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流沙河的理想精选(九篇)

第1篇:流沙河的理想范文

关键词:治黄目标 河床 分洪 水坝

一、前言

“堤防不决口,河道不断流,河床不抬高”这三个新的治黄目标,对治黄工作指出了明确的方向,针对黄河多沙、水量欠缺不均、下游为“悬河”这一特殊情况,这又是一个艰巨的任务。因此,要按照治河方针,结合实际去实施,以确保目标的实现。

这三个治黄目标,是一个对立统一的关系,这里对黄河水的控制,量的问题成为关键:多则决口,少则断流;流量大带来沙多,流量小冲力小,都可能使河床抬高。目前在“宽河固堤”、“上拦下排”、“调水调沙”、“水土保持”和“巩固下游堤防,整治河道,治理河口,建设防洪工程体系,以提高排洪、排沙能力”等治河方针和治黄方略 ① 指引下,已取得了相应成效,确保了人民治黄以来50多年伏秋大汛不决口,但随着时光的变迁,对治黄方针的实施,在巩固已实施项目的基础上,需结合实际进行深入细化,拓宽思路,这里笔者提出“拓深河床,加道分洪,分季蓄排”这一设想治理措施,供专家参考。

二、实现“河床不抬高,堤防不决口”的措施

“水到渠成”这一成语,直意为水流到、沟渠自然就形成了。在水利工程中是否可理解为,水力有其自然的力量,在一般情况下,它有其不可阻挡之势。对黄河之水,在记载中河道变迁、大小决徙达一千五六百次,较大多数集中在下游①,也印证了此理。因此,治水治河,要遵循自然规律,化解水力,使其能千条江河归大海,有其存放或流去的地方。

1、拓深河床的设想

在现有的治黄工作中,固堤、滞洪工程对防汛起到一定的作用。但如前述,由于黄河的泥沙特性,虽然在大的方面控制了河流方向,但下游河床在逐步升高,减少了过流量,增大了大堤决口的危险性。因此笔者认为,大堤不可能无止境修高,在现有基础上拓深河床,是对应修大堤效果的另一个更长久之计。对此有人工挖深和河水冲深之别,虽说各有其特点,但从长远考虑,应以后者为主,一是利用了水力的自然力量,二是大海的存沙量是庞大的。探讨冲深河床方法,属于治黄的深化,单说修堤可以说是“水来土掩”,这是一从古老落后生产力到现代先进生产力时代都一直沿用的方法,但存在质的变化,因此,对黄河的治理,能控制河流方向,也必定能控制河床的抬高,随着科学技术的发展和人们对自然规律的认识,一定能够另辟蹊径,能够实现使黄河水按设计要求冲深河床,输沙入海,防洪减灾。这里根据笔者粗浅认识,设想两种方法用以降低河床,冲沙入海:“活动组合式调水坝,间歇冲淤冲沙入海”、“爆破松动河床,洪水携泥沙入海”,其基本思路、设想效果、依据、实施方案、相关问题等,见设想方案1、2。

2、加道分洪的设想

黄河水虽然说受上中游所修大坝控制,对下游来说,小浪底大坝能防千年一遇洪水,但小浪底以下还有不受控的入黄支流,再者专家也警告,对黄河小浪底工程对下游防洪的作用,不要抱一劳永逸的幻想。做好黄河防洪工作,根据下游防洪工程和河势的现状,一是如前所述做好黄河河道疏浚,提高过水量,二是在发挥现有滞洪区作用的基础上,做好对特大洪水的无害分洪(否则必决堤无疑),也就是在现有工程上加修分洪通道,做到按计划分流,不让黄河自然随机决口。这对于滞洪区以上到郑州的河段,意义更为重大。

分洪作法的基本依据,就是借鉴黄河历史决口,夺海河、淮河入海的事实和根据黄河下游为地上悬河的特点以及具有现代通讯技术发达、计算机技术高速处理数据等技术的支持。设想方法为“连淮河连海河,建广域分洪系统”。对该方法的认识需注意的是仅用于“分洪”,对生态各方面影响是短暂的。具体方案,见设想方案3。

三、实现河道不断流的措施--分季蓄排的设想

黄河下游断流主要是枯水季节没有充裕水源,在这方面有专家学者提出调水方案,这是从根本上解决断流的好方法,但在另一方面,从黄河本身的情况考虑,从黄河“旱涝不均”的角度去考虑,人工控制流量,达到“细水长流”的效果,也是一种解决黄河断流的方法。

水源的建造就是修水库,但黄河在下游为平原河流,在河道上修筑水利枢纽会影响防洪,这已经被实践所证实;在河流外修筑大水库,经济损失大,也是得不偿失。因此,利用黄河两岸大堤间距较大,河道本身有一定的贮水量,在河道上修筑若干季节性拦水坝,在丰水期架起拦水坝,贮存一定的水量供枯水期调用,在汛期将拦水坝拆除,以保证洪水通过。拦水坝是季节性的,在建筑材料和建筑方法上,要不同于一般的水坝,要便于拆装,如橡胶等。以此,设想了“用候鸟式水坝,治季节性断流”的方法,详情见设想方案4。

四、具体设想方案

设想方案1:

活动组合式调水坝,间歇冲淤冲沙入海

——治理目标“河床不抬高,堤防不决口”

1.基本思路

1.1黄河河床随大堤的升高而自然淤高,但黄河大堤不可能无止境增高。

1.2黄河改道,会产生新的低河床,但目前黄河下游经济已较发达,改道位置难定。再者除改道后的经济损失外,原防洪设施报废。

1.3用活动组合式调水坝,对所控制河槽在有利时机冲刷,降低河床高度,拓宽河槽宽度,增大过水量。在冲淤过程中,已冲刷的河床不产生新的淤积,克服了固定调水坝下游有淤积的现象。

2.设想效果

在主河槽上布置活动式调水坝(如橡胶坝②、玻璃钢坝等),随要求调整不同方向上的水流量,利用水的冲力冲走淤沙,形成较宽、较稳定的深河槽,增大河道过水量;并利用高含沙量洪水能塑造窄深河槽 ③,利用洪水期来保持窄深河槽,以利于高含沙洪水的长距离输送。为汛期洪水通过形成顺畅河道。

3.基本依据

3.1控导工程可使河水沿控导方向流动,冲刷形成新河槽,但随着新河槽的形成,控导调水坝下游的河槽产生了淤积,主河槽保持基本相同宽度(所知崔家控导工程有此现象)。保持要冲刷河槽在冲刷一边时,另一边不成死水区,不产生新淤积。

3.2非土石坝(如橡胶坝 ②)可以任意升降调整。

3.3保持窄深河槽有利于高含沙洪水输送 ③。

4.实施方案

4.1在设计的主河槽位置,设置组合式调水坝,每节坝体10 m左右,每节坝体可绕一端向下游成不同的角度旋转(可经计算定于固定角度,如:一次变30度),各节首尾相连方向,延向下游,与主冲河槽一致。首尾相接时与一般调水坝相同;每节坝体迎水面,可设计为利于水力集中冲刷河床的曲面。

4.2三种冲淤方式:

A 、坝首、坝中与坝尾可以集中向一端调水(集中冲刷一岸淤沙)。

B 、可分主冲区与副冲区,两者冲沙方向不同,主冲区拦水量大,副冲区拦水量小,副冲区用以保证主冲区调水过程中,其下首背水面不成死水,减少其淤积量。

C、 也可根据情况形成扇面过水状态。

4.3沿下游河道根据河势,每10 km 左右建一处(或依河势定)调水坝,形成接力式,经强力调水后使河水沿直线河道走,形成固定河槽。另外,在固定调水坝之间,可利用挖泥船(国家“百船工程”现已经为大江河疏浚建造成若干艘并使用),拖动并安置游动式活动调水坝,作局部重点冲刷。

4.4为满足形成窄深河槽,又要加大过流量,根据情况可布成枢纽状,形成多条河槽,交替冲刷。不冲的河槽上首具有关闭功能,下首设置塑料纺织的网帘,以阻止浑水回流淤积②。也可按逐渐浸蚀方法达到河床整体降低。

4.5分段(如100 km)从上游至下游依次按设计试验结果修建,以免不确定因素使得上游调水后,下游所建工程偏移河槽。

5.相关问题

5.1河槽预计冲刷深度的确定:以便建设时一次把固定埋件预理到位。下游河床一般高出背堤地面3—5 m。④要考虑将来使河床低于堤外地面。

5.2现有险工及控导工程利用。重新规划设计主水槽位置,可利用现有工程,在此基础上附加移动式调水坝。实施接力式调水方案中,要注意到减轻现存险工的危险性。

5.3河槽冲深变宽后可能形成的横河、斜河的预防问题 ⑤。

5.4河槽冲深后,现已建引黄工程的利用问题和现有险工基础加固问题。

设想方案2:

爆破松动河床,洪水携泥沙入海

——治理目标“河床不抬高,堤防不决口”

1.基本思路

1.1黄河河床在随大堤的升高而不断升高,但黄河大堤不可能无止境升高。

1.2利用汛期或水库放水产生大水的动力,把河床泥沙携带入海。但河床有其固有的平稳性,常规下河床泥沙遭洪水冲刷量有限,所以用爆破法将河床全部松动,或者爆破河床关键部位,破坏其平衡性,为河床松动创造条件,增大河水冲刷力度,从而达到降低河床,增大输水量,使堤防不决口的效果。

