

3、防冲处理

水闸下游护坦、海漫及两岸护坡的冲刷是水闸的最普遍的现象。对于消力池设计达不到要求的,未能充分消杀过闸水流的能量引起的冲刷,可以采取设置二道消力坎的办法来处理。

对于由于海漫干砌块石过小引起的局部冲刷,可采取抛大块石或砼四面体的办法来处理,也可以采用少筋砼或埋石砼重新修建海漫,并在海漫末端设置抛石防冲槽或打板桩进行防冲。

对于下游二岸也同样可以采取块石护坡的办法进行处理,在施工的时候一定要注意做好反滤垫层,以防止被水流淘空块石下面土体产生塌陷破坏。

4、江堤的检查

堤防外部检查一般分为经常性检查、定期检查和特殊(临时)检查。经常性检查是指由工程管理人员按照岗位责任制要求进行的工程检查。定期检查主要是指由基层管理单位按规定进行的工程全面普查,一般每年汛前、汛后各组织进行一次“徒步拉网式”的工程普查。特殊检查是指当工程处于非常运用条件下(如特大暴雨、飓风、地震、持续高水位等)进行的检查。

4.1外部检查的主要内容有:堤身雨淋冲沟、陷坑、动物洞穴、裂缝、渗漏、滑坡、崩岸。堤基的薄弱环节,如取土坑、池塘、坑道、未封堵的钻孔、违章水井等。堤防穿堤建筑物及与堤身结合部的变形、裂缝、渗漏、淘空等缺陷。

4.2堤身隐患检查

堤身隐患是削弱堤防抗洪能力,造成汛期抢险的主要根源。不论是汛前检查,还是平时管理中的维修养护,都应将它视为重点。

4.3堤防经常发生的隐患主要有:生物洞穴、植物腐烂形成的空隙,堤内暗沟、暗管、废井、坟墓,堤身填筑隐患(冻土块、大块土、工段接头、新旧堤结合面、裂缝)等。

5、隐患探测资料

堤防安全检查除沿堤进行实地查看和调查访问外,还应采取一些必要的探测措施,以及早发现和消除堤身隐患,达到确保堤防工程安全的目的。常用的探测方法有:人工或机械锥探、电法探测。

锥探可以根据锥头的进入速度(阻力)、声音等,凭感觉判别是否存在隐患,同时还可以向锥孔内灌入细沙或泥浆,进行验证的同时也对隐患进行了处理。

电法探测是地球物理勘探的一种方法。它是根据地下岩土层在电学性质上的差异,借助一定的仪器装置量测其电学参数,通过分析研究岩土电学性质的变化规律,结合有关岩土层资料,推断地下一定深度范围内的隐患存在情况

表堤防建设和出险情况的历史资料

6、结语

黄河治理方案范文5

关键词:南水北调 西线工程

(一)西线调水的必要性

黄河多年平均年径流量580亿立方米,河道内生态环境低限需水量210亿立方米,相应黄河可供国民经济耗用河川径流为370亿立方米,并按此水量分配到有关省、自治区(参见表2-2,黄河可供水量分配方案)。

随着沿黄地区工农业生产的不断发展,耗用黄河水量大量增加。据1988-1992年用水统计,黄河供水地区年均引用黄河河川径流量395亿立方米,耗用水量307亿立方米,黄河河川径流耗水率已达53%,与国内外大江大河相比,水资源利用程度属较高水平。

黄河作为我国北方地区最大的供水水源,以其占全国河川径流2%的有限水资源,承担着全国耕地面积的15%、全国人口的12%及50多座大中城市的供水任务,同时还有向外流域部分地区的调水任务。黄河供水范围和供水人口,已经超过了黄河水资源的承受能力,必然导致供需失衡。下游河段频繁断流是黄河水资源供需失衡的集中表现。

