實施洪水泥沙管理維持黃河健康生命

1、實施洪水泥沙管理維持黃河健康生命            摘要：河流的高程度開發(fā)利用，帶來了防洪、灌溉、供水、發(fā)電等巨大社會、經濟效益，但是，天然洪水水沙過程改變了，水庫淤積了，河床抬高了，河道斷流了這種現(xiàn)象在黃河上尤為嚴重。河流和人類一樣是有生命的，人類對水、河流的開發(fā)利用應有一定限度，否則就會影響河流的健康，進而影響人類自己。 關鍵詞：泥沙 管理 黃河 流的高程度開發(fā)利用，帶來了防洪、灌溉、供水、發(fā)電等巨大社會、經濟效益，但是，天然洪水水沙過程改變了，水庫淤積了，河床抬高了

2、，河道斷流了這種現(xiàn)象在黃河上尤為嚴重。河流和人類一樣是有生命的，人類對水、河流的開發(fā)利用應有一定限度，否則就會影響河流的健康，進而影響人類自己。 “維持黃河健康生命”是一種新的治河理念，其初步理論框架為：“維持黃河健康生命”是黃河治理的終極目標，“堤防不決口，河道不斷流，污染不超標，河床不抬高”是體現(xiàn)其終極目標的四個主要標志。河流生命的核心是水，命脈是流動。河流生命的形成、發(fā)展與演變是一個自然過程，有其自身的發(fā)展規(guī)律，并對外界行為有著巨大的反作用力和規(guī)范性。初步考慮，要實現(xiàn)“維持黃河健康生命”的目標，黃河治理應通過九條途徑，即：減少入黃泥沙的措施建設；流域及相關地區(qū)水資源利用的有效管理；增加黃

3、河水資源量的外流域調水方案研究；黃河水沙調控體系建設；制定黃河下游河道科學合理的治理方略；使下游河道主槽不萎縮的水量及其過程塑造；滿足降低污徑比使水質不超標的水量補充要求；治理黃河河口，以盡量減少其對下游河道的反饋影響；黃河三角洲生態(tài)系統(tǒng)的良性維持。 對于黃河下游的洪水泥沙管理來講，維持黃河健康生命的內涵具體可描述為：利用中游水庫群的水沙聯(lián)合調度塑造協(xié)調的水沙關系，恢復、維持下游主槽過流能力；利用人工、自然的措施逐步緩解“二級懸河”嚴峻形勢，調整灘槽洪水期分流比，減少“橫河、斜河、滾河、順堤行洪”幾率，確保黃河安瀾；將具有典型滯洪沉沙功能的黃河下游灘區(qū)納入蓄滯洪區(qū)管理，灘區(qū)享受國家蓄滯洪區(qū)補償

4、政策，從政策面上構筑人、河、沙和諧的管理環(huán)境，以使洪水泥沙管理能夠實施和延續(xù)。 一、黃河中、下游洪水控制現(xiàn)狀 目前，黃河下游防洪的關鍵性控制工程小浪底水利樞紐工程已經建成，并于年投入運用。除了正在規(guī)劃階段的中游磧口、古賢和沁河河口村水庫外，黃河中下游的防洪體系已基本建立，以萬家寨、三門峽、小浪底、陸渾、故縣五座水庫為主形成了水庫聯(lián)合調度體系。年以來，國家又加大了對黃河下游治理的投入力度，開展了下游堤防加高加固，險點處理，險工加高改建和河道整治工程建設，形成了河道工程體系，以東平湖、北金堤、南北展等蓄滯洪區(qū)形成了蓄滯洪體系。水文、通訊、組織指揮、搶險救災等防洪非工程措施也在近些年得到了發(fā)展和提高

5、，整體上使黃河下游防洪形勢明顯改觀。上述工程體系“上攔下排，兩岸分滯”和非工程措施構成了當前黃河下游總的洪水控制現(xiàn)狀。 具體表現(xiàn)為：一是小浪底水庫和三門峽、故縣、陸渾等水庫聯(lián)合調度，調蓄洪水，顯著削減了黃河下游稀遇洪水，使花園口斷面百年一遇洪峰流量由立方米每秒削減到立方米每秒，千年一遇洪峰流量由立方米每秒削減到立方米每秒，接近花園口設防流量立方米每秒?！吧洗蠛樗敝鸩降玫娇刂?，“下大洪水”和“上下較大洪水”得到一定程度控制。二是利用小浪底水庫攔沙和調水調沙庫容可減輕下游河道淤積億噸相當于年左右的淤積量。三是堤防已經滿足年水平設計水位的高度要求，抗洪能力得到加強，同時高村以下河勢也得到初步控制。