2.设想效果

降低河床,提高了现有防洪能力,以保堤防不决口。加速沧海桑田变迁,顺应自然规律,把被动防汛变为疏通。利用水力输沙可减少费用,与现行挖河固堤淤背相比,不但减少耕地占用,又造了新的海边滩涂,更具有长久性。

3.依 据

3.1 河水中具有较大的含沙能力,如黄河水携沙量可达901 kg/m3,保持窄深河槽有利于高含沙洪水的输送 ③;黄河多年平均含沙量为35.0 kg/m3 ⑤,有爆破河床形成浑水的时机与形成高含沙水的空间。

3.2 泥沙在浑水中的沉降速度是与含沙量成反比关系的 ⑥。

4.实施方案

4.1 经试验选好实施时间即汛期与非汛期、水流速的大小、水中来沙量多大时最好。

4.2 从河口处依次向上游,用时差法起爆,按流速计算使水中含沙量均匀且符合最佳输沙效果。

4.3 爆破位置,以河弯处作爆破口,按预定的河道形状进行爆破。

4.4 炸药可在非汛期预理,用定向爆破技术使泥沙爆破后均匀散于水中,也可用水下时时爆破。

5.相关问题

5.1 河口承受大量泥沙的出沙量问题;海潮对海口淤沙的影响或海口改道位置与时间 ⑤ ⑦。

5.2 防止河段堵塞措施⑧。

A、作爆破输沙量及爆破位置与时间统一的研究。

B、一旦出现堵塞现象,疏通措施。

5.3 防止横河、斜河的形成,即主河槽的定位。

设想方案3:

连淮河连海河,建广域分洪系统

—— 治理目标“堤防不决口”

1.基本思路

黄河遇特大洪水要人工分洪,否则,就会自然决口;再者,对大洪水分洪后可减轻以下沿线防洪压力。人工分洪比自然决堤损失要小得多。黄河在下游是地上河,具备向两岸的海河、淮河流域分洪的便利条件,另外,三条河的接壤水域不多,同时发洪水的概率不大。现在气象预报技术、通讯技术和计算机技术的发展,也为科学调水创造了条件,不会出现顾此失彼的现象。

2.设想效果

在黄河两岸大堤上修筑若干排泄一定水量的溢流口或分洪口,可加闸门控制,根据水情预报结果,适时启动闸门进行分洪,通过加修的分水通道进入淮河、海河等支流。

3.依据

3.1 黄河在历史上曾向海河、淮河等流域决过口;黄河在下游相对海河与淮河两流域为地上河。

3.2 气象预报能准确预报48小时的天气,水文自动测报系统能及时准确地上报水情。

3.3 计算机能及时算出、模拟出所需知地区的水情,能提供防洪决策所需情报。

4.实施方案

4.1 根据历史上水情,设计出需分洪量,修建分水口,要考虑利用现有的引黄灌溉设施。

4.2 分水通道的修建:向最近的天然河道修筑引水渠,利用引黄渠道时,设计合适的入河位置。

4.3 老支流河道输水能力的整治:一是疏浚,二是在离河道一定距离处修筑滞洪堤,其性能就是满足黄河分洪需要,以保证与设计的分洪量匹配。也可按老支流河道输水能力确定分洪口的大小。

4.4 防汛测报系统的建立:黄河防汛测报系统与海河、淮河的测报系统连接,并增建必要的水情测量站。建立防洪地理信息系统,对分洪的必要性,对分洪量、分洪时间、分洪位置,能及时做出科学的分析。

4.5 对南水北调中线、东线工程的利用:在穿黄工程附近,设计与黄河相连接的水道,保证黄河水向调水线路中能输送一定的水量,也可用于非汛期反向向黄河输水。输水线路增设防止向穿黄隧道灌水的设施,以免造成淤泥沙堵塞,在黄河以北调水线路上,遇较大河流时增设分洪排水口,以增大分洪的机动性。

5.相关问题

5.1 准备利用的支流河道水文资料的收集和河势的测量。

5.2黄河与淮河、海河流域发生洪水的相关性的研究。

设想方案4:

用候鸟式水坝,治季节性断流

——治理目标“河道不断流,河床不抬高”

1.基本思路

1.1水坝在当年汛后(或汛末)架起,在来年汛前拆除,这样的水坝是季节性水坝,趣称候鸟坝。(自定义)

1.2黄河下游断流主要是枯水季节没有充裕水源,但建永久性水利枢纽,在汛期发洪水时,不能提供输水通道,再者,高含沙洪水在库区的淤积,也令有限的库容和大堤的防洪能力承受不了。若能建立活动式拦水坝,在低含沙量时的丰水期蓄水,供枯水季调节使用,在汛前排空水库,拆除坝体,复原河道以利防洪。这样用季节性水坝-候鸟坝,既治理了季节性断流,又不影响防洪。

1.3黄河下游水量可由小浪底水利枢纽进行调节,可为拦水坝架设创造一定的条件。

2.设想效果

2.1在黄河下游,修若干低于大堤高度的活动式拦水坝-候鸟坝,在丰水期将低含沙量的总来水的1/3(约60亿m3)⑤存贮,作为调节用水,以保证黄河一定的流量。候鸟坝像候鸟一样,汛后来,汛前走。

2.2沿河阶梯式修筑水坝,多级蓄积水能以增强河水对河床的冲刷能力;在每个坝上,根据情况确定溢流口和排水口位置,达到对整个河床各部位都具有重点冲刷的可能,以降低河床高度,增大人工控制主河槽位置的能力。

3.实施方案

3.1建坝材料与坝型:选用轻型建材,如橡胶②、玻璃钢等来做坝身,整个坝身为组合式,坝基为固定的钢筋混凝土结构,设置有固定坝身的装置;另外包含用于固定坝身的上拉下戗的有关建筑。主河槽处设常设溢流口和调水口。重点冲刷河槽处也可建成固定的船闸式闸门,用非提升式闸门以便在汛期开启后减小挡水量。

3.2坝身的安装与拆除:一是可设计为地面导轨与高架导轨,配合起吊架进行工作,水中部分使用高架导轨,陆地部分用地面导轨。二是可建成桥礅式起落架,坝身落下为坝,升起成桥(与大堤顶平)。

3.3坝址位置:可按每隔50 km建一座,也可根据河势与大堤间宽度而定; 可利用1954年后所定的黄河下游河段的12个枢纽位置④,并考虑现实的经济需要。入海口处要考虑接受大量泥沙,要改道等问题 ⑤ ⑦ ,至少修在入海口50 km以上。则者,至河尾部单用于防止断流,坝的意义已不大。

3.4蓄水与排水:一是总的蓄、排水安排,蓄水先从上游开始,排水先从下游排水,以保证与防洪的衔接。也可经计算联合排水,以增强河道冲刷效果。二是每个坝位的排水,按试验结果,设计出冲刷主河槽排水,或冲刷一般河床排水的排水位置、时间和排水量,使具有增加冲淤量,降低河床的效果。

4.相关问题

4.1多级坝拦、排水量的组合与冲沙效果的研究。

4.2低坝限期蓄水,在汛期高含沙量、非汛期低含沙量情况下,淤积量与冲刷量的相关性问题研究。

4.3大堤承载蓄水量的能力,与放水后对大堤的影响的研究。

4.4坝基高度的确定,应考虑河床将来降低后的高程面。从长远看,降低河床高度,增大过水量是黄河下游防洪的根本。

五、结束语

黄河下游治理是个系统工程,按自然辩证法的系统观点,它既自成系统,又存在于黄河、淮河、海河这个较大的水利系统中;系统中整体与部分、稳定与涨落是两种矛盾关系,矛盾的对立统一实现于一定的条件之下。黄河的河床抬高等现状是一种不利于人类的系统状态,它是黄河系统在现实条件下的一种客观反映。我们治理黄河要从整体和部分去认识其规律性,既要扬长避短,又要创造条件,破坏其不利的状态结构,使其状态向有利于人类的方向发展。“拓深河床,加道分洪,分季蓄排” ,是从黄河的现实情况出发考虑的设想措施,“连淮河连海河,建广域分洪系统”的方法是从大的系统方面考虑的方案,“活动组合式调水坝,间歇冲淤冲沙入海”、“爆破松动河床,洪水携泥沙入海”、“用候鸟式水坝,治季节性断流”的方法,是从黄河下游自身系统结构方面考虑的方案,这些方案是一种初步方案,但可提供一种治黄思路;治理黄河在落实治黄方针时,要从现实出发,利用现代科学技术,深入细化,拓宽思路,从整体和局部来考虑实现新时期的治黄目标。

参考文献:

1.主编.辞海,1999年版缩印本.上海.上海辞书出版社,2000:1445,2475

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4.黄委会 勘测规划设计院编. 黄河勘测志. 郑州,河南出版社,1993:270,153

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6.寥咸祖等.巴家嘴水库高含沙异重流的初步分析. 水电部黄委会,获奖科技成果选编,1985—1986 :总15