黄河水少沙多,下游河床不断淤积,“悬河”的危险程度加剧,黄河汛期的大洪水,仍然是中华民族的心腹之患,而非汛期缺水会造成大面积的干旱灾害。汛期防洪与非汛期干旱形势都很严峻。这说明,对于防洪与抗旱,既要求雨绸缎,防患于未然,保证安全渡汛,又要设法补充黄河水资源的不足。由于黄河水资源供不应求,已产生一系列社会、经济与环境问题,且日趋严重。据预测黄河流域和相关地区,正常年份2030年缺水150亿立方米左右,枯水年份缺水则更为严重。

黄河上中游的青、甘、宁、蒙、陕、晋六省、自治区,地域辽阔,矿产资源丰富,只要有水,发展工业和农林牧渔业的潜力很大。水资源具有不可替代的特性,因此解决缺水问题必须开源节流。在黄河流域大力发展节水具有一定的潜力,然而也是有限度的,根本出路在于借助外来水源。长江多年平均径流量9600亿立方米,为黄河的16倍。调引长江的部分水入黄河,以丰补歉,是解决黄河缺水的根本途径,也是西部开发,解决西北干旱缺水的重要举措,从改善资源配置来说,西线调水势在必行,而且是一项十分艰巨而又必需的战略任务。

(二)前期工作简要回顾

早在1952年,黄河水利委员会(以下简称黄委会)就组织查勘了从通天河引水入黄河的路线。1958—1961年,黄委会组织了1000多人次到西部地区进行查勘,范围东至四川盆地西部边缘,西达黄河长江源头,南抵云南石鼓,北抵祁连山,约115万平方千米,归纳提出过四条可供进一步比较研究的自流引水线路:

①由金沙江玉树附近引水至积石山附近的贾曲入黄河,简称玉—积线。

①由金沙江恶巴附近引水至甘肃境内的洮河,简称恶—洮线。

①由金沙江翁水河口引水到甘肃定西大营梁,简称翁—定线。

④由金沙江石鼓引水入渭河,简称石—渭线。

与此同时,还组织了中国西部南水北调引水地区综合考察队,有工程地质、矿产地质、地貌、动物、水生动物、工业、农牧业、交通运输等专业700多人参加,对整个调水区的自然条件、自然资源、经济状况进行调查,还为引水渠道作了渗漏试验。

通过这3年多的研究,外业工作完成了大量的地形测量、地质测绘、线路和大型建筑物地址查勘,并取得大量的自然环境和社会经济资料。到1962年各项外业工作基本结束,内业资料整理工作延续了若干年。

从现在北方缺水的情况看,当时对西部水资源的南丰北缺的宏观估计是正确的,开展南水北调的研究工作是有远见卓识的,当时提出的西部调水总体布局框架,从宏观上控制了调水的范围和供水的区域,为以后分期开发规划奠定了基础,当时大范围的调水研究初步了解了工程技术上的难度和存在的问题,为以后进行工程方案的研究提供了有益的经验。

1978年以后,黄委会又组织多次西线调水查勘,并对1958-1961年的西部调水方案和研究工作进行了认真的分析,认为:

①通过以往大量的工作,对西部调水已有一个宏观全面的认识,提出的总体布局框架有较好的控制作用。

②调水量和工程规模应有一个适当的限度。

③西北地区缺水是一个不断增长的过程,与之相适应,调水工程也应由小到大,分期开发,逐步扩展。

因此,在原西部调水的大范围、大工程规模、大调水量的总体布局框架下,缩小研究范围,从距黄河较近,调水量适宜、相对工程难度较小的通天河、雅砻江、大渡河调水,初步规划,从通天河调水100亿立方米、雅砻江调水50亿立方米,大渡河调水50亿立方米,三条河年最大调水量200亿立方米。

有关部门和专家们肯定了这个思路。1987年7月国家计委决定将西线调水超前期规划研究列入“七五”、“八五”计划,经过10年时间,黄委会于1996年完成了超前期规划研究工作, 1996年下半年开始进行规划阶段的工作,可望于2000年完成南水北调西线工程规划报告,并提出先期工程开发方案。