6、 二、洪水泥沙管理的實現(xiàn)途徑 黃河復雜難治的主要癥結在于“水少、沙多，水沙關系不協(xié)調”，因此，只有抓住這一主要矛盾，正確認識和處理洪水與泥沙問題，才能真正實現(xiàn)由洪水控制向洪水泥沙管理的轉變。 自古以來，黃河洪水威脅一直是中華民族的心腹之患。經過多年建設，現(xiàn)已初步形成“上攔下排，兩岸分滯”的工程體系，基本具備了控制和處理洪水的“硬件”。同時，隨著“數(shù)字黃河”工程建設的加快，“數(shù)字防汛”等一系列“軟件”逐步配套，這些“硬件”和“軟件”構成了較為完整的黃河防洪體系。依靠這一體系，可以針對不同量級的洪水實施有效控制和高效利用，也可以根據治黃需求，通過聯(lián)合調度塑造洪水，防止河道萎縮，減少河道淤積，實現(xiàn)由

7、過去單一控制洪水向洪水泥沙管理的轉變。 有效控制黃河大洪水、貫徹水沙聯(lián)調指導思想 對于黃河大洪水和特大洪水，要致力于提高控制能力，依據水文預報、工程布局和可控能力，按照科學合理的洪水處理方案，通過干支流水庫的聯(lián)合調度和蓄滯洪區(qū)的適時啟用，將洪水控制在兩岸標準化堤防之間，確保大堤不決口，盡最大努力減少災害損失。同時，黃河大洪水和特大洪水發(fā)生時，除三花間洪水外，一般都伴隨較高含沙量，因而在控制的同時，貫徹水沙聯(lián)調指導思想，盡可能做到水庫、河道沖淤兼顧，依據階段管理目標，塑造協(xié)調的水沙關系，但該類洪水泥沙的主要管理目標是黃河安瀾。 利用黃河中常洪水，實施水沙合理配置（調水調沙） 由于小浪底等水庫在初

8、步設計時對于黃河中常洪水一般不予控制，而中常洪水在洪量、洪峰流量、含沙量、沙量等特征值方面，又都處于中游水庫群調控能力之內。因此，管理的途徑是：合理承擔適度風險，充分考慮黃河洪水的資源屬性和造床功能。一是通過塑造協(xié)調的水沙關系，讓洪水沖刷河槽，挾沙入海，恢復河槽的過流能力。二是將黃河洪水資源化，可對汛期洪水進行分期管理，科學攔蓄后汛期洪水或低含沙量洪水為翌年春灌和確保黃河不斷流提供寶貴的水資源。三是實施小北干流放淤“淤粗排細”。在三門峽水庫以上禹門口至潼關河段平方公里的河道灘地上，利用彎道水力學、緩流分選泥沙水力學等原理，通過設置引洪放淤閘、彎道溢流堰、淤區(qū)格堤、退水閘等工程，靠水流自然力量，

9、人為控制泥沙的顆粒級配，達到“淤粗排細”的目的。小北干流放淤分無壩放淤試驗、無壩放淤和有壩放淤三個階段實施?首先通過無壩放淤試驗取得基本參數(shù)，在此基礎上實施無壩放淤，遠期在黃河北干流建設以放淤為主要目的的水利樞紐，通過水庫的水沙調控進一步擴大放淤區(qū)域和提高放淤效率。四是利用小浪底水庫等干流骨干水庫“攔粗泄細”。小浪底水庫是調控黃河下游水沙的關鍵工程。按照設計，在其億立方米的總庫容中，攔沙庫容為億立方米?可攔蓄泥沙億噸。要科學設計小浪底水庫的運用方式，盡可能做到攔蓄粗沙，泄放細沙，以最大限度地提高水庫的攔沙減淤效率，同時延長水庫攔沙使用年限。將來在古賢等骨干水庫建成后，也可通過“攔粗泄細”運用，

10、顯著減少進入下游河道的粗泥沙。     2007-04-29        塑造黃河洪水，調整泥沙 河道是洪水和泥沙的輸移通道，當河道內長期沒有洪水通過時，河道主河槽就會發(fā)生萎縮。事實上，世紀年代，黃河發(fā)生的最大洪水為立方米每秒，相應河槽平灘流量為立方米每秒；世紀年代，黃河發(fā)生最大洪水為立方米每秒，相應河槽平灘流量為立方米每秒；世紀年代，黃河發(fā)生最大洪水為立方米每秒，相應河槽平灘流量為立方米每秒；進入世紀，黃河沒有發(fā)生一次大于立方米每秒的編號洪峰，相應河槽平灘流量已衰減至立方

11、米每秒以下。因此，要樹立強烈的洪水造床及輸沙意識，在河道里沒有洪水且條件具備時，要通過中游水庫群聯(lián)合調度等措施塑造人工洪水及其過程，達到減少水庫泥沙淤積、調整泥沙淤積形態(tài)、防止河道主河槽萎縮和攜沙入海的多重目的。 需要強調指出的是，目前，控制黃河洪水的意識根深蒂固，但利用黃河洪水，特別是塑造黃河洪水的理念較為淡薄，甚至尚未建立，根據黃河的特點和存在問題，今后必須建立洪水利用和洪水塑造的概念，并認真加以研究利用塑造洪水的方法、途徑及手段，通過不斷探索與實踐，使之逐步調整、完善，讓黃河洪水為“維持黃河健康生命”服務。     三、洪水泥沙管理的實踐 黃河首次

