摘要:黄河干支流已建的大量水库、电站、引水工程以及大面积水土保持措施等,极大地改变了进入黄河下游河道的水沙条件,引起了黄河下游河道淤积萎缩。在新形势下,对河南黄河宽河段整治首要的任务还是确保黄河大堤和防洪安全,但其整治的重点应转向中水河槽,采取调水调沙和挖河疏浚等措施,保持河道主槽纵向输沙平衡和河势稳定;其次要充分考虑滩区群众的安全和发展需要,分区治理,引洪放淤,减缓二级悬河的发展;第三应建立利益协调机制,完善滩区政策,调整产业结构,充分利用黄河本身具有的各种资源,加快滩区群众致富步伐,建立和谐共赢的治河发展局面。
关键词:黄河下游;游荡性;治理;措施
一、黄河来水来沙条件变化
根据有关资料,黄河干流已投入运行的水库水电站有龙羊峡、刘家峡、三门峡、小浪底、盐锅峡、青铜峡、三盛公、万家寨、天桥、拉西瓦、尼拉、李家峡、直岗拉卡、公伯峡、炳灵、八盘峡、小峡、大峡、沙坡头、龙口、西霞院共21 座,正在建设的有康扬、苏只、积石峡、柴家峡共4 座,规划于近期建设的有碛口、古贤、大观音、大柳树共4 座,各支流建设的水库水电站和引水工程更是不计其数,同时在黄河上中游开展了大规模的水土保持整治措施,这些人为活动极大地改变了黄河流域下垫面的状况,大大影响和改变着黄河下游的水情变化。据资料统计分析,花园口水文站不同时期年平均及汛期水量沙量变化见表1。
表1 花园口水文站不同时期年平均及汛期水量沙量变化表
这些资料数据有力地说明了随着人类活动的增加和环境的变化,黄河下游来水来沙情况正在日益发生较大的变化,需要我们认真分析,正确应对。近年来黄河下游水沙变化客观趋势如下:
(一)水减沙减,沙减幅度大于水减幅度
从表1 可以看出,花园口水文站1986-1999 年和2000-2005 年较三门峡建库前的1950-1959 年,年平均水量减少了41%和56%,年平均沙量减少了54%和91%;汛期年平均水量减少了55%和71%,汛期年平均沙量减少了54%和93%;含沙量减少了21%和81%,总的客观趋势是水减沙也减,沙减幅度大于水减幅度,说明随着水量的减少,携沙总量锐减。
(二)下游河道来水流量逐年减少,年平均来水流量不足1000m3/s
资料统计分析见表2。
表2 花园口水文站不同时期年平均及汛期流量变化表
从表2 可以看出,花园口水文站1986-1999 年和2000-2005 年较三门峡建库前的1950-1959 年,年平均来水流量减少了41%和56%,汛期年平均流量减少了55%和71%。自2000 年以来,无论是年平均来水流量(或者称年平均来水控制流量)还是汛期年平均流量均不足1000m3/s。
二、河南黄河面临新的防洪形势和主要问题
黄河自陕西潼关进入河南,在濮阳张庄出河南入山东。河南段河道全长711km,其中洛阳孟津以上为山区河道,长247km,孟津以下为丘陵和平原河道,长464km(孟津白鹤至濮阳台前张庄),该河段为设防河段,两岸堤距5~10km,最宽处达24km。两堤之间有广阔的滩区,涉及三门峡、洛阳、济源、郑州、开封、焦作、新乡、濮阳8 市22 县(市、区),总面积40.71 万hm2。滩区内有村庄1300 个,居住人口127.78 万人,耕地20.58 万hm2。河道内滩区面积大,可耕地多,常住人口多是河南黄河有别于其他河段和其他河流的特殊河道。
