水利工程論文-淺議黃河洪水資源化及其保障措施.doc

水利工程論文-淺議黃河洪水資源化及其保障措施摘要：洪水給人類帶來過巨大災(zāi)難，但其本身并不單具有災(zāi)害屬性，在某種程度上還具有資源屬性，即具有水害和水利雙重特性。黃河水資源緊迫形勢(shì)要求我們必須多視角、全方位尋求開源、節(jié)流措施，洪水資源化可能會(huì)起到意想不到的開源效果。本文根據(jù)對(duì)洪水資源化的理解，探討了黃河洪水資源化的幾種可能途徑，并對(duì)洪水資源化的保障措施也略加討論。關(guān)鍵詞：洪水資源化防洪調(diào)度黃河1引言洪水給人類帶來過巨大災(zāi)難，但其本身并不單具有災(zāi)害屬性，在某種程度上還具有資源屬性，即具有水害和水利雙重特性。隨著水資源短缺的加劇，愈來愈多的水利專家學(xué)者開始關(guān)注洪水資源化問題，并取得一些初步研究成果1。黃河為中國(guó)的第二大河，但河川徑流量?jī)H為全國(guó)河川徑流量的2%，流域內(nèi)耕地畝均占有河川徑流量和人均占有河川徑流量分別為全國(guó)平均數(shù)的16和25。如果扣除調(diào)往外流域的100多億m3水量，流域內(nèi)人均和耕地畝均水量則更少，黃河水資源則更加短缺2。近年來，不斷擴(kuò)大的供水范圍和持續(xù)增長(zhǎng)的供水需求，超過了黃河水資源的承載能力，造成供需矛盾尖銳、河道斷流頻繁，嚴(yán)重制約流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，并威脅本就脆弱的生態(tài)環(huán)境安全。黃河水資源緊迫形勢(shì)要求我們必須多視角、全方位尋求開源、節(jié)流措施。從洪水的水害和水利的雙重屬性來看，黃河洪水是可以資源化的，黃河流域歷史上就有引洪淤灌的洪水資源化例證。面對(duì)科技發(fā)達(dá)但水資源短缺的今天，我們更應(yīng)該研究黃河洪水資源化，或許會(huì)起到預(yù)想不到的開源效果。黃河流域洪水集中在汛期，中下游洪水尤其集中發(fā)生在7、8月份，洪水量級(jí)大，三門峽（陜縣）站實(shí)測(cè)最大洪峰流量為22000m3/s（1933年），花園口實(shí)測(cè)最大洪峰流量22300m3/s（1958年），1982年8月，花園口發(fā)生15300m3/s的大洪水，東平湖分滯洪區(qū)分洪運(yùn)用3。為了防御大洪水，目前黃河已初步建成“上攔下排、兩岸分滯”的防洪工程體系，并有與之相應(yīng)的防洪調(diào)度原則：充分使用水庫(kù)攔蓄洪水；在確保大堤安全條件下，盡量利用河道排泄洪水；相機(jī)運(yùn)用分滯洪區(qū)分滯洪水4。這種防洪調(diào)度原則是把洪水作為一種自然災(zāi)害來對(duì)待，是以把洪水災(zāi)害減至最小為目標(biāo)而制定的，沒有考慮到洪水的資源特性。黃河的河川徑流主要集中在汛期，干流及主要支流7月至10月徑流量一般占年徑流量的60%以上，這為洪水資源化客觀上提供了很好物質(zhì)基礎(chǔ)。目前黃河下游防洪工程體系基本形成，特別是小浪底水庫(kù)的建成，將為洪水資源化提供必要的調(diào)控手段。本文根據(jù)對(duì)洪水資源化的理解，探討了黃河洪水資源化的幾種可能途徑，并對(duì)洪水資源化的保障措施也略加討論。