第2篇:流沙河的理想范文

关键词:黄河下游 二级悬河 成因 治理对策 河道改造 水沙资源 优化配置

黄河是一条非常特殊的河流,也是世界上最难治理的河流之一。黄河下游河道长期处于强烈的淤积抬升状态,河床平均每年抬高0.05~0.10m,现行河床一般高出堤外两岸地面4~6m,最大高出10m以上,形成所谓的“地上悬河”,我们称之为“一级悬河”。随着大量水利枢纽工程的修建和人类活动的加剧,从20世纪60年代以来,黄河下游河道大洪水漫滩的机遇愈来愈少,而中小洪水和枯水期淤积主要发生在主河槽和嫩滩上,远离主槽的滩地因水沙交换作用不强,淤积厚度较小,堤根附近淤积更少,致使河道平滩水位明显高于主槽两侧滩地,甚至主河槽平均高程高于两侧滩地,形成了“槽高、滩低、堤根洼”的“二级悬河”,如图1所示。 39km,滩地面积较小。高村至陶城铺河段左岸平滩水位高于临堤滩面1.08~3.43m,平均高差达2.17m,滩面平均宽约4.2km,滩地横比降平均值达9.8,明显大于河道纵比降;右岸平滩水位一般高于临堤滩面0.84~2.78m,平均高出2.15m,滩面平均宽约2.86km,滩地横比降平均值10.39,也明显大于河道纵比降。该河段两岸滩面较窄,横比降较大,“二级悬河”形势也非常严重。

(5) 陶城铺以下至利津河段长290km,滩地面积774km2,平滩流量约为2500~3000m3/s。左岸平滩水位高于临堤滩面0.46~2.62m,平均高差达1.56m,滩面平均宽约2.2km,滩 地横比降平均值高达27.81;右岸平滩水位一般高于临堤滩面0.06~2.75m,平均高出1.36m,滩面平均宽约2.12km,滩地横比降平均值14.36。由于滩面较窄,横比降异常偏大,该河段“二级悬河”形势也不容忽视。

综上所述,目前黄河下游“二级悬河”最为严重的河段为东坝头至陶城铺河段,与“一级悬河”最为严重的河段有所不同。1999年小浪底水库投入运用以来,连续的枯水使河道产生了上冲下淤现象,导致部分河段主河槽严重淤积,平滩流量进一步减小,一些断面在不足2000m3/s流量时即漫滩,是迫切需要治理的重点河段。

2 黄河下游“二级悬河”的发展过程与成因分析

黄河下游“地上悬河”的形成是来水来沙和边界条件共同作用的结果,由于水少沙多、水沙不协调,从而造成河道的强烈堆积抬高,人类活动的加剧也加速了悬河的发展。黄河下游来水来沙量、洪峰频次和洪峰流量的显著减小,致使主河槽严重淤积萎缩、平滩流量显著减小、滩唇高程和主槽河底高程明显抬高,形成了滩唇高仰、大堤临河滩面低洼的“二级悬河”;生产堤的存在也在一定程度上减少了漫滩洪水的次数,使生产堤与大堤间的滩地淤积量减少,加剧了“二级悬河”的发展;嫩滩淤积幅度增大,与近年来嫩滩大量垦殖也有一定的关系。

2.1 水沙条件变化对“二级悬河”发展的作用 水沙条件 的显著改变对于“二级悬河”的影响主要体现在两个方面:一方面是来水来沙量明显减少,特别是洪峰频次和洪峰流量的显著减少,洪水的造床作用明显减弱,河流平面和断面尺度减小,河床冲淤演变涉及的范围也有所减小,致使河道的淤积更加局限在中小水主河槽内,主槽和嫩滩的淤积导致了“二级悬河”的发育和发展;另一方面是长期小水塑造了严重萎缩的枯水主河槽,主槽河底高程显著抬升、平滩流量明显减小,大大增加了“二级悬河”的危害程度。黄河下游来水来沙变化及河道冲淤过程就清楚地表明了“二级悬河”的发展过程及其形成原因。

20世纪50年代,黄河下游水量丰沛,大洪水发生次数多,花园口站洪峰流量超过10000m3/s的大漫滩洪水有6次,6000~10000m3/s流量的小漫滩洪水有23次,4000~6000m3/s流量的中常洪水有16次,2000~4000m3/s流量的小洪水有12次,大洪水具有强烈的刷槽淤滩作用,中小洪水也有显著的造床作用。同时,由于那个时期滩区阻水建筑物很少,主河槽和滩地之间,特别是主河槽和嫩滩之间没有明显的分界,每遇大漫滩洪水,滩地过流和顺堤行洪虽然给下游防洪造成了很大的困难,但从河床演变的角度来看,河槽的游荡摆动和大漫滩洪水的顺堤行洪,滩槽水沙频繁交换,使得淤积在横断面上的泥沙分布较均匀,遏制了 滩地横比降的发展。而且,漫滩洪水使滩地淤积、主槽冲刷,抵消了相当一部分非洪水期主槽的淤积,致使天然条件下滩槽长时期趋于同步抬升状态。实测资料表明,20世纪50年代黄河下游河道累计淤积泥沙36.1亿m3,占来沙量的20%,其中77%的泥沙淤积在滩地上,主河槽淤积只占23%。铁谢至高村游荡性河段滩地淤积量占全断面淤积量的69%,艾山以下河段淤积几乎全部集中在滩地上,主槽基本不淤,在这一时期黄河下游未出现“二级悬河”现象。

20世纪60年代以后,随着三门峡、刘家峡、龙羊峡等干支流骨干水利枢纽工程相继投入运用,同时沿黄工农业用水量不断增加,致使黄河下游水沙条件发生了显著的变化,河道淤积十分严重,特别是1965年以来,下游大洪水发生机会较少,淤积主要集中在中小水主河槽里。

1965~1973年三门峡水库采用“滞洪排沙”运用,下游来沙量明显增大,下游河道由冲刷变为大量淤积。这一时期黄河下游河道共淤积泥沙39.5亿t,年平均淤积量为4.39亿t,大于建库前1950年7月~1960年6月的年平均淤积量3.61亿t。由于水库滞洪削峰,下游洪水较小,加之生产堤的影响,淤积主要集中在主河槽里,滩地淤积量仅占全断面淤积量的33%。由于主河槽的大量淤积和嫩滩高程的明显抬升,部分河段开始出现“二级悬河”的不利局面。

1973~1985年,三门峡水库由“滞洪排沙”运用改为“蓄清排浑”控制运用,下泄流量增大,该时期下游河道累计主河槽冲刷6.2亿t,滩地淤积14.0亿t,全断面淤积泥沙7.8亿t。特别是1980~1985年的丰水系列年,主河槽发生不同程度的冲刷,排洪能力增大,虽然滩唇明显淤高,增大了滩地横比降,但主槽冲深,平滩流量和主河槽过流能力较大,“二级悬河”问题仍不是十分突出。

1986~1999年,由于龙羊峡和刘家峡水库的联合调度运用,加之沿程工农业用水的大量增加以及降雨减少等因素的影响,黄河下游来水来沙条件发生了明显的变化,径流量减少、流量过程调平、汛期和非汛期水量比例改变、洪水频次和洪峰流量降低。特别是汛期大洪水减少、漫滩机率减小,即使漫滩也多为清水,同时由于生产堤等阻水建筑物的存在,也影响了滩槽水流泥沙的横向交换,淤积主要集中在两岸生产堤之间的主河槽和嫩滩上,生产堤至大堤 间的广大滩区淤积很少。该时期下游河道总淤积量为31.23亿t,年平均淤积量为2.23亿t。但主河槽淤积了22.6亿t,年平均淤积1.61亿t,占全断面淤积量的72.3%。主槽河底平均高程进一步抬高,滩地横比降增大,这一时期“二级悬河”迅速发展。

小浪底水库投入运用后,人们普遍对黄河下游的防洪减淤形势持乐观态度。1999年10月小浪底水库蓄水运用,至2002年10月小浪底水库基本是清水下泄,三年下泄水量(黄河小浪底站、洛河黑石关站和沁河武陟站之和)543亿m3,沙量0.97亿t,年平均下泄水量181亿m3,年平均沙量0.32亿t,分别为长系列均值(统计至1995年)的40.6%和3%。但由于沿黄社会经济发展与河道输沙争水,使径流量沿程大幅度减少,2000年和2001年汛期进入下游的水量均只有约50亿m3,同时下游用水高峰期还经常出现冲河南、淤山东的800~2600m3/s流量级,使得高村以下“二级悬河”的局面进一步加剧。

2.2 2002年和2003年小洪水对黄河下游河道主河槽过流能力和“二级悬河”发展程度的检验 2002年7月4~15日进行的小浪底水库首次调水调沙试验[5],花园口断面平均流量控制在2600m3/s,水库下泄水流含沙量小于20kg/m3,试验历时11d,小浪底水库共泄流26.1亿m3,下游河道主槽冲刷1.063亿t,滩地淤积0.701亿t,河道净冲刷0.362亿t,其中艾山~利津河段冲刷了0.197亿t,但嫩滩淤积量较大,约为0.5亿t。

在调水调沙试验过程中,小浪底水库下泄流量属低含沙量的小洪水,但夹河滩~孙口河段却出现了历史最高水位,并且呈现出洪水演进速度慢、洪峰变形大等异常特性,夹河滩~孙口河段出现了生产堤破口漫滩。通过这次调水调沙试验检验了黄河下游河道主河槽的过流能力和“二级悬河”的发展程度。试验表明,近年来黄河下游河床边界变化很大、平滩流量明显降低,河道已经陷入了用水量增加-径流量减少-水沙过程变化-河道淤积萎缩-排洪能力持续降低的恶性循环,河床边界条件的变化甚至已不能满足调水调沙的基本要求,在高村附近河段平滩流量已降至2000m3/s左右,形成进行调水调沙运用,下游就漫滩淹地;不进行调水调沙运用,河道则持续淤积萎缩,“二级悬河”进一步加剧,潜在的防洪威胁增大。