现行的黄河下游河道有主河槽、滩区和堤防三部分组成,其中中小洪水主要依靠主河槽过流,大洪水受堤防工程约束主要通过主河槽和滩区宣泄。黄河下游河道整体上呈上宽下窄的倒喇叭形。河南黄河是典型的游荡性河道,河道纵比降大,在1.72~2.650/10000 之间。河床断面宽浅,河槽一般宽达1.0~3.5km,有时超过4.0km,水深很浅,平滩流量下的/H 值变化在20~40 之间,平均曲折系数1.15。河道内沙洲密布,水流分散,歧流丛生,一般1~3 股,有时多达4~5 股,游荡性河道的这些平面形态特征简称为“宽、浅、散、乱”。黄河下游面临的主要问题是:
(一)防洪形势依然严峻
人民治黄以来,为确保防洪安全,国家投入巨大的人力物力,上中游修建了一些骨干性水利枢纽,并进行了水土流失治理,对黄河大堤进行了4 次大规模的加高培厚,对游荡性河道开展了重点整治,保证了滩区人民正常的生产生活条件,初步形成了“上拦下排,两岸分滞”的防洪工程体系。尤其是小浪底水库修建后,黄河下游防洪标准大幅提高,滩区漫滩几率也大大降低,进一步改善滩区群众的生产生活条件。近几年小浪底水库拦沙和持续调水调沙,暂时抑制了黄河下游河道淤积抬高的态势,中水河槽行洪能力得到一定程度恢复,河道形态初步得到改善。但是,设计小浪底水库拦水期20 年,水库拦沙库容淤满后,河道淤积抬高和中水河槽淤积萎缩的局面将又趋严重,再加上小浪底至花园口区间产生的百年一遇洪水花园口站流量将达12900m3/s,而目前该区域还缺乏水库控制性工程,黄河下游的平滩流量只有4000m3/s,黄河下游防洪形势依然严峻。
(二)主河槽淤积萎缩,二级悬河发展迅速
1980 年以来,受自然原因及人类活动对水资源的过度利用和不当干预影响,进入黄河下游的水量急剧减少,小水水流能量不足,淤积严重,小水坐弯进一步加剧了河道整治工程脱河现象,河道主流更加散、乱,主河槽淤积萎缩,主槽和嫩滩高程明显抬升,河床与20 世纪50 年代相比普遍抬高2~4m,1996 年8月,花园口站洪峰流量7600m3/s 时的水位比1958 年的22300m3/s 大洪水还高0.91m。目前,河南郑州花园口以下除局部高滩外,河道基本都呈“二级悬河”形态,其中东坝头至陶城铺河段滩唇普遍高于大堤附近滩面2m以上,最严重的河段滩唇已经高出堤根滩面4m多,滩地高出背河地面4~6m,局部可达10m。洪水一旦漫滩,偎堤水深可达3~5m,临背水头差一般达7~11m。黄河下游河道“槽高于滩、滩高于背河地面”的“二级悬河”程度的不断加剧,增加了“横河”、“斜河”的发生几率,使堤防“冲决”和“溃决”的可能性增大,进一步加剧了黄河下游的防洪危情。
(三)滩区安全建设滞后,滩区群众生产生活条件恶劣
黄河滩地不仅是大洪水时的排洪、滞洪和滞沙区域,同时也是广大滩区群众赖以生产、生活和居住的场所。二级悬河的发展使滩区受灾几率增大,虽然近几年国家治理滩区的投入力度有所加大,但滩区“来水就淹、小水大灾”的局面并未得到彻底扭转,严重威胁着滩区群众的生命财产安全,滩区经济发展严重滞后,群众生产生活条件相当恶劣。据不完全统计,建国以来滩区遭受不同程度的洪水漫滩20 余次。其中1958 年、1976 年和1982 年东坝头以下的低滩区基本上全部上水,东坝头以上局部漫滩。1996 年8 月花园口洪峰流量7600m3/s,滩区几乎全部进水,甚至连1855 年以来从未上水的原阳、开封、封丘等高滩也大面积漫水。“96.8”洪水滩地平均水深约1.6m,最大水深5.7m,洪水围困滩区村庄1374 个,人口118.8 万,耕地16.5 万hm2,倒塌房屋26.54 万间,损坏房屋40.96 万间,紧急转移安置群众56 万人,按当年价格估算,直接经济损失达64.6 亿元。
