浅谈黄河悬河治理方法

王馨语，李天窄，马俊淳

(1.信阳职业技术学院建筑工程系，河南 信阳 464000； 2.菏泽市国土资源局，山东 菏泽 274000)



浅谈黄河悬河治理方法

王馨语1，李天窄1，马俊淳2

(1.信阳职业技术学院建筑工程系，河南 信阳 464000； 2.菏泽市国土资源局，山东 菏泽 274000)

黄河下游有800 km的河床基本高于两岸河堤平原3～5 m，部分河段可达10 m，被称为地上悬河(又称地上河)。探其原因，主要是黄河夹沙量大，每年都会产生约16亿t的泥沙，其中12亿t最终会冲入大海，4亿t会淤积在黄河下游坡降不大、水流平缓的河床之中。按“河堤赛高”的方法治理，堤坝会被越堆越高，一旦遇到秋汛等特大洪水就会发生溃决，很可能造成无法估计的灾难性后果。本文对黄河悬河所面临的挑战、形成演化研究及相关工程治理问题进行简要论述。

黄河悬河；河堤赛高；形成演化；工程治理

1 针对黄河悬河的研究与思考

郑州黄河下游的河道，河床高度高于两岸地区10 m以上，主要靠两岸砌筑的堤坝围护行洪，现已成为典型的地上悬河景观。近年来，河床每年淤积的高度仍然可以达到10 cm左右。解放后，又进行了三次加高围堤以保证两岸人民的人身及财产安全，取得了黄河安全流淌的历史性胜利。正是因为近年的安流，使得堤坝越来越高,“河堤赛高”所带来的潜在隐患日益增大。黄河两岸的城市、油田、交通大动脉和农田都已处于潜在的大洪水所引发的巨大灾害之中，黄河目前已是一条易淤、易决、易徒且年流量大大减弱和丰水期交替的河流。民间谚语里形容黄河:“三年两决口，百年一改道”、“道光廿三年，黄河涨上天”，足以反应出黄河的安危对于社会安定、扶贫解困和河道两岸经济的发展有着重大影响。特别是现今悬河现象严重，洪水期悬河化更是严重和普遍。

解决黄河悬河的研究思路与方向主要取决于对河道的治理。从古至今，解决黄河悬河的方法归纳起来有三种:一是继续沿用“河堤赛高”的方案；二是对河道大改道方案；三是使现有河道寿命延长的方案。由于“河堤赛高”并不能从根本上缓解悬河所造成的威胁，而大改道又需要近万亿元的大笔资金和人口大迁移，肯定会引起经济结构的大调整，因此前两种方法均不可行。第三种方法稳定现有河道的延寿方案，是目前最切实可行的方案，如果结合地质学和环境岩土的理念，此种延寿方案可发挥积极作用。

2 悬河的特征及形成要素

2.1 悬河的特征

悬河作为河流在特定时期与特定区域的产物，具有如下特征:第一，位于河流下游。第二，悬河段无支流补给，段流域面积小。第三，易决堤和易断流。河道下游泥沙淤积导致河床抬高，泻洪能力下降，中小洪水就会导致小流量、高水位、大漫滩等异常现象。悬河河床床面高于悬河两岸地面，造成河水向两岸地区渗透流失，加上气候及中上游地区工农业生产和人民生活用水急剧增加等原因，黄河下游自1972—1996年以来，有19年出现河干断流，达到平均4年3次断流。1997年，断流达226 d，为历时最长的断流。从2000年开始，随着小浪底枢纽一期工程竣工，黄河断流现象才逐渐停止。第四，自然营力和人为因素综合作用的结果。一般河流下游会产生严重淤积，人类为预防洪灾在河道两侧不断填土筑堤，使河堤逐渐增高。网状、辫状或爪状水系是河流在下游平原自然演化的常态。

黄河流域面积，如表1所示。

表1 黄河流域面积Tab.1 Yellow River basin area

2.2 形成悬河的三要素

在河流流经的过程中，一般中上游河段会携带丰富的泥沙形成悬河的物质基础，下游河道具有比较低平开阔的地形，是悬河形成的必要空间，再加上人类活动(如:筑堤修坝)使悬河的形成成为可能。

第一，丰富的泥沙。据统计，黄河中游黄土高原每年都会生产约16亿t泥沙，其中有12亿t会流入大海，剩下4亿t长年留在黄河下游发生大规模沉积，使河床淤积速度迅速增长并形成地上悬河。携带少量泥沙的河流会引起搬运能力的减弱，从而发生局部沉积。清澈的河流不会发生淤积，反而还会造成河床及两岸的冲刷。只有持续携带丰富泥沙的河流才能长时期、长河段、大规模地发生沉积，才会形成地上悬河。第二，低平开阔的地形。黄河自桃花峪流入华北平原，受太行山深断裂(活动断裂)的影响，桃花峪以上属于侵蚀性河道，河道纵向坡度降0.82‰，大于0.5‰，桃花峪以下属于淤积性河道，河流纵比降0.12‰，小于0.5‰。倘若淤积发生在断堑或谷地内，大规模淤积只会造成它们的充填，不会形成悬河。倘若淤积发生在低平开阔的地区，才有可能形成悬河。黄河下游悬河形成的必须条件就是地势低平开阔的华北平原。第三，修筑堤坝。黄河下游位于华北新生代大型拗陷盆地内。黄河在中游携带的大量泥沙淤积在下游，黄河下游刚好位于低平开阔的华北平原，华北平原的地貌为黄河下游冲积平原的形成提供了必要条件。如果没有人为的填土筑堤，河床淤积抬高、河流改道、河水泛滥，网状、辫状或爪状水系是黄河在下游平原自然演化的常态。为了防止河床淤积抬高造成的危害，人们在黄河两岸修堤筑坝，控制河道，堤坝的增高又为河床淤积抬高创造了条件。人为的干预也形成了地上悬河。