2003年8月下旬至10月下旬,受“华西秋雨”的影响,黄河流域发生了建国以来少见的长历时大流量秋汛,渭河、伊洛河、沁河相继出现10余次洪水,来水量达340亿m3,比前几年同期高出一倍以上,接近多年平均值。经小浪底、三门峡、陆浑、故县4水库长时间联合运用,使黄河下游河道2个多月一直维持2500m3/s左右的流量,大大减轻了小浪底水库以下河道防汛压力。虽然小浪底水库下泄流量没有超过2002年调水调沙试验时的流量,但在该流量级洪水持续不断的冲刷下,黄河下游河道仍然有部分控导工程出险,局部河段河势变化剧烈,局部生产堤决口,黄河下游共有9处漫滩,共计淹没滩地面积332km2,淹没耕地面积2.5万hm2,受灾人口14.02万人。

2002年和2003年黄河下游防洪调度的实践表明,黄河下游东坝头至陶城铺河段平滩流量已小于2000m3/s,“二级悬河”还在进一步发展,小浪底水库前3年的运用进一步加速了该河段主槽的淤积,说明采用根据长系列历史资料分析得到的调水调沙的临界指标不适应黄河下游河道的现状。

2.3 河床边界条件变化对“二级悬河”发展的作用 随着黄河下游河道治理进程的不断发展,黄河下游的河床边界条件也发生了很大变化,加速了“ 二级悬河”的发展。黄河下游河道整治工程由险工和控导工程两部分组成,险工依附于大堤之上,具有保护堤防和控制河势的双重作用;控导工程修筑在滩岸上,主要起控导河势的作用。通过河道整治工程的实施,陶城铺以下河段的河势在1958年已得到了基本控制;高村至陶城铺河段的河势在1975年已得到了初步控制;目前,高村以上游荡性河段正在进行整治,以控制对防洪威胁较大的横河、斜河和滚河。大量河道整治工程的建设,使黄河下游河道的河势初步得到了控制,主河槽相对稳定,但“二级悬河”也正是在相对稳定的河道上发展起来了。

黄河下游河道内生产堤的修建也是“二级悬河”发展的一个重要原因。在新中国成立前,黄河下游滩区就修建了不少民埝,1954年大水后,民埝基本被废除和冲毁了。三门峡水库修建后,开始修筑生产堤,1969~1973年,黄河枯水多沙,下游主河槽淤积严重,“二级悬河”问题充分暴露。为此,国务院在1973年发文要求迅速废除生产堤。由于种种原因,黄河下游生产堤的破除工作一直进展不大。由于下游存在生产堤,洪水漫滩机率相对减少,泥沙大部分淤积在两岸生产堤之间,“二级悬河”问题越来越严重。此外,滩区耕种,特别是在滩唇附近的嫩滩内种植大豆和玉米等稠密的农作物,明显减少了主河槽的过流面积,增大了行洪阻力,进一步降低了河道的排洪和输沙能力,一方面造成主河槽进一步淤积,另一方面使水流行进缓慢,不利于排洪,也加快了“二级悬河”的发展。

2.4 “二级悬河”的成因分析 如上所述,“二级悬河” 的形成主要是由于来水来沙条件和边界条件(含人类活动)的变化引起,但到底哪种因素是主要原因,各因素所起的作用大小,许多专家提出了不同的观点[1,4],一些观点甚 至是截然相反的,概括起来有代表性的观点主要有如下几种:

(1) “二级悬河”的形成主要是由于生产堤的修筑。在天然情况下冲积河流本身也会产生横比降,但一般不会很大,由于河流具有自动调整的功能,滩地和主槽的淤积有一个自动互相调整的关系,滩槽淤积的厚度接近于同步抬升,滩槽高差不会很大;修建生产堤后,隔断了滩槽水沙交换的通道,使主槽和嫩滩严重淤积,不废除生产堤就解决不了横比降和“二级悬河”的问题。

(2) 形成“二级悬河”的根本原因是游荡性河道上常常出现小水挟大沙,加之大量的控导工程控制了主流的摆动范围,也控制了淤积的范围,改变了游荡性河道依靠主流自由摆动平衡滩槽高差的演变规律,使主槽持续淤积,因此,破除生产堤并不是解决问题的根本途径,控制小水淤槽才是解决问题的主攻方向。

(3) 关于“二级悬河”的存在,问题不在于是否修建了生产堤,而是两岸生产堤间距离太宽,它既不能束水归槽,又限制了淤积的范围。

(4) 黄河特殊的来水来沙条件是形成“二级悬河”的主要原因,生产堤和河道整治工程的修建加快了“二级悬河”的发展,高含沙洪水对“二级悬河”的发展起到了促进的作用。在现有的水沙条件下,大洪水漫滩的情况很难出现,一般洪水漫滩,淤积仍然集中在主槽和嫩滩上,难以解决横比降问题,即使拆除生产堤,也难以消除横比降,解决“二级悬河”的问题。

(5) 黄河河口的淤积延伸是下游持续淤积抬高的直接原因之一,河口延伸产生的溯源淤积必然加快了“悬河”的发展。

笔者认为,黄河的特点就是水少沙多,下游河道多数时间是超饱和输沙,河道内淤积泥沙是必然的,这也就决定了下游是累积的堆积性河道。下游主河槽的过流能力(平滩流量)是与来水来沙条件密切相关的,河道的来水来沙量、洪峰流量与历时等直接决定了河道的造床情况。在20世纪50~60年代,进入黄河下游的年平均径流量约为500亿m3,汛期日平均流量为2550m3/s,河道的平滩流量约为6000~8000m3/s,大洪水漫滩机率较多,10000m3/s流量以上的大洪水就有6次,大洪水漫滩后滩地淤积了22亿t,主槽冲刷了约16亿t,维持了滩槽平行抬升,使我们得到了“大水出好河”及淤滩刷槽、滩高槽稳、槽稳滩存、滩存堤固等河床演变规律;20世纪70~80年代中期进入黄河下游的年平均径流量约为400亿m3,汛期日平均流量为2150m3/s,河道的平滩流量约为4000~6000m3/s,尚有3次大于10000m3/s流量以上的大洪水漫滩;80年代中期以来,进入下游的年平均径流量约为250亿m3,汛期日平均流量不足1000m3/s,平均含沙量并没有减小,河道的平滩流量约为3000~4000m3/s,特别是90年代后期以来,进入下游的年平均径流量约为180亿m3,汛期平均只有几百个流量,根本就没有大洪水漫滩,泥沙基本淤积在主槽和嫩滩上,使部分河段的平滩流量骤降到不足2000m3/s,“二级悬河”问题也变得十分突出了。

由此可见,不同的来水来沙条件塑造了不同的河道形态,也对应不同的造床流量。在当前长期枯水的情况下,加之水沙组合又没有得到改善,甚至更为不利的情况下,黄河下游河道的平滩流量不断减小,这是与来水来沙条件相对应的,“二级悬河”的局面也就只能不断加剧,这也是萎缩性河道演变的基本规律,充分说明来水来沙的减少是河道萎缩、平滩流量减小、“二级悬河”加剧的主要原因。而来水来沙大幅减少则主要受以下因素影响:①干支流上大型水利枢纽与水土保持工程的修建,改变了水沙过程,减少了汛期进入下游的径流量、洪峰流量与洪水次数;②沿黄工农业的发展,大量引黄和调水,使径流量大幅耗用;③自然气候的变化,也使降雨量偏小。

另一方面,黄河下游河道边界条件的变化促进了“二级悬河”的发展,如果主河槽没有受到限制,河道可以自由摆动,即使在较小的水沙条件下,也不致造成较大的横比降,在大范围内河道也会基本平行抬升,不会形成严重的“二级悬河”。黄河下游大量河道控导工程的建设和生产堤的修筑,使主河槽受到约束,水流相对稳定在一个较小的范围内,而进入下游的泥沙数量和含沙量又很大,泥沙在较小河道范围内的快速淤积必然形成“二级悬河”。其发展过程如图3所示。

的变化已是不可逆的,较小的来水来沙条件不可能形成大的平滩流量,也不可能形成大洪水漫滩的局面,因此,“二级悬河”治理措施的制定也就不能简单地采用根据历史资料分析得到的演变规律和技术指标来指导,而要根据新的水沙形势、边界条件和新的演变规律来指导治理措施的制定。

3 “二级悬河”治理的思路与黄河下游河道的改造

3.1 现有“二级悬河”治理研究综述 在分析“二级悬河”成因的基础上,许多专家提出了不同的治理设想,概括起来主要有以下几种[1,4]:

(1) 拆除生产堤(或有计划地拆除生产堤)。并通过小浪底水库调水调沙运用,增大水流漫滩机会,以便消除横比降,逐步解决“二级悬河”的问题。

(2) 小浪底水库采用调水调沙运用。对此有两种观点:一种是小浪底水库通过在汛期的调节形成2500m3/s左右流量的小洪水,使下游河道不漫滩,冲刷下游河道的主河槽;另一种是小浪底水库通过在汛期的调节形成5000~8000m3/s流量的中常洪水,使下游河道漫滩形成 刷槽淤滩。

(3) 把下游河道建设成“主槽子黄河”和“滩地子黄河”。使“主槽子黄河”用于输水输沙,“滩地子黄河”用于滞沙削峰。

(4) 修建一道黄河下游新堤防。对此也有两种观点:一种是不仅不拆除生产堤,而且要加固加高生产堤,形成下游新的防洪堤,对生产堤外的滩地通过修隔堤变为滞洪区,防止大洪水时水流漫过新防洪堤后沿河大量淹没滩地,并利用小浪底水库调水调沙冲刷主河槽;另一种观点是将现有的堤距缩窄到800m,形成一道高3m的新防洪堤,束水攻沙,并将黄河下游老大堤加宽到200m。