三、河南黄河宽河道综合治理措施
针对黄河来水来沙条件的变化和存在的主要问题,需要我们统筹协调各方利益,不仅要加固堤防保障黄河防洪安全,还要通过调水调沙、挖河疏浚等措施来控制河势稳定中水流路,同时还要改善民生,进一步加强滩区安全建设,充分利用发挥黄河滩区各种资源,为滩区经济发展创造条件,实现人与河流的和谐相处。
(一)研究小浪底至花园口建设控制性工程的可能性,确保黄河防洪安全
目前黄河下游采取的整治方略为“宽河整治”。即主张维持现有河宽,继续加固加高两岸大堤,大洪水来时就上滩,发挥滩区滞洪滞沙功能,洪水消落时水流归槽,恢复原有淤滩刷槽格局。还有一种意见是“窄河整治”,认为当前水沙形势已发生很大变化,通过采取必要措施来加高加固连接控导工程或建新堤防,将黄河下游主槽游荡范围控制在1000~4000m 范围内,以求高效排沙,控制河势游荡。但鉴于黄河尤其在“三花区间”仍有发生特大暴雨的可能性,小浪底至花园口区间产生的百年一遇洪水花园口站流量将达12900m3/s,而目前该区域还缺乏水库控制性工程,黄河防洪安全还存在隐患,黄河一旦溃堤甚至改道,后果不堪设想。防洪仍应考虑防御特大洪水。较稳妥的做法还是以黄河大堤作为最后防线,同时探索窄河方案的可能性。一方面除了需要考虑已经建设的三门峡、小浪底、陆浑、故县4 座水库的联合调节外,同时我们还应该研究在伊洛河、沁河上建设控制性工程的可能性,制定滩区分区漫滩及撤退方案,确保防洪安全。
(二)挖河疏浚,平衡输沙
解决主河槽淤积的关键在于泥沙问题。一方面要大力开展抽吸黄河主槽泥沙,特别是对河道中驼峰部位、畸形河段和二级悬河严重河段挖深拓宽,降低主河槽河底高程,改善断面形态,抬高堤沟河和滩面洼地高程,消除“二级悬河”;另一方面也要利用自然的力量调水调沙,塑造最优输沙断面,平衡输沙,达到不冲不淤。调水、疏浚是治本之举,当前最急迫的事就是塑造一条稳定的下游中水河道。黄河的特性之一是“大水出好河”,因此要调控必要的平滩流量,保证主槽过水面积;同时要施以控导工程,少主流摆动以达到稳定河道的目的。正在实施的黄河流域防洪规划将挖河疏浚措施作为防洪治理的战略措施,规划近期凡具备放淤固堤的堤段采用放淤固堤进行加固。放淤固堤顶部高在与设防水位平,宽度近期为100m,初步形成“相对地下河”雏形。远期结合处理泥沙,构筑“相对地下河”。1998 年以来,河南黄河堤防放淤固堤工程共完成土方1.73 亿3,抽吸黄河泥沙2.60 亿t。当前应加大对于那些极易发生滚河和顺堤行洪的二级悬河河段,优先安排挖河疏泼。
(三)调整完善河道整治工程布局,稳定中小水河槽
由于水情的变化,目前特别需要我们将中水河槽整治放在特别突出的位置,加强控制和归顺河道边界条件,防止畸形河势的发生发展。随着工农业用水量的加大和水库的拦蓄作用,黄河下游出现4000m3/s 以上洪水几率减小,最近几年黄河下游河道出现的大都是800~2000m3/s 的流量,且持续时间较长,调水调沙期间达到4000m3/s 左右。该级洪水容易在1000~3500m 宽的河槽内游荡不定,畸形坐弯,致使已有河道整治工程脱河,主流抄控导工程后路,利用效能降低,导致小水漫滩塌滩出大险。因此现行规划没有完成的河道工程应尽快实施,上延下续,完善中小流量河道整治工程,适当增加新的节点和潜坝工程,增强河道整治工程对4000m3/s 以下流量的控导能力。
(四)加强滩区安全建设,充分利用黄河滩区土地资源优势,进行产业结构调整和综合整治