(三)调水区概况

调水地区位于青藏高原东南部,在青海省玉树、果洛和四川省甘孜、阿坝四个藏族自治州境内。巴颜喀拉山是调水的长江水系河段与黄河相应河段的分水岭,引水坝址、输水线路和动力电站布置在巴颜喀拉山两侧。巴颜喀拉山以北的黄河地势,从海拔高度3400米上升到海拔高度4600米,巴颜喀拉山以南的地势,雅砻江地势高,其右侧通天河地势低,其左侧大渡河地势更低,海拔为2900-4200米,山南长江水系河床高程低于山北相应黄河河床高程80~450米。

这个地区年内气候无四季之分,称作冬半年(11月至次年4月)和夏半年(5月至10月),冬季长而寒冷,夏季短而凉爽,多年平均气温-4.9~3.3℃。一般平均气温随高度增加而减少的比值为每百米0.7℃,在其它条件相同时,纬度偏北1度,年均气温降低1.2℃。太阳辐射强,日照时间2500~2700小时,太阳能资源丰富。

在海拔3000~4500米的地区,地面气压大都在600~700百帕之间,相当于海平面气压的60%左右,空气中的含氧量相当于海平面的72%~60%,大约海拔上升1000米,含氧量减少10%。

降水量由北向南、由西向东逐渐增加。南部年降水量为600毫米,往北至巴颜喀拉山南麓为500毫米,东部大渡河河源为700毫米,往西至通天河一带为500毫米。年蒸发量在1000毫米以上。

人烟稀少,平均每平方千米2人,最少的为每平方千米0.4人。交通不便,目前对外交通主要依靠川—青、川—藏、青—藏公路。州县之间有公路相通,部分县乡之间有支线公路。总之,调水地区,气候寒冷,含氧量不足,人烟稀少,交通不便,经济文化处于落后状态,水资源利用程度很低,水资源开发的潜力很大。岩体岩性,主要为三迭系浅变质砂岩、板岩,较坚硬,所以地质上既有修建调水工程的有利条件,也有不利条件。

(四)调水工程初步方案

青藏高原基础资料比较缺乏,为了摸清调水区地形、地质等各方面情况,勘察队员历尽千辛万苦,在高寒缺氧,气候多变的情况下,克服难以想像的困难,为西线工程做出巨大奉献和牺牲,经过10年超前期规划研究工作,完成了雅砻江、通天河、大渡河调水区大量的勘测工作。包括各种比例尺的航空摄影图、地形图、工程地质图、地质遥感图、区域地质调查、区域地质构造调查、地震基本烈度复核等各项工作。与此同时,还完成各类规划研究报告上百份。这些基础工作相当一部分填补了这个地区的空白,不仅为西线调水工程提供了资料,而且对长江、黄河上游的治理开发,乃至西部大开发准备了相关基础资料。

1.基本认识和思路

巴颜喀拉山是黄河、长江的分水岭。分水岭以北,为黄河河源区,低山丘陵,河谷宽阔,谷坡平缓。分水岭以南,自西向东有通天河、雅砻江和大渡河及其支流,降水量较黄河水系大,地形切割较深,以峡谷河道为主,通天河、雅砻江和大渡河上游河段的河床高程较相应黄河河床高程低80~450米,欲调长江水入黄河,需要建坝壅高水位,开凿隧洞穿过巴颜喀拉山。10多年来,对调水工程作了多种方案的考察研究和比选,认识不断深化,思路得到拓展。

(1)可调水量与海拔高度相关按多年平均水量,通天河124亿立方米,雅砻江604亿立方米,大渡河470亿立方米,三条河总水量1198亿立方米,从水资源的总量看,调水量还可大大增加,但若考虑到海拔高度,情况就大不相同了。根据地形特点,引水坝址越向下游移动,海拔高度越低,距离黄河越远,可调水量越大,则工程规模越大;反之,引水坝址越往上游移动,距离黄河越近,虽然工程规模较小,但可调水量越小。因此,只有把引水坝址设于适当的海拔高度,以使工程规模适当,可调水量适宜,同时调水对下游的影响也保持在一定限度内。