(5) 双岸整治方案。与微弯整治不同,顾名思义,双岸整治方案就是将河道主河槽束窄到600~800m,主槽两岸均采用工程措施(对口丁坝)加以控制,稳定流路,束水攻沙,防止滩地塌岸,通过小浪底水库调水调沙运用,并利用高含沙水流的输移特性,形成具有较大输水输沙能力(6000m3/s流量以上)、稳定的窄深河槽。

(6) 大力开展下游河道整治工程和疏浚工程。通过堵串沟、建立滚河防护工程和淤临淤背工程等确保黄河下游防洪安全。利用机械疏浚主河槽和形成高含沙水流,淤积滩地和大堤的临背,修筑标准堤防,形成“相对地下河”。

(7) 实施泥沙资源化与水沙优化配置。将黄河泥沙作为资源充分利用,可采用水动力和机械措施综合利用泥沙。从流域的角度来研究水沙资源的优化配置,通过小浪底水库调水调沙运用、河道治理工程、引水调水工程和机械措施等将进入下游的水沙合理配置,最大限度地减少主河槽淤积,提高主河槽的泄流输沙能力,从根本上解决黄河下游河道横比降问题和主河槽萎缩问题,最终解决“二级悬河”问题。

(8) 跨流域调水以增大下游河道 输沙水量。目前黄河的径流量不足以解决下游的泥沙淤积和“二级悬河”问题,黄河流域需要通过从长江向渭河调水,以跨流域调水来解决黄河水资源不足的问题,并通过小浪底水库调水调沙运用来解决“二级悬河”问题。

(9) 综合整治黄河河口。控制河口淤积延伸,采取措施降低河口侵蚀基准面,以减缓黄河下游河床的淤积抬升。

3.2 新形势下黄河下游河道治理的指导思想 如前所述, 形成黄河下游“二级悬河”的原因是多方面的,也是非常复杂的,是多种因素共同作用的结果,同时“二级悬河”的治理工作又是长期的和十分艰巨的。笔者认为,黄河下游“二级悬河”的治理要从整个流域综合治理的角度来考虑,治理方案应是系统的和分阶段的,要密切结合黄河下游的来水来沙条件和河床演变的新规律。

鉴于黄河干支流大型水利枢纽的建成运用,特别是小浪底水库的投入运用,黄河下游的防洪形势已明显好转,通过这些水库的联合调度,花园口百年一遇流量已由29200m3/s削减到15700m3/s,千年一遇流量已由42100m3/s削减到22600m3/s,基本接近花园口的设防标准流量22000m3/s,即下游的洪水基本上可以得到控制。结合目前下游来水来沙情况及下游河道的实际情况,笔者认为,目前下游的河道与工程情况已不适应新的形势,“宽河固堤”的治理方略需要修正,黄河下游河道需要改造,以适应新的水沙条件,而“二级悬河”的治理要同河道的改造相结合。在20世纪50~60年代,进入黄河下游的水丰沙多,宽河固堤的治理思路是正确的,在当时的来水来沙条件下,如果下游没有足够宽的河道,足够大的主河槽,防洪形势将十分严峻,但那时下游河床仍以每年淤积0.1m的速度抬升。如果采 用窄河固堤,河南河段宽河道的滞洪淤沙作用就不存在了,山东河段及河口将严重淤积,防洪压力较河南河段更大。随着三门峡、刘家峡、龙羊峡和小浪底等干支流大型水利枢纽建设对水沙过程的调节,沿黄工农业生产的大量引水调水,今后进入下游的水沙量将大幅减少,且多水库的联合调度也将充分发挥调洪作用,大大减轻下游的洪水压力,下游河道常年需要的输水输沙通道与50年代的情况相比已发生了很大的变化,输水输沙量已大幅减少,一 般情况下已不需要过去那么宽的河道和主河槽,即使有过去那么大的主河槽,在现有水沙条件下,也无法维持。对于下游仍可能出现的上大洪水,目前的大堤仍应继续保留和加固。在上述思想指导下,确定今后黄河下游的治理方向应是形成由现有宽河道、改造后窄河道及窄深主河槽三者相结合的输水输沙和滞洪淤沙系统,其依据进一步阐述如下:

(1) 随着黄河下游来水来沙条件的不断变化和人们对泥沙运动和河床演变规律认识的不断深入,治黄思路也需要不断更新,两者是互动的。

(2) 现有的来水来沙过程如不通过水库的调节,黄河下游主河槽将继续淤积萎缩,平滩流量将继续减小,水沙的组合及过程对河道的输沙与冲淤影响很大,塑造一条具有高输沙能力的主河槽是十分必要的,也是可能的。目前,通过水库调节水沙过程,下游主河槽平滩流量有望达到3000~4000m3/s?造床流量(平滩流量)是与来水来沙条件相匹配的,盲目地提出更大的平滩流量的目标是不现实的,也无法维持。

(3) 黄河下游的来沙不仅不能都淤积在主河槽和嫩滩上,也不能都输沙入海,泥沙大量淤积在河口将会产生一系列的问题,只有将黄河的泥沙资源化,实施流域水沙优化配置,才是正确的方向。

第3篇:流沙河的理想范文

数千年来,中华民族一直在跟母亲河进行着博弈,却经常输多赢少。新中国成立后,特别是在新一代治黄科技工作者的辛勤努力下,困扰治黄人数千年的泥沙问题得到了一定的控制。

最近,黄河水利委员会(以下简称黄委)黄河水利科学研究院时明立院长对黄河泥沙治理的新途径进行了一番畅想。他指出:对黄河泥沙治理不仅要采取“拦、排、放、调、挖”的措施,还要作为资源加以利用。

一沙为害,治理维艰

众所周知,黄河难治的根源是泥沙。大量泥沙进入下游淤积河道,就会抬高洪水水位,危及下游人民生命财产安全。

泥沙进入水库,就会淤积水库兴利库容,使投资数百亿元的水利工程失去防洪功能。

统计资料显示,黄河上水库的淤积速度之快、淤积量或者说需要处理的泥沙量之大令世人震惊。其中,西北地区20座水库,在20世纪中后期14年内,运用初期平均损失库容31.3%,年损失率达2.26%,为美国水库淤积速度的3.2倍。

1990年,黄河干支流上水库总淤积量约115.5亿立方米。其中,大型水库淤积量约96亿立方米,中型水库约14亿立方米。现今,绝大部分水库淤积均超过总库容一半以上,大大制约了水库效能的发挥,有的甚至失去应有的作用。

黄河干流第一座水利枢纽三门峡水库建成不久就因淤积严重而被迫进行多次改建,并改变运用方式,使水库功能至今无法充分正常发挥。黄委防办公布的数字显示,小浪底水库75.5亿立方米的拦沙库容已淤掉25亿立方米。这种形势则意味着,随着时间的推移,小浪底水库库容会越淤越小,拦沙能力自然相应减弱。

作为黄河治理开发的关键工程,治黄科技工作者还是希望水库能够长期发挥防洪、防凌、减淤以及兼顾供水、灌溉和发电等综合效益。

为此,近年来,黄委联合多家单位攻关,优化了小浪底水库的运用方式,特别是黄河调水调沙,加之近10年黄河来沙量明显偏小,使小浪底水库的淤积速度明显减小,淤积形态也比原设计好得多。但是,水文气象具有随机性,黄河随时都有发生大洪水的可能,一场高含沙洪水就可能使小浪底水库的库容遭受重大损失。

数千年来,人们都在尝试处理和利用泥沙。尤其是人民治黄以来,黄委在泥沙利用上更是取得了很多非常宝贵的经验,如淤田造地、烧淤泥砖、淤背固堤等实践。但是,目前对泥沙的处理,仍把泥沙看做一种不利的负担,从“有害”的角度去审视它,各种措施都着眼于“处理”,包括排沙出库或挖沙出库;将其视为资源加以利用则关注很不够。

20世纪80年代后期,山西、陕西、甘肃等地采用虹吸原理在黄河支流多座水库试验过水库泥沙处理,效果非常明显。但是,排出的泥沙或进入黄河干流、加重黄河的防洪负担,或堆积在水库附近污染环境,带来较大的生态问题。

更重要的是,这些工作都在国家投入资金用完后不得不停止,根本无法实现良性的长久运行。

一沙多用,持续攻坚

“我们可以换个角度看待水库泥沙淤积问题。一方面,水库拦沙是黄河下游河道减淤、缓解‘二级悬河’形势的重要措施之一;另一方面,经济社会发展用沙量极大,如果把水库中的泥沙抽出来直接送往所需地,为我所用,可谓一举两得。”多年跟黄河泥沙打交道的黄河水利科学研究院副院长、泥沙专家江恩慧这样说。

近年来,不少单位进行了黄河泥沙资源利用的研究和实践,根据黄河泥沙粒径的不同确定了不同的用途:细泥沙作为优质黏土,可用来改土造田;稍粗一些的泥沙可用来制作环保建材;粗泥沙中含金属多,可提取有用金属等。

“国内黄河泥沙研究主要从黄河防洪安全利用、土地修复改良利用、河口造陆和黄河泥沙资源利用等方面展开。”时明立说。

作为黄河泥沙治理的主力军,黄河水利科学研究院依托国家“948”项目、公益性行业专项项目、院所长基金项目等多类科研项目,围绕黄河泥沙资源利用,开展了黄河下游滩区新农村建设生态建筑材料技术推广、黄河泥沙淤积层处理及水下驱赶关键技术试验、利用黄河泥沙制作人工防汛石料关键技术研究、机械化抢险替代材料应急试验研究、固结技术在建筑制品和固沙技术中的应用研究、大网笼、大土工包机械化抢险技术、人造大块石抢险材料研制技术等多项研究工作。