虽然我们在黄河下游整治方略中采取了“宽河整治”方针,两岸大堤作为黄河防洪的最后一道屏障。但根据近期黄河来水来沙的实际,我们还要针对性地研究不同流量级黄河滩区的防御问题,也就是说,我们要把改善滩区群众生产生活条件作为一件大事来抓。当黄河如发生10000m3/s 以上的洪水时,必须保证黄河滩区的滞洪滞沙功能,全断面地使用黄河滩区,在这种情况下,要求我们大力开展滩区安全建设,加高扩建老村台;为满足群众的撤迁需要,还应重点安排村庄至主干道的撤退路及通往大堤的撤退主干道;在河南黄河滩区地发展问题上,由于河南黄河滩区的特殊性,需要兼顾防洪和发展两方面的需要来调整布局滩区产业结构,不可能无限制的开发利用,特别是要充分利用黄河土地和泥沙资源优势,有选择的发展农业,放大文化、农业、生态、旅游的优势,大力发展高效生态农业,规划低碳经济。研究出台滩区农业、种植业、养殖业、旅游业等方面的相应产业政策,明确发展的方向,落实开发扶持政策;研究制定适合滩区发展的方向、模式以及扶持政策,以推动滩区社会经济向前发展。
(五)加强各项非工程措施建设
黄河下游综合整治,既需要上下游左右岸的通力合作,又需要各级政府多部门的共同参与,必须统一组织领导,打破条块分割管理的篱笆,成立黄河下游综合整治开发协调机构,在满足防洪法、河道管理条例和《黄河下游滩区综合治理规划》的前提下,编制我省黄河滩区开发和土地利用总体规划,调整湿地保护区范围,合理定位滩区开发和土地利用的方向和规模,制定符合黄河滩区发展的产业政策和土地利用政策,改善滩区群众的生活生产条件,实现保障黄河防洪安全和促进沿黄地区经济发展双赢局面。黄河下游滩区还具有明显的蓄滞洪区的性质和功能,几十年来黄河滩区为黄河的安澜起了巨大的作用。但由于黄河处理泥沙的特殊需要,滩区没有按蓄滞洪区那样有控制地运用,以至于黄河下游滩区没有能够享有蓄滞洪区的补偿政策。国家应承认黄河滩区的蓄滞洪区地位,建议对淹没的滩区群众同样实施政策补偿,在补偿政策方面,可参照2000 年国务院令第286号发布的《滞洪区运用补偿暂行办法》或参照制定滩区补偿办法。同时由于近几年黄河下游来水量明显偏少,汛期洪水次数少、洪水流量级也小,河道内大量嫩滩趋于稳定,因此滩区群众从自身利益出发,在一些嫩滩开垦种植了大量的高秆作物,有的地方还种植了片林,大量发展粘土砖,一度曾在河道内采淘铁砂等,给防汛工作造成一定影响,也给群众带来较大的损失。这需要政府给予滩区定位和发展认识进行引导,通过立法划定限制开发区域,禁止开展不利于行洪的一切活动,确保防洪安全。
四、结语
河南黄河宽河道综合治理是一项系统工程,需要统一组织领导、目标明确,统筹协调各方利益。根据新的形势,河南黄河还是要坚持“宽河整治”为后盾,加固堤防工程建设,确保黄河防洪安全的最后一道屏障。二要加大调水调沙,挖河疏浚力度,遏制二级悬河不利形势的发展。三要调整完善河道整治工程,稳定中小水河槽,将4000m3/s 流量以下水流控制在“窄河”范围内。四要加强滩区综合开发治理,通过建立统一协调机制,编制规划,制定各种补偿、产业发展优惠政策和行政立法等非工程措施,实现防洪与发展共赢局面。
参考文献
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[ 2] 彭瑞善. 黄河综合治理思考. 人民黄河,2010. 2.
[ 3] 李文家,杨含侠,张同德. 黄河下游防洪形势及近期治理对策研究. 人民黄河,2002. 10.
作者简介:刘云生(1965-),男,教授级高工,省局科技处副处长,主要从事黄河防洪工程规划设计和科研管理工作。