12、調水調沙試驗 首次調水調沙試驗是針對小浪底水庫初期運用的特點進行的，實施的是小浪底和三門峽兩庫水庫聯(lián)合調度方式，主要目標是尋求試驗條件下的黃河下游泥沙不淤積的臨界流量和臨界時間。使下游河道?特別是艾山至利津河段不淤積或盡可能沖刷。同時檢驗河道整治成果、驗證數(shù)學模型和實體模型、深化對黃河水沙規(guī)律的認識。試驗以小浪底水庫蓄水為主或小浪底至花園口區(qū)間?簡稱小花間來水為主水庫相機調水調沙，控制指標為花園口臨界流量立方米每秒的時間不少于天，平均含沙量不大于千克每立方米，相應艾山站流量立方米每秒左右，利津站流量立方米每秒左右。試驗結束后控制花園口流量不大于立方米每秒。 年月日上午時，小浪底水庫開始加大下泄

13、流量，調水調沙試驗進入調度實施階段，直到小浪底出庫流量恢復到立方米每秒以下，水庫調度歷時天。黃河下游河道凈沖刷量為億噸，下游河槽全程發(fā)生明顯沖刷，主槽沿程沖刷億噸，灘地淤積億噸，下游平灘流量均有一定程度的增加，以漫灘最為嚴重的夾河灘至孫口河段平灘流量增大幅度最大，平均增加約立方米每秒。 黃河第二次調水調沙試驗 黃河第二次調水調沙試驗是結合防洪預泄進行的，實施的是小浪底、三門峽、陸渾、故縣四庫水沙聯(lián)合調度，是典型的水沙多目標調度方式，主要目標是：水資源安全、干支流減災、下游不發(fā)生大的漫灘損失、小浪底庫區(qū)減淤、閘前防淤堵、為年水庫在米以上運用創(chuàng)造條件、實現(xiàn)下游河道發(fā)生沖刷或至少不發(fā)生大的淤積、進一

14、步深化對黃河水沙規(guī)律的認識等。 在試驗調控技術方面，有效利用小花間的清水與小浪底水庫下泄的高含沙量水流在花園口進行水沙“對接”，即：“小花間無控區(qū)清水負載，小浪底調水配沙”。 第二次調水調沙試驗歷時天?；▓@口站平均流量為立方米每秒?平均含沙量千克每立方米，完全達到了預案規(guī)定的水沙調控指標；下游河道全河段基本上都發(fā)生了沖刷，總沖刷量億噸，達到了下游河道減淤的目的和小浪底水庫盡量多排泥沙的預定目標。下游主要測驗斷面同流量水位降低，主槽過洪能力增加。 黃河第三次調水調沙試驗 黃河第三次調水調沙試驗是針對小浪底水庫汛初蓄水較多?黃河中游又無中小洪水的特點進行的，實施的是黃河干流萬家寨、三門峽、小浪底三

15、庫串聯(lián)聯(lián)合調度方式，主要目標是實現(xiàn)黃河下游主河槽全線沖刷，進一步恢復下游河道主槽的過流能力，調整黃河下游兩處卡口段的河槽形態(tài)、增大過洪能力，調整小浪底庫區(qū)的淤積形態(tài)，進一步探索研究黃河水庫、河道水沙運動規(guī)律。 此次試驗小浪底水庫出庫沙量億噸，利津站輸沙量億噸，小浪底至利津河段沖刷億噸，各河段均發(fā)生沖刷。小浪底庫區(qū)淤積設計淤積平衡縱剖面以上淤積的萬立方米泥沙盡數(shù)沖刷，庫區(qū)淤積三角洲形態(tài)得到了合理調整。黃河下游卡口河段河槽形態(tài)調整，徐碼頭、雷口兩處卡口河段主槽平均沖刷深度為米，主槽過流能力進一步提高，達到立方米每秒。月日時分，小浪底庫區(qū)異重流排沙出庫，渾水持續(xù)約小時，首次人工異重流塑造獲得圓滿成功

16、。對黃河水庫、河道水沙運動規(guī)律的認識進一步深化，在水庫群水沙調度、異重流運行狀態(tài)、人工擾動泥沙的效果等方面取得了大量原始數(shù)據，為今后多方面研究運用黃河水沙運行規(guī)律提供了豐富的基礎資料。 黃河小北干流放淤試驗 黃河小北干流禹門口至潼關河段，河道長公里，河寬公里，灘地面積為平方公里。灘區(qū)多為沙荒鹽堿地，土地利用率不高，社會經濟發(fā)展相對落后，是天然的沉滯沙場所。年放淤試驗的地點選在連伯灘。 年月，在經過大量查勘和論證之后，黃委在小北干流開始實施放淤試驗，這是繼調水調沙試驗之后，運用自然規(guī)律進行黃河治理的又一項開拓性工作。試驗的關鍵是人為控制泥沙的顆粒級配，實現(xiàn)“淤粗排細”的目標。為此編制了試驗工程設計報告及調度預案，利用放淤閘、彎道溢流堰、淤區(qū)格堤、退水閘等工程和由