砒砂岩被称为地球的生态“癌症”,砒砂岩地区是黄河流域多沙粗沙来源区的主要组成部分,其治理与利用始终牵着黄河水利科学研究院专家们的心。以黄河水利科学研究院副院长、水土保持专家姚文艺为首的科研团队不仅向科技部申请了“十二五”国家科技支撑计划项目“黄河中游砒砂岩地区抗蚀促生技术研究”,还组织专家进行砒砂岩侵蚀岩性机理和原岩改性的预研究,希望能将砒砂岩改造成为安全、环保、有效的淤地坝筑坝材料。

此外,黄河水利科学研究院还建立了相关研究平台。2010年,泥沙资源利用研究室成立。2012年,黄河泥沙处理与利用工程技术研究中心成立。

在人民治黄的历史进程中,多次实施的挖河固堤工程有效处理了主河槽内的部分淤沙。2006年,由黄科院利用黄河泥沙研制的大块防汛备防石,在原阳、巩义、兰考等河段进行了成功的试验生产及抛投,落水到位率达100%。同时,经过几年的现场冻融性能、结构性能等的跟踪检测,其材料技术指标基本稳定,为今后稳定持续广泛地推广应用奠定了基础。

1855年到1954年期间,黄河河口累积来沙930多亿吨,共造陆1510平方公里;1954年至2001年,黄河三角洲新生陆地面积达990平方公里。巨量的黄河泥沙还被利用在土地修复改良上,到1990年年底共计淤改土地面积超过300万亩,小北干流放淤取得淤区面积5.5平方公里,总引沙量898万吨。

黄河泥沙资源利用前景在何方?

据悉,黄委在加固大堤、淤筑村台、二级悬河治理、放淤改土等项目中用沙量达163.5亿吨。1950~1999年,黄河下游引水引沙年均引沙量为1.5亿吨左右。2000年以来,正值小浪底水库拦沙期,下游总引沙量减少到0.8亿吨。预计2020年~2030年年均引沙量1.5亿吨左右。因此,在下游河道及滩区的治理中,黄河泥沙的应用似有可观的前景。

中国工程院院士韩其为曾经粗略地为黄河泥沙算过一笔账:如果把三门峡水库淤积的泥沙放到黄河下游,河道将平均抬高3米多。这是一个相当可怕的形势。

资源利用是解决水库淤积的根本对策,必须充分认识泥沙的资源属性,把泥沙资源利用上升到治黄战略高度,作为黄河治理开发的又一次重大革命,建立泥沙处理与利用有机结合的良性循环机制,从而实现长期减淤的目的。

近几年,河南中原经济区、山东半岛蓝色海洋经济区和黄河三角洲高效生态经济区等成为国家经济发展战略的重要区域,正处于起步实施阶段。两省的基础性建设和各种产业发展迅速,使黄河泥沙具有广泛的应用前景,社会经济发展对黄河泥沙资源的需求量相对较大。

据介绍,黄河泥沙主要成分是二氧化硅,含量在70%左右,其他成分为氧化铝、氧化铁、氧化镁、氧化钾和稀有元素等。黄河水利科学研究院的研究显示,黄河泥沙除部分可直接作为建筑用砂利用外,还可制作砌筑材料、黏结材料、保温材料、装饰材料。

土地是稀缺资源。泥沙是流失的土地,也是不可多得的稀缺资源。黄委副主任、总工程师薛松贵带队开展的黄河泥沙资源利用系统调研发现,据不完全统计,国内工业型砂的年用量达3000万吨以上。黄河部分泥沙能够满足此需求,同时还可生产出二氧化硅、铝、铁、镁、钾等多种工业原料。

黄河水利科学研究院院长时明立告诉笔者,以砌筑材料为例,“十一五”期间,河南省新型墙材发展情况为:2005年市场需求量为115亿标准砖,2010年为345亿标准砖,预计到2015年将发展到450亿标准砖,增长较快。随着城市和新农村建设以及科学技术的发展,黄河泥沙在建筑材料方面的应用领域逐渐扩大,未来的一段时期内,黄河泥沙的利用量将逐年递增。

2012年1月,河南省省长郭庚茂和黄委主任陈小江分别批示,要求有关部门迅速开展黄河泥沙资源利用的研究工作。4月,河南省发改委发函要求进一步推进黄河泥沙资源利用工作的开展。

黄河流域被誉为我国的“能源流域”,每年开采大量的煤炭矿石,致使采空区面积越来越大。为此,治黄科技工作者提出,使用淤沙充填可以减少地表破坏,保护环境,减少塌陷等地质灾害发生。

时明立还说,有专家提出在黄河上利用管道输沙填海筑岛、开发利用将比迪拜、曹妃甸具有更多优势,一旦实现,将对黄河三角洲产生巨大的经济效益。

过去,被动处理把泥沙当做“害”;现在,被动处理向主动利用转型;未来,主动利用把泥沙当做资源。黄河泥沙的基本成分决定了黄河泥沙的广泛应用领域。随着科学技术的发展,黄河泥沙的应用领域还将继续扩大。因此,其应用前景是十分广阔的。

亟须激活政府主导的市场主体机制

“泥沙的资源性渐渐被人们所认识,并开始应用到社会生产和实践中。”时明立说,“我们相信,这将逐步成为治理黄河的有效途径之一。”

江恩慧说,黄河泥沙资源利用,河道里的泥沙主要通过开采或放淤等直接或转型利用;水库淤积的泥沙,更要强调处理与利用的有机结合,不同的地方采用不同的方法。淤积在水库库尾的粗泥沙,由于水深较浅,可在严格管理和科学规划的前提下,直接用挖沙船挖出来,作为建筑材料,仅靠建筑市场需求就可吸引大量资金,还可为水库其他部位泥沙处理提供一定的资金补助;库区中间部位的中粗泥沙,可根据两岸地形及市场需求状况,采用自吸式管道排沙或射流冲吸式排沙技术,将泥沙输送至合适地,粗泥沙直接作为建材或改性材料,细泥沙淤田改良土壤,制作蒸养砖、拓扑互锁结构砖、路沿石等;淤积在坝前的细泥沙,可以采用人工塑造异重流的方法排沙出库,直接输送至大海或淤田改良土壤,也可采用自吸式管道排沙技术抽吸出来,作为高档经济彩陶材料。

这是对黄河泥沙资源性利用的一种尚待实现的美丽畅想。然而,时明立告诉笔者,由于至今尚未出台较为系统、规范的管理政策或文件,黄河泥沙资源利用的战略地位还没显现出来。

正是由于对这个战略地位认识不足,致使黄河泥沙利用规划严重滞后。此外,黄河泥沙如开采位置不当或局部开采过量会影响河道行洪,危及黄河防洪安全。

目前,虽然黄河泥沙资源利用的研究已取得一些成果,但是,相对于黄河泥沙资源的进一步综合开发利用,还有很多工作要做,特别是一些成果,急需进行大量的中试研究。

“仅靠目前研究机构现有的设备和场地,很难满足黄河泥沙资源利用研究进一步开展的需要。因此,我们建议建立泥沙资源利用技术推广转化中试基地,集成、示范资源利用技术,形成研发—中试—应用—改进—推广良性机制。”时明立说。

同时,黄河泥沙的资源性利用还受到产业化链条的制约。由于产业化链条的长短取决于国家支持的程度和社会资本投入的力度,而资本的逐利性决定了产业化链条的长短,所以,需要激活政府主导的市场主体机制。

“我们呼吁国家制定优惠政策,采取灵活的机制,引导社会力量参与研发,鼓励产、学、研跨学科研发黄河泥沙资源利用应用技术,并制定相应的政策措施,促进科技成果尽快转化为生产力,最终实现泥沙资源的有效利用。”时明立说。

在新的黄河泥沙科研大平台上

今年7月,黄河泥沙处理与资源利用工程技术研究中心在黄科院揭牌成立。

黄委主任陈小江对黄河泥沙资源利用工作寄予厚望,他指出,要进一步加强泥沙利用专题研究和规划工作,在泥沙资源利用的系统性、协调性、创新性上下工夫。

“黄河泥沙资源利用研究涵盖了泥沙工程学、材料学、结构力学、化学、水土保持、土壤学、岩土工程等多门学科,是一个多学科交叉的边缘课题,研究内容十分广阔,技术难度也很大。”黄委召开的委务会上,时明立这样阐述。

从社会可持续发展角度出发,传统矿产资源正逐渐耗尽与枯竭,泥沙作为非传统资源加以利用已迫在眉睫,并有望成为21世纪至22世纪我国经济发展的新型、稳定的可接替资源之一。

因此,时明立建议提升黄河泥沙研究的战略定位,并进行顶层设计。

时明立介绍说,这项设计要遵循三项基本原则:一是泥沙利用与治河相结合,以“用”来改善黄河泥沙危害;二是引导泥沙资源的有序、有效利用,防止对黄河造成二次伤害;三是立足于黄河健康良性维持,有利于促进流域经济发展,有利于治黄与经济的有机结合,有利于促进黄河产业链条的延伸。

此外,还要实现六个有机结合:水库泥沙利用与延长水库有效运用期有机结合,河道泥沙利用与河道治理、滩区安全有机结合,灌区泥沙利用与粮食安全有机结合,砒砂岩改性利用与水土保持有机结合,泥沙利用与采空区治理有机结合,泥沙利用与沿黄经济发展有机结合。