3 悬河延寿工程措施探讨

3.1 用地质工程的原理使悬河延寿

传统意义上的“河堤赛高”治理实际上就是一种使悬河延寿的方法，但是并不能从根本上消除或解决因河堤日益增高而出现的潜在灾害隐患。如果采用地质工程原理，通过地质的作用，让河道在冲淤的时候达到相对平衡，就可能既减少悬河隐患又促使悬河延寿。这种相对平衡可以通过地质工程与水利工程、工程治理与环境治理相结合的方式共同实现。

A.根据地质体和断裂构造的分布规律，投入水利工程，利用天然洪峰和人造洪峰，增水减沙，改变原有的冲淤规律，实现河道冲淤的相对平衡，延长现有河道的使用寿命，通过南水北调工程的引江济黄，可以使供水与减淤更具双重效应。

B.主动预测。通过研究河道带地壳、地基、堤坝三者之间的组合模式和水流运动规律，超前预测河道险要段，使以往的全线应急加固变为主动重点加固。

C.以原有地貌和淤背扩坻来做小改道，把部分悬河河段转化为正常河段。

D.制止二级悬河进一步发展，尽量保持二级漫滩原貌，从而保持河道稳定，防止河道发生不利突变之势。

3.2 打桩淘沙

郑州黄河公路大桥位于河南省郑州市，该桥全长5 549.86 m，宽18.5 m，桥高15 m，桥下有138座4层楼高的巨型墩台。整个桥体的坚固程度，可直接抵御7级地震，亦可保证300年一遇的特大洪峰顺利通过。大桥1984年开工建设，于1986年9月30日正式建成通车。黄河下游河滩年均淤高约10 cm，几十年过去了，郑州黄河大桥依然完好。观察可以发现，许多河流上的单孔拱桥，都因淤积而丧失了行洪空间，而只要在河滩上建有桥墩，一般都不会出现这样的问题。在黄河断流时，可以看到干涸的河滩上只有桥墩周围的深坑中还有水，是由于桥墩涡流产生的强烈淘沙作用所致。

因此，根据纵向打桩，利用连续涡流可彻底改造悬河。在黄河主河道上纵向打桩，使之形成连续涡流，将泥沙一直送进渤海，把黄河淘成河床低于地面的地下河，并且能够得以永久维持。为此通过实验得出:河桩的最佳形状及纵横间距，以获得最大的淘沙效果。

4 结语

“黄河安危，事关大局”。因此，彻底解决悬河危机具有非常重大的意义。用地质工程原理使悬河延寿的方式可行，但并不是彻底的解决之道，打桩淘沙的方法值得我们更为详细和深入地研究探讨。

[1] 周健，刘文白，贾敏才.环境岩土工程[M].北京:人民交通出版社，2004.

[2] 王学潮，向宏发. 聊城-兰考断裂综合研究及黄河下游河道稳定性分析[M]. 郑州:黄河水利出版社，2001.

[3] 胡一三，宋玉杰，赵天义，等.黄河防洪[M].郑州:黄河水利出版社，1996.

[4] 叶青超，尤联元，许炯心，等.黄河下游地上河发展趋势与环境后效[M].郑州:黄河水利出版社，1997.

[5] 齐璞，刘月兰，李世模，等.黄河水沙变化与下游河道减淤措施郑州[M].郑州:黄河水利出版社，1997.

[6] 闫震鹏.地质构造对黄河下游悬河稳定性的控制性作用[J].人民黄河，2009，(07):16-17.

[7] 罗国镒，阎长红，陈新民.关于黄河悬河的地质工程治理问题探讨[J].工程地质学报，2000，(08):39-41.

[8] 皇甫行峰，田良河，刘新号.黄河下游悬河稳定性因素分析[J].世界地质，2003，22(01):64-68.

[9] 魏常兴，刘海龄，黄鼎成，等.黄河悬河的形成演化研究[J].水文地质工程地质，2002， 29 (01):42-45.

[10] 皇甫行峰，刘新号，田良河.黄河悬河稳定性及治理意见[J].人民黄河，2003，25 (09):3-5.

[11] 罗国煜.面对黄河悬河挑战的研究与思考[J]. 科技导报，1997，15 (05):30-31.

[12] 邵养涛.影响黄河悬河稳定性的地质因素分析[J].人民黄河，2007，(07):32-35.

[13] 马国彦，王喜彦，李宏勋.黄河下游河道工程地质及淤积物物源分析[M].郑州:黄河水利出版社，1997.

Treatment method of the suspension of the Yellow River

WANG Xin-yu1, LI Tian-zhai1, MA Jun-chun2

(1. Department of Architecture and Civil Engineering, Xinyang Vocational and Technical College, Xinyang 464000, China; 2. Bureau of Land and Resources of Heze, Heze 274000, China)

800 km of the river bed of the Yellow River is basically higher than the plain of the river bank 3～5m, part of the river can up to 10m, which is known as the suspended river. The main reason is the large amount of sediment in the Yellow River, which produces about 1.6 billion tons of sediment each year, of which 1.2 billion tons will eventually burst into the sea, and 400 million tons will be deposited in the lower reaches the Yellow River. According to the “Embankment exceeded the river”, the embankment will be broken in the event of autumn floods and other large floods, which is likely to cause unpredictable catastrophic consequences. This paper briefly discusses the challenges, the formation and evolution of the Yellow River and the related engineering problems.

Suspended Yellow River; Embankment exceeded the river; Formation and evolution; Engineering management

2017-02-06

王馨语(1988-)，女，硕士。

TV851

A

1674-8646(2017)08-0018-03