经研究通天河、雅砻江的引水河段海拔高度在3500米、3600米以上,大渡河海拔高度在2900米以上,在此高度范围内,三条河共有径流量243亿立方米。因此,三条河的可调水量在200亿立方米以内比较适宜。

(2)输水线路从以明渠为主转变为以隧洞为主过去,研究输水线路时,根据当时的技术条件,多采用绕山开渠的办法,这样不仅使输水线路增长,而且还存在一些特殊的技术问题,从现在川藏、青藏公路的运行情况看,每当夏季雨水集中时,有些地段经常塌方,线路多处中断,而一条宽几十米的水渠,不要说修建的难度,就是维护正常通水,其难度亦很大,由于塌方,还可能造成渠道破坏。因此,在青藏高原多数地段不宜采用明渠,原因为:

①调水区地质构造、断裂发育,展布方向多与河谷走向一致,顺河谷修建大明渠,整体稳定性差,易造成整体垮塌。

②调水区谷狭坡陡,岩层多呈高倾角近直立状,分布有季节性冻土、滑塌体、泥石流,在潜水作用和地震、冻融破坏下,明渠易遭到局部破坏,影响正常运行。

③在半山开挖很宽的明渠,因山势较陡,需要很高的边坡,工程量浩大,施工艰难。

④工程处于高海拔、寒冷地区,明渠容易结冰,影响引水,大明渠发生局部破坏时,清理维修困难。

近几十年来,国内外长隧洞施工技术发展很快。国外已建成10千米以上隧洞95条,瑞典建成80千米长的输水隧洞,芬兰赫尔辛基供水隧洞长120千米,秘鲁在海拔3000~4000米的地区建成总长约90千米的马赫斯输水隧洞,英法海底隧洞长38千米。国内已建成引大入秦输水隧洞总长75千米,正在建设的万家寨供水工程隧洞总长200多千米。经分析比较,结合青藏高原的特点,认为采用掘进机开凿西线长隧洞技术上是可行的,输水线路遂以明渠为主转变为以隧洞为主。

(3)倾向于自流调水,但不放弃抽水方式在调水工程方案的研究中,过去认为打长隧洞几乎是不可能的,因而只考虑抽水方式以尽量缩短穿越巴颜喀拉山的隧洞长度。隧洞技术的发展,开凿长隧洞的可行性增强了,又分别考虑了自流和抽水两种调水方式,自流方式的难点是隧洞长,优点是输水建筑物比较单一,运行管理有利,同时隧洞有利于冬季保温,避开了地表冻融作用和不良地质现象的影响,再者深埋长隧洞抗震性强,据有关资料统计分析,地表的地震烈度随深度的增加而衰减,大体上每深50~100米衰减0.5度。抽水方式的主要难点是抽水泵站的电源不好解决,因为调水区没有电网,再者抽水方式输水设施复杂分散,建设和运行管理都比较困难,其优点是可缩短穿越分水岭的隧洞长度,引水枢纽的坝高选择也有较大机动。根据青藏高原的实际情况,按目前的认识,倾向于自流方式,但随着经济发展和将来电力状况的改善,一旦电源容易解决,抽水方式的优势也是十分明显的,也应加以研究。

2.调水工程代表性方案

在多方案的比选中,现列出代表性的三个抽水线路方案和三个自流线路方案。

(1)抽水线路方案

①通天河治家—多曲抽水线路。简称治—多线。治家坝址,海拔3990米,坝高190米,总库容238亿立方米。自治家水库引水,引水期8个月,年调水量90亿立方米,在黄河支流多曲4440米处入黄河。建两级泵站,扬程447米,装机252万千瓦,年用电量124.6亿千瓦时。线路总长108千米,其中隧洞长104千米。该线调水多,工程地质条件较好,但所处海拔高,建设及运用条件较差。