时明立认为,为了更好地对黄河泥沙进行资源利用,应在探明黄河下游泥沙资源的具体数量、矿物成分、特性、空间分布情况的基础上,对黄河泥沙资源利用进行规划研究,并制定相应的利用开发规划。如黄河泥沙资源利用产业化规划研究 、黄河泥沙资源处理与利用总体布局研究等,构建黄河泥沙处理与利用总体布局框架体系。

“黄河泥沙资源利用的研究工作起步相对较晚,相关机理研究滞后,研究方向分散,缺乏系统性,成果难以推广,还具有一定的盲目性。但是,我们希望更多的人参与到黄河泥沙资源利用的队伍中来,开展多层次、多角度的学术研究和交流活动,大力倡导民主、宽松的科研风气,营造‘百花齐放,百家争鸣’的学术氛围,为泥沙资源利用提供强有力的科技支撑。”时明立说。

目前,黄委有关方面正筹划从以下六个方面着力开展黄河泥沙科研攻关:

一是黄河泥沙资源利用的相关政策研究。通过黄河下游泥沙资源利用相关政策及管理体系研究 ,逐步规范黄河泥沙资源利用秩序,引导黄河泥沙资源利用有序进行。

二是黄河泥沙资源利用的基础研究。开展黄河泥沙分布现状科学调查,摸清黄河泥沙资源总体分布规律;结合胶凝理论、架构理论、分形理论等相关理论,开展黄河泥沙资源利用的相关基本理论研究,提高黄河泥沙资源利用的科研水平,为黄河泥沙资源利用提供理论支撑。

三是黄河泥沙资源利用的应用技术研究。如黄河泥沙系列胶凝固结技术研究、砒砂岩原岩改性技术集成与示范、利用黄河泥沙制作干混砂浆关键技术研究、利用黄河泥沙制作加气混凝土砌块关键技术及设备研究、利用黄河泥沙制作空心砌块关键技术研究、利用黄河泥沙制作硅铝氧氮聚合材料关键技术研究、黄河泥沙资源利用标准体系研究等。

四是黄河泥沙利用成套技术与装备研究。找准泥沙利用技术与装备的技术瓶颈,进行人工备防石技术、干混砂浆、加气混凝土砌块、生态免烧砖、硅铝氧氮聚合材料等制作与利用技术的优化及工艺研究,确定不同产品类型的配合比及工艺参数,逐步形成成套技术与设备。

五是黄河泥沙资源利用的现有技术推广中试研究。以黄委泥沙处理与资源利用工程研究中心为依托,联合有关单位和高校形成开发黄河泥沙资源的合力,加快科技成果转化速度。近期主要开展黄河泥沙人工备防石技术推广中试研究、黄河泥沙生态免烧砖技术推广中试研究、水库排沙、管道输沙和泥沙利用中试研究等。

六是黄河泥沙处理与利用的产业化研究。全面调查总结经济社会发展及黄河治理的需求和黄河泥沙处理与利用现状的可行技术、系统分析黄河主要大型水库及典型河道主要区域泥沙禁用和可用部位及时间、研究建立切实可行的泥沙处理与利用的产业化链条框架等。

本刊特评:为用沙喝彩

侯起秀

1964年12月18日,在百忙中亲自参加关于三门峡水利枢纽工程改建问题会议并发表重要讲话,提出“总的战略是要把黄河治理好,把水土结合起来解决,使水土资源在黄河上中下游都发挥作用,让黄河成为一条有利于生产的河”的重要思想。40多年治理黄河的实践和探索已经充分证明,这一高瞻远瞩的思想是治理黄河工作科学发展的方向。

黄河已经从一条闻名于世的“害河”逐步转化为“有利于生产的河”。开发和利用黄河水资源,使黄河以占全国2%的河川径流量承担了占全国15%的耕地面积和12%人口的供水任务,在农业灌溉、城乡供水、水力发电、生态环境等方面产生了巨大的社会效益和经济效益,使人们对黄河的看法发生了根本性的改变。

与此同时,对利用黄河泥沙资源的探索和实践不断深化。从水土保持到用洪用沙,从淤筑村台到放淤固堤,从淤填串沟到淤填堤河,从淤田改土到采煤塌陷区治理,从用作混凝土拌和料到制造建材,从利用土工织物长管带褥垫筑坝到制造备防石防汛抢险,从自然填海造陆到人工管道填海造陆……这些探索和实践展示了利用黄河泥沙资源的广阔前景。

黄河治理不同于其他河流治理之处在于如何科学合理地处理巨量的泥沙。自从黄河下游修建堤防以后,黄河结束了随心所欲、来回摆动、填海造陆的历史,泥沙淤在河槽内,河床逐渐抬高而成为地上河。随着以水库为主进行纵向控制的“上拦”工程建设,大量泥沙被水库拦蓄,延缓了河床抬升速度,增强了防洪抗洪能力。但是,无论是大堤之间的河槽还是水库库容,相对于源源不断的黄河泥沙容量明显不足。因此,从长期看,充分利用黄河水沙资源、发挥最大综合效益,是治理黄河工作科学发展的必由之路,也是解决黄河水沙问题的合理归宿。

随着黄河泥沙处理与资源利用工程技术研究中心的成立,必将进一步促进黄河泥沙处理和资源利用的工程化、产业化进程,使黄河泥沙变害为宝,服务沿黄地区经济社会可持续发展。但是,也应该清醒地认识到,相对于开发和利用黄河水资源,开发和利用黄河泥沙资源困难更大。这是一项前无古人、具有开创意义的工作,不会一蹴而就。

第4篇:流沙河的理想范文

和这里的许多人一样,胡建军从小便有着治理水土流失重现秀美山川的宏愿,立志通过自己的努力把黄河变得更加美丽,还子孙一片碧水蓝天。1984年,当胡建军从黄河水利学校毕业后,毅然放弃了去条优越地区工作的机会,回到这片高原上实现自己的梦想。

众所周知,黄河为患,害在泥沙,根在粗沙。在黄河中游陕蒙交界的粗泥沙集中来源区,土地荒漠化严重,水患与沙患交织,每到汛期,泥沙俱下,是造成黄河下游河床淤积并逐渐形成“地上悬河”的根本原因,因而如何拦截进入黄河的粗泥沙,从源头上根治黄河的水沙灾害,变成了几代黄河人的梦想和追求。胡建军也下了决心,从研究黄河泥沙形成机制入手,做一个着力解决黄河治理战略定位和战略措施的积极践行者。

寒来暑往 硕果累累的29年

胡建军在长期的水土保持规划、设计和研究工作中,先后参与或主持了黄河流域水土保持规划、黄土高原地区水土保持淤地坝规划、黄河流域坡耕地治理专项规划、黄河中游多沙粗沙区治沟骨干工程建设专项规划、黄河中游多沙粗沙集中来源区水土保持生态工程建设项目建议书、黄河粗泥沙集中来源区拦沙工程项目建议书和可行性研究、坝系相对稳定优化规划布局研究、黄河多沙粗沙区水沙变化原因分析及发展趋势预测、全国水土保持规划、全国水土保持经济发展“九五”计划及2010年远景规划等工作,多次获得省部级科研成果奖,为黄河流域水土保持和泥沙治理工作的顶层设计作出了突出贡献。

在与泥沙打交道的29年中,胡建军本着挑战即是机遇,困难即是成功的精神,迎难而上,付出了比常人更多的艰辛,收获了比他人更多的果实。

黄河粗泥沙集中来源区拦沙工程项目建议书和可行性研究是全国最大的水土保持治理项目的前期立项工作。这个任务面临前期经费少、量大面广、涉及少数民族地区情况复杂、工作单项多、时间跨度长、基础资料匮乏、业主不明确、地方政府认识不到位、协调任务重等一系列困难。胡建军不仅没有被困难吓倒,反而通过详细制订工作计划大纲,分解落实具体任务,逐条沟、逐流域、挨个村地进行地毯式勘探、测量和走访,几乎跑遍了黄河粗泥沙集中来源区的沟沟岔岔,身先士卒带领大家科学谋划,逐一实施。

夏天,胡建军顶着近40℃的酷暑,冬天,冒着-20℃的严寒,现场踏勘、测量,了解工程水文、地质、地形地貌基本情况,有很多地方都是大山深沟,车开不进去,只能步行,有时一走就是二三十公里,没有村庄的地方甚至一天也吃不上一顿饭。有的路段当地人也不熟悉,只好靠GPS导航,摸索着向前走。为了抢时间、赶进度,早出晚归成了家常便饭。

经过一年多的野外作业,胡建军的团队全面掌握了1.88万平方公里内2400多条沟道、10000多座拦沙坝坝址的工程水文、地质、地形及社会经济资料,为项目初步设计提供了第一手原始数据。转入室内工作后,针对纷繁复杂的设计任务,胡建军本着分工协作、成果共享的原则,统领团队夜以继日地工作,以身作则、身体力行。

那期间,胡建军和他的团队一个坝一个坝地复核,一个数一个数地计算,一个字一个字地校对,期间历经了数易其稿,长达9年的辛勤努力,形成文字稿件300多册(套)近1000万字,设计图纸近1000多张。

目前该项目已经通过了水利部水规总院的审查并已上报国家发展改革委等待批复。项目实施后将减少入黄泥沙22.95亿吨,形成坝地47.88万亩,促进退耕还林335万亩,并将有力地改善当地的生态环境、遏制土地的沙化进程。这是胡建军的项目团队献给黄河母亲的一份厚礼。

