黄河下游河道治理的探讨

2012-08-15 00:42路红敏孔祥磊
山东水利 2012年9期
关键词:流路河势滩区

张 鹏 ,路红敏 ,孔祥磊

(1.聊城安泰黄河水利工程维修养护有限公司,山东 聊城 252000;2.山东东阿黄河工程局,山东 东阿 252200)

黄河从河南郑州的桃花峪至山东利津段称之为黄河下游河段,河长786 km。此间,除了南岸东平湖至济南区间为低山丘陵外,其余均为平原,历史上一直利用堤防挡水,防洪压力严峻。下游多为游荡性河段,河流流速下降,泥沙淤积严重,加之河道排洪能力逐年降低,使得下游河段河床不断抬升,河床一般高于背河地面3~5 m,最大10 m,形成著名的地上“悬河”。黄河下游为我国重要的农业、工业和能源基地,一旦决口危害巨大。因此,为减少黄河对其下游广大地区的威胁,积极开展黄河下游河道治理研究具有重要的意义。

1 黄河上游来水来沙概况

近年来,随着黄河下游自然和社会因素的变化,黄河下游的来水来沙条件已发生了重大改变,黄河下游河道调整剧烈。根据花园口站实测资料统计,2005—2009年花园口站年径流量除2007年较上年有所增大,其他年份逐年减少,且小于多年平均值。年输沙量逐年减少,并且少于多年平均值。黄河下游年经流量和年输沙量呈下降趋势。

2 黄河下游河道冲淤的特性

近年来,黄河下游出现水枯沙少的现象,与以往相比较,河道冲淤出现了许多新的特点。

1)来水量减少,来沙夹沙不多。近年来沿黄两岸工业、农业用水的增多使得黄河下游来水量逐年减少。目前引黄水量年均300亿m3,其中上游引水110亿m3,下游引水100亿m3,大量的引黄用水使下游的来水量减少。来水量的减少及用水量增加使得黄河下游流量急剧下降,在20世纪末期黄河连续发生断流现象。同时使黄河输沙能力下降,下游河道泥沙淤积加重。

2)非汛期清水下泄,致使汛期来临时,泥沙淤积过高。由于非汛期径流量小,水流携带泥沙能力弱,不能将上游来沙全部携带入海,致使泥沙淤积在下游河道中。汛期来临的时候,虽然径流量增大,但是水沙比例还是不协调,致使汛期泥沙淤积于河道中。

3)高含沙量洪水出现频率高,对防洪威胁大。中游地区的暴雨致使黄土高原地区水土流失严重,洪水中携带的泥沙大量增加,形成高含沙量的洪水。此类洪水流量一般不大,但是携带的泥沙却占全部泥沙的90%以上,由于泥沙较粗,在水流的作用下,泥沙淤积严重,河道断面形态变窄,河道水位陡涨猛落,防洪压力增大。

3 黄河下游河道治理的原则

随着国民经济的发展和治河技术水平的提高,河道治理的原则也不断修改、补充、完善,概括起来有以下诸点。

1)全面规划、形成统一体系。黄河河道治理涉及国民经济的多个部门,工作中难免发生矛盾。黄河河道流经多个省、市(县),各行政区域间经济水平不一,发展要求不同,也会发生矛盾。但是合理开发和利用黄河的目标是一致的,因此,进行河道治理时,必须全面规划,综合考虑上下游、左右岸、国民经济各部门的利益,协调各部门之间的关系,形成统一的体系,使整治的综合效益最大。

2)防洪为主、统筹兼顾。黄河防洪安全关系国家安全,是国民经济发展的首要要求,河道治理必须以防洪为先并统筹兼顾。

黄河的水沙资源丰富,沿黄两岸农业引水灌溉、工业用水、生活引水需要依赖黄河水,同时沿黄一带的沙荒盐碱地也可引用黄河泥沙进行淤高改良。黄河下游流势的稳定,对黄河滩区有积极的影响,使引水可靠,滩区高滩耕地、村庄不再被塌入河中。河势稳定,还有利于发展航运和保证各类桥梁的安全。总之,在黄河河道治理时,需要以防洪为主,统筹兼顾有关国民经济各部门的利益和要求。