②雅砻江长须—达日河抽水线路。简称长—达线。长须坝址,海拔3795米,坝高155米,总库容74亿立方米。自长须水库引水,引水期8个月,年调水量40亿立方米,在黄河支流达日河4280米处入黄河。建两级泵站,总扬程426米,装机121万千瓦,年用电54.6亿千瓦时。线路总长59千米,其中隧洞长57千米。该线建坝较低,需要的动力负荷相对较小,线路处于稳定区内,但可调水量较少。

③大渡河斜尔尕—贾曲抽水线路。简称斜一贾线。斜尔尕坝址,海拔2920米,坝高252米,总库容46亿立方米。自斜尔尕水库引水,引水期10个月,年调水量50亿立方米,在黄河支流贾曲3470米处入黄河。建三级泵站;总扬程428米,装机容量138万千瓦,年用电量69亿千瓦时。线路总长61千米,其中隧洞长48千米。该线路工程地质条件较好,海拔低,气候环境好,对施工建设及管理运行较为有利。

以上抽水电源,现阶段宜采取自建电站的方案,有水电和火电两种类型:

①建水电站。黄河龙羊峡以上河段,河道长1677千米,平均比降1.21‰。在该河段布置了14座梯级工程,总装机容量730万千瓦,其中库容大于20亿立方米的有5座。该河段梯级距离调水工程较近,可减少供电线路长度,库区淹没损失少,有适于筑坝的优良坝址作抽水供电电源。

②建火电站。根据现有资料分析,火电厂可选择在距离调水区较近,又临近大煤矿的甘肃靖远、平凉和宁夏灵武。这些地区煤炭资源丰富,除满足本地区生产发展需求外,仍具备兴建电厂发电外送的潜力。

(2)自流线路方案

①通天河同加—雅砻江—黄河自流线路。简称同—雅—黄线。同加坝址,海拔3860米,坝高302米,总库容324亿立方米。自同加水库引水,年径流量108亿立方米,引水期10个月,年调水量100亿立方米,先调水入雅砻江长须库内,称同—雅段;再通过长须水库调水入黄河,称雅—黄段。线路总长289千米,其中同—雅段长158千米,雅—黄段长131千米,全线均为隧洞。该线可调水量多,避开了地形地质差的地段,有利于施工分段掘进,工程建设条件好。但调水必须建立在雅警江工程先期开发的基础上,整体工程规模较大。

②雅砻江长须—恰给弄自流线路。简称长—恰线。长须坝址,海拔3795米,坝高165米,总库容94亿立方米。自长须水库引水,年径流量47.6亿立方米,引水期10个月,年调水量40亿立方米,在黄河恰给弄3880米处入黄河,线路总长131千米,全为隧洞。该线充分利用地形上邻近黄河的最低处,有效地降低了坝高,可调水量适宜,线路大部分处于地质稳定和基本稳定区。

③雅砻江、大渡河支流达曲—贾曲自流线路。简称达—贾线。在雅砻江干流与黄河支流贾曲间有六条自西北流向东南的支流,即雅砻江支流达曲、泥曲、大渡河支流色曲、杜柯河、麻尔曲、阿柯河。从海拔高度3600米处的达曲引水,输水线路自流穿过这些支流,调水50亿立方米,到海拔高度3445米的贾曲入黄河。

综上所述,三条抽水线路共调水180亿立方米,三条自流线路共调水190亿立方米。各方案的投资匡算,采用1995年价格水平,静态投资,三条抽水线路为1076亿元;三条自流线路为1579亿元。抽水线路投资较少,但运行费用高,而自流线路一次性投资大一些,但运行费用较低。

3.先期开发方案和分步实施

根据青藏高原高海拔、寒冷缺氧的特点,先期开发方案和分步实施,应以3条自流线路为代表。

(1)先期开发方案本着分期分河流开发,由小到大,由易到难,由近到远,由低海拔到高海拔,由低坝到高坝的规划思路,达—贾线自流方案中可先调靠近黄河的阿柯河、麻尔曲、杜柯河三条支流的水量30亿立方米,称作起步工程,作为先期开发方案,匡算静态投资200亿元左右。起步工程隧洞长157千米,自然分为六段,最长段55千米,有利于施工时增加施工断面,加快工程进度。调水线路的自然分段为整个调水工程的分步实施和方便工程管理奠定了基础。从最靠近黄河的一条支流阿柯河开始兴建,可建一段发挥一段效益。