2黃河洪水資源化幾種可能途徑黃河流域洪水集中在汛期發(fā)生，各地區(qū)的較大洪水多發(fā)生在7至9月份，上游地區(qū)以7月和9月居多，中游地區(qū)則主要集中于7、8兩月?；▓@口以上的大洪水和特大洪水主要來自黃河中游，上游蘭州以上洪水僅組成花園口大洪水和特大洪水的基流。黃河中游洪水根據(jù)不同的來源區(qū)分為“上大洪水”和“下大洪水”，“上大洪水”來源于河口鎮(zhèn)至三門峽區(qū)間，洪水具有洪峰高、洪量大、含沙量大的特點(diǎn)；“下大洪水”來源于三門峽至花園口區(qū)間，洪水漲勢(shì)猛、洪峰高、洪量集中、含沙量小。3根據(jù)黃河洪水特性，洪水的資源化有以下幾個(gè)途徑：（1）通過水庫(kù)蓄水，將汛期洪水轉(zhuǎn)化為非汛期供水。水庫(kù)是調(diào)節(jié)水資源分配的重要工程措施，適當(dāng)抬高水庫(kù)的汛限水位，多蓄汛期洪水，是確保黃河下游河道不斷流的一個(gè)有力途徑。適當(dāng)抬高水庫(kù)的汛限水位包括兩種方法，一是根據(jù)近年來黃河來水量偏小的趨勢(shì)，適當(dāng)抬高水庫(kù)汛期的防洪限制水位；二是由于黃河中下游洪水主要集中于7、8月，9、10月份洪水明顯小于7、8月份，根據(jù)洪水分期的特點(diǎn)，可以抬高9、10月份（后期）水庫(kù)的防洪限制水位，使水庫(kù)多攔蓄汛期的洪水，提高水庫(kù)非汛期蓄水的保證率，充分發(fā)揮水庫(kù)的綜合利用效益。（2）利用洪水輸送水庫(kù)和河道泥沙，將洪水作為輸沙用水。黃河的關(guān)鍵問題是“水少沙多，水沙不平衡”，造成下游河道的淤積，河床不斷淤高5，利用洪水將水庫(kù)和河道的泥沙多輸送入海、輸送入田，減少下游河道淤積，是確保下游河床不抬高的有效措施。目前，三門峽水庫(kù)采用“蓄清排渾”的運(yùn)用方式，攔蓄非汛期的來水、來沙，汛期水庫(kù)敞泄運(yùn)用，將非汛期的泥沙集中在汛期排泄5，這實(shí)際上就是把洪水作為輸沙用水，汛初三門峽水庫(kù)排沙時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)小水排大沙的情況，致使下游河道淤積嚴(yán)重?！?68”洪水花園口洪峰流量為7860m3/s，洪水位卻高達(dá)94.73m，創(chuàng)歷史最高，其中的一個(gè)主要原因就是汛初三門峽水庫(kù)排沙，造成“968”洪水前期河床集中淤積6。將洪水用于輸沙，可以考慮幾種方式，一種是蓄小水，放大水。對(duì)于1500m3/s3500m3/s之間的“上大洪水”由于其含沙量大，可將其攔蓄于水庫(kù)，待蓄水量達(dá)到一定數(shù)值或發(fā)生更大洪水時(shí)以5000m3/s6000m3/s左右的流量排向下游，同時(shí)保證流量持續(xù)的時(shí)間并控制下游的引水量。另一種是發(fā)生“下大洪水”時(shí)，排泄水庫(kù)泥沙。用含沙量小的下大洪水稀釋水庫(kù)的高含沙洪水，既排出了水庫(kù)的泥沙，又減小了下游河道的淤積。還有一種是對(duì)泥沙進(jìn)行多年調(diào)節(jié)，在平水、枯水年蓄水?dāng)r沙，在豐水年進(jìn)行集中泄空沖刷，形成大流量高含沙洪水輸沙7。（3）將汛期洪水用于補(bǔ)源和灌溉用水。