3)分析规律、确定流路。分析河势演变规律,确定河道合理流路,是搞好河道治理的一项非常重要的工作。有的河段(如山东高村至陶城铺河段),在河道治理之前,其主槽明显,但河势速度及范围的变化很大,如果在治理中采用哪里坍塌哪里抢护的办法,就会造成很大的灾害。选择合理的河道流路,就需要在治理之前进行现场查勘,对各个河段的历年河势演变资料进行全面搜集,分析河势演变规律,概化各河段河势变化基本流路。这些是确定河道流路的基础。根据概化出的基础资料,结合河道边界条件与已建水利工程的现状,在满足河道防洪基本要求的前提下,预估河势发展趋势,选择最有利的一条作为治理流路。

4)依照实践、确定不同的治理方案。黄河下游河段漫长,河势复杂,不同的河段应有不同的治理方案。对治理方案的确定,既要借鉴国内外和历史上河流治理的成功经验,又不能照搬照用。对不同的段落区别对待,对重点的段落重点对待,既要在整体上把握治理方略,又要在细节上确定方案。在治理的过程中必须及时总结经验教训,根据具体河情确定和完善治理方案。

5)继承传统、开拓创新。人们与洪水经过长期的斗争,积累了大量的河道治理技术和经验,这些技术来源于实践,也被实践证明是行之有效的。随着生产力水平的提高和科学技术的发展,在借鉴传统治河经验技术的同时,还需要与时俱进,结合实际情况对河道治理进行不断的完善、补充和创新。例如1949年的大洪水,使得山东阳谷县陶城铺以下窄河段发生严重险情。通过这次洪水灾害,人们逐渐转变在窄河段单靠堤防挡水的做法,从20世纪50年代开始多点配合进行河道治理。在建筑物结构和建筑材料方面,20世纪80年代以来许多新技术、新材料已开始推广应用,且成效明显。在河道治理的过程中,必须坚持继承传统、开拓创新的原则,才能把河道治理工作提高到一个新的水平。

4 黄河下游的河道治理措施

1)大力开展水土保持,防洪减淤工作。近二、三十年来,黄河来沙量显著减少,既有水土保持的作用,也有来水偏枯,特别是某些地区集中采砂的影响。近些年,开展了大量的水土保持工作,特别是在黄土高原地区,其成效也是非常明显的。据估计,水利水保措施的减淤作用年均达3亿t左右。但黄河下游的淤积情况并未根本解决,年来沙量必须降至4亿t左右,黄河下游才可望不淤,水土保持工作仍然任重而道远。

2)在中游修建大型水库。采取拦粗排细的运用原则,用水库库容来换取进入下游的粗颗粒来沙量的减少。多水库的联合调度进行调水调沙,是延缓河道淤积,增加下游河道输沙能力的有效做法。在中游支流上修建以拦泥为主要目的的中型水库也是值得考虑的措施。

3)整治滩区,拆除生产堤,恢复滩区行洪能力。黄河下游滩区众多,面积广大。滩区内存有大量生产堤,滩区农户种植有大量农作物。生产堤及高杆作物的存在严重影响了滩区行洪能力。应该采取措施,整治滩区,拆除淤区内的生产堤,减少高杆作物的种植,恢复河道通畅的行洪能力。

4)积极实施南水北调工程,保持下游排沙水量。增加并保持黄河下游河道水量,是解决泥沙淤积的重要途径。据计算,在花园口附近增水100亿m3,可减少下游河道淤积2~3亿t,效果非常明显。随着南水北调工程的动工,黄河可相机增加下游的冲刷水量。近期比较现实的是中线从丹江口水库引水入黄,中线引水100亿m3,可使黄河下游减淤3亿t。

5 结语

黄河下游河道淤积严重、情况十分复杂,河道治理是一个长期而艰巨的工作,其工程措施是逐步发展完善的。为实现“维持黄河健康生命”的终极目标,必须要根据现有的技术水平,充分考虑国家的投资力度,并结合现在水利建设存在的问题,提出合理的治理措施。

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