起步工程在三条支流上建坝,坝高分别为67米、112米、94米,坝址经初步地质勘察和钻探表明,坝段河谷狭窄,两岸山坡完整,比较稳定。岸坡生长灌木,植被较好。河床主要是砾石,覆盖层厚度10米左右。两岸为砂板岩互层,未发现大的断裂。附近有天然建材,地质条件适宜建坝。

起步工程的引水方式为自流,由于调水工程区远离现有的大型电站,避免了采用抽水方式建立配套大型电站的困难。起步工程地处海拔3500米左右,该处生长有树木,有农田,含氧量相对较高,适宜于人类活动,对工程施工、运行、管理都较有利。从起步工程向西延伸,可再调水20亿立方米,逐步开发,适应黄河缺水的需要。

通过起步工程;可以比较全面和深入地掌握高海拔地区复杂地质条件下的大坝、长隧洞等水工建筑物的工程设计施工特点和要求,为后续工程提供解决各类复杂施工问题的经验和方案,为工程的投资估算和成本控制提供必要的基础资料和管理经验,从而为西线工程的全面展开,提供科学、合理和可行的决策依据。

(2)工程初步分期全面实施西线工程所需投资规模巨大,结合西北地区经济发展的需水量,西线工程建设应按照统一规划、适时适量、分步实施、及早通水的原则展开。大体上可以将三条自流线路调水190亿立方米方案,划分为近期、中期、远期三期工程。

第一期工程,即近期工程,大渡河支流起步工程调水30亿立方米。第二期工程,即中期工程,完成达—贾自流线路达曲、泥曲调水20亿立方米,再完成长—恰自流线路调水40亿立方米,共调水90亿立方米入黄河。第三期工程,即远期工程,通天河调水100亿立方米。

(五)调水的不利影响和效益

1.调水对调出区的影响

既要考虑适应黄河上中游地区经济发展面临严重缺水的形势,又要充分研究调水对调出地区的影响。从通天河年调水100亿立方米,占通天河多年平均径流量的81%,占金沙江渡口以上年径流量的17.5%。从雅砻江年调水40亿立方米,占雅砻江年径流量的7.5%。从大渡河年调水50亿立方米,占大渡河年径流量的10.5%。三条河年最大可调水量190亿立方米,占长江干流李庄站(宜宾下游)年径流量的8%,宜昌站年径流量的4%。由于径流量减少,调水会产生某些不利影响,调水对局部河段的漂木有一定的影响,对工农业用水和航运基本无影响,对生态环境方面未发现重大的不利因素,主要的不利影响是三条河及下游长江干流上水电站的发电出力和电能将有所损失。

2.调水入黄河后的效益

从治黄与调水相结合的角度看,西线调水有其特点:

①调水工程地处海拔2900~4200米,地广人稀,兴建大型水库,淹没损失很少,社会问题相对较小。

②黄河上游有龙羊峡等大型水库,对调来的水进行调蓄,可充分发挥调水的作用。

③调水通过黄河梯级电站,可以多发电。

④依托黄河现有河道,居高临下,供水范围大,有利于供水区水利体系的形成。

⑤调水190亿立米,使黄河多年平均年径流量增加约1/3,增加黄河可供水量约1/2,可解决黄河断流问题,可充分发挥调蓄工程对下游输沙减淤的作用,有利于防洪和河道整治。

⑥调取源头水,水质良好,可改善黄河水质。

西线调水的社会效益和环境效益更为显著,可 推动西北地区丰富资源的开发,加快西北地区的经济发展,缩小东西部差距,对于民族团结和社会稳定,促进全国经济发展具有重要战略意义。可增加植被面积,遏制水土流失和土地沙化,改善生产、生活环境,促进西北地区生态环境的良性循环。

黄河治理方案范文6

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。