黃河防洪工程和引黃灌溉工程的存在，為洪水安全合理的運(yùn)用提供了條件，發(fā)生一定量級(jí)的“下大洪水”或洪水含沙量較小時(shí)，利用防洪工程將洪水引于渠系河網(wǎng)，一方面洪水可以用于灌溉，另一方面上游水庫(kù)控制運(yùn)用，延長(zhǎng)洪水的發(fā)生時(shí)間，采用深溝遠(yuǎn)引的方式，將洪水遠(yuǎn)距離輸送到引黃補(bǔ)源灌區(qū)，補(bǔ)充當(dāng)?shù)氐叵滤Y源，或利用河口地區(qū)平原水庫(kù)，對(duì)其補(bǔ)水。3洪水資源化對(duì)防洪調(diào)度的要求洪水資源化對(duì)防洪調(diào)度提出了更高的要求，洪水資源化的實(shí)現(xiàn)使得防洪調(diào)度將要承受更大的風(fēng)險(xiǎn)，洪水資源化和防洪調(diào)度恰如興利與防洪一樣是相互矛盾的，如何達(dá)到矛盾的統(tǒng)一，并把風(fēng)險(xiǎn)降到最小，是防洪調(diào)度要解決的新課題。首先洪水資源化要求防洪調(diào)度應(yīng)針對(duì)不同的來水情況制定不同的防洪調(diào)度原則，不是像以往那樣，單一的以防御大洪水為原則盡量把洪水排泄入海，而是要有放、有調(diào)、有蓄，作到汛期洪水的“綜合利用”。從來水的量級(jí)來說，可以把洪水分為大洪水、中等洪水和小洪水。對(duì)大洪水，防洪調(diào)度應(yīng)側(cè)重防洪安全，在可能的條件下與輸沙用水和補(bǔ)源用水相結(jié)合；對(duì)中等洪水，防洪調(diào)度時(shí)應(yīng)以用洪為重，主要考慮將洪水用于水庫(kù)輸沙和補(bǔ)源灌溉用水；對(duì)于小洪水，可將其攔蓄于水庫(kù)，即減少下游河道淤積又提高水庫(kù)的蓄水保障。從不同的來源可以把洪水分為“上大洪水”和“下大洪水”，對(duì)“上大洪水”因其含沙量大，防洪調(diào)度時(shí)可主要考慮洪水與輸沙用水相結(jié)合，而“下大洪水”因其含沙量小，防洪調(diào)度時(shí)還要適時(shí)考慮防洪與補(bǔ)源灌溉相結(jié)合。其次，根據(jù)黃河洪水發(fā)生的時(shí)間特點(diǎn)，不同的時(shí)期可以有不同的防洪調(diào)度原則。7、8月份尤其是7月下旬到8月上旬黃河發(fā)生大洪水的幾率最高，這一時(shí)期的防洪調(diào)度還應(yīng)以防御大洪水為主。9、10月份，洪水相對(duì)較小，這時(shí)要以蓄洪為主防洪為輔，盡量為非汛期多蓄水，緩解下游水資源短缺的局面。另外，洪水資源化要求在防洪調(diào)度中，不僅要考慮水量的調(diào)度，還要考慮沙量的調(diào)度，對(duì)不同的庫(kù)區(qū)淤積、不同的下游河道情況、不同含沙量的洪水應(yīng)有不同的調(diào)度方式。4洪水資源化的保障措施（1）實(shí)現(xiàn)洪水的資源化，要求防洪調(diào)度更細(xì)化、更靈活，根據(jù)水沙的具體情況實(shí)施不同的調(diào)度方式，同時(shí)，洪水的資源化對(duì)預(yù)報(bào)提出了更高的要求，要把洪水資源化的風(fēng)險(xiǎn)降到最小，必需要有完善的預(yù)報(bào)系統(tǒng)與其相適應(yīng)。適當(dāng)抬高水庫(kù)的汛限水位后，水庫(kù)的防洪調(diào)度必然要承受更大的風(fēng)險(xiǎn)，準(zhǔn)確及時(shí)的洪水預(yù)報(bào)可以降低水庫(kù)的防洪調(diào)度風(fēng)