9年未休假 愧对家庭多自责

第5篇:流沙河的理想范文

论文关键词:河道整治;“二级悬河”;黄河口治理;泥沙;水资源;黄河下游

黄河治理特别是黄河下游的治理,历来是中华民族兴国安邦的大事。新中国成立以来,国家对黄河的治理问题十分重视,黄河治理开发也取得了举世瞩目的成就。这不仅促进了整个流域经济的发展,而且也保障了黄淮海平原的安全。但黄河毕竟是世界上治理难度最大的河流,河情十分特殊,目前,黄河洪水尤其是泥沙问题尚未得到有效解决,黄河下游河道行洪能力衰竭,仍存在洪水威胁,水资源供需矛盾日益突出,并且由于社会经济发展用水量挤占下游输沙等生态用水。使环境也趋于恶化。因而,未来黄河下游的治理不仅对带动相关区域经济增长意义重大,而且还关系到国民经济体系的布局。

1必须把握未来水沙变化规律

研究某条冲积河流的演变规律时,首先应搞清来水来沙条件,因为来水来沙条件是塑造河床边界的主要因素。黄河下游河道的河型及其河相关系乃至悬河态势,主要是历史上来水来沙条件形成的。上段宽阔的河漫滩及下段堤距不大的窄河段,基本上能适应当时的水沙条件。

1986年以来,随着黄河上、中游治理开发的进行,下游来水来沙条件发生了变化,来水持续偏枯,大洪水发生几率减小。WwW.lw881.com洪峰流量也显著降低。现在所讲的千年一遇洪水的洪峰流量,是在一定的假定条件下分析出来的,对目前的工程设计有一定借鉴意义,但这方面的论证毕竟不够严密,主要应该把伊河、洛河夹滩地区的滞洪作用及上游工程的影响研究清楚。否则,未来黄河下游防洪及河道整治工作很难在科学的水沙条件下开展。

笔者认为,黄河下游稀遇洪水的洪峰流量可能有所减小,防洪标准也不应过高。世界各国防洪多以实际发生过的历史最大洪水或百年一遇洪水作为防御标准。水利行业以外的人士根据国外的方法,常常对黄河堤防防洪标准及我国常用的洪水频率分析方法提出质疑,认为确定百年一遇洪水流量要有千年的样本,千年一遇洪水流量应有万年的样本。实际上没有那么长的水文资料,确定几百年以上一遇洪水的洪峰流量值,难免受人为影响。但必须承认,未来黄河下游治理所对应的泄洪流量的趋势是减小的。按照水沙条件决定河道边界的认识思路,上游大洪水的洪峰流量减小了,下游自然不需要那么宽的河道,否则,边界条件与水沙条件不相适应,用目前宽河道的堤防直接防洪,必然会出现众多问题,平面上、剖面上都会出现畸形图案,让人们治理的思路也难以清晰,甚至会自相矛盾。例如,一方面主张破除生产堤,甚至对河道整治措施也有怨言,目的不外乎是希望增大洪水的漫滩几率,加强滩槽水沙交换;另一方面又希望通过小浪底水库的调水调沙运用,给下游一个所谓的“有利”水沙条件,减小漫滩几率,显然这两方面存在着矛盾。

从另一个角度讲,人们根据当年三门峡水库运用初期下游河道冲刷的实测资料,大都认为小浪底水库在拦沙期对黄河下游减淤作用巨大。小浪底工程投入运用几年来,在水库已累计淤积泥沙10多亿m的条件下,下游仅冲刷3亿多t(人海泥沙仅1亿t左右),而且还经常出现上冲下淤的不利局面。究其原因,主要是近几年遇到了偏枯的来水条件(来水量只相当于原设计入库水量的一半,年均来沙量仅有3亿多t)。显然,如何用好小浪底水库这张黄河下游治理的“王牌”。其前提是必须研究清楚黄河未来水沙的变化规律。

2黄河下游治理要重视解决水资源不足的问题

黄河下游地区水资源严重短缺,属长期性、区域性、资源性缺水,缓解黄河下游水资源供需矛盾的根本措施是从外流域调水济黄。为增加来水量,需要同淮河流域甚至汉江流域的河流相沟通,尤其是在淮河流域、汉江流域的暴雨期,可将淮河流域、汉江流域无法承受的洪水调入黄河,把黄河下游河道作为淮河及汉江上游各大支流洪水的入海通道。只有将其他流域的灾害水变成黄河下游河道的冲沙、灌溉及生态环境用水,小浪底水库在调水调沙运用时才会有更多的余地和更好的效果,也才能通过现有的下游引黄工程,包括引黄济津、引黄入冀、引黄济青工程,向河南、山东、河北等相关地区供水。此外,还可进一步通过河北水系的局部调整接济京津,最大限度实现黄淮海平原的水资源优化配置,把所替代出的输沙用水量再加以分配,尽量考虑黄河中、上游用水,缓解水资源短缺局面,使黄河上、中游地区植被建设维持基本的生态用水量。这类措施对于黄河治理效果最佳,应作为主攻方向,否则,10年甚至20年后,黄河下游的状况将仍旧难以改观。

3加大宽河道整治力度,重点研究“二级悬河”治理对策

黄河下游河道上宽下窄,其中宽河段堤距较宽,最宽达24km,河势游荡多变,经过多年整治,主流摆动幅度大大减小。然而,由于近20年洪水漫滩几率小,泥沙淤槽不淤滩,一些河段“二级悬河”发展迅速,使不少河段“槽高、滩低、堤根洼”的现象更加突出,对两岸防洪的威胁急剧加大。因此,“二级悬河”成因、危害及治理对策应是黄河下游治理的主攻方向。建议在调查“二级悬河”分布部位及分析其形成过程的基础上,通过河工动床模型试验和数学模型计算等手段,预测其演变趋势,判定各级洪水可能发生滚河或顺堤行洪的危害状况,制定相应治理对策。

河道整治是宽河段治理的有效措施之一,需要抓紧整治黄河下游游荡型宽浅河道,尽快建成理想的泄洪输沙通道。河道整治工程还是防洪和防治畸形河势的前沿阵地,只有把这项工作做好,才能减轻大堤的直接压力,防止发生横河、斜河、滚河。2002年7月习城滩万寨渠堤冲决,并经串沟直接逼近大堤,这实际上与河势下挫、工程控导不力有关,如果河道整治工程配套,就可避免这一险情的发生。

所谓的“二级悬河”,实际上是超饱和挟沙水流在已成为悬河的宽河段上,沿固定流路长期造床的必然结果。人们在游荡型多沙河流模型试验中发现,只要滩地空间足够大,即使没有生产堤和护滩工程,在某一时段内也能形成槽底高于滩面平均高程的悬河,若堤外地面低于堤内河床高程,此时即相当于“二级悬河”。这说明在黄河下游上段这种宽河条件下,滩地不可能产生均匀的淤积,即使不修生产堤,不建河道整治工程,由于自然堤逐渐形成(造成滩唇高仰)的原因,大堤内侧的堤河也会存在,堤根还会低洼。

非游荡型模型小河试验表明,超饱和挟沙水流致使滩槽高差减小的速率较大,表面上看流路较稳定,但随着主槽河床抬高,水流逐渐漫溢,出现滩唇和滩地横比降。当槽底比滩面高到一定程度时,即形成了严重的“二级悬河”局面。滩地逐渐出现串沟,又逐渐夺溜改河,最后主河还是“滚”过去了。在黄河下游窄河段也存在这种可能,例如,在山东长清顾小庄一桃园段,黄河溜势往东北方向急转,1958年及1976年洪水期在桃园附近都曾发生过裁弯取直、河势改变的险象。近20年来该河段主槽淤高了2~3m,滩地淤积很少,滩唇普遍高于洼槽2~3m,形成了更为不利的局面,目前的设计洪水位比1958年及1976年最高洪水位高出3m左右。以此为依据,赵业安等专家预测,一旦发生8000~10000m/s的大洪水,洪水很可能撇弯走直,在顾小庄一桃园之间改道,顺着洼槽直冲长清归德镇、长清区城区一带及玉符河右岸睦里闸一北店子大堤,致使部分滩区发生毁灭性灾害,并危及上下游河段的河势变化及防洪安全,进而威胁到济南市新市区的开发。

笔者进行的清水造床第一组试验,选用密度略大于1t/m的塑料沙铺成河床边界,河床可动性强,易形成游荡型小河;只是由于挟沙水流没有处于超饱和状态,因此河床未出现严重堆积,没有形成“二级悬河”。第四组试验与上述第一个组次试验的水沙及河床边界条件相同,只是加上了河道整治工程和一些生产堤。试验结果表明,河道整治工程及生产堤的修建,加快了“二级悬河”的形成速率,同时加重了“悬”的程度。这时小的河槽摆动虽然少了,但又可能不断孕育着大的摆动、大的灾害。

人们最关注东明、长垣等几个“二级悬河”局面严重的河段是否会出现滚河,所以在两岸修了不少防护工程。实际上,在中、上游泥沙尚未得到有效控制的前提下,“二级悬河”的范围会不断扩大,程度也会逐渐加重,造成危害的可能性也将加大,引起的灾情将越来越重,易出险情特别是易滚河的河段也会增多,例如在东坝头以上河段也会出现滚河现象。1996年笔者进行花园口一东坝头河段小浪底水库正常运用后的河势变化预报试验时,曾采用了包括高含沙水流过程的水沙系列。模型中花园口河段淤积严重,主河高程比老滩还高,试验中出现过部分水流在双井工程上首进入支流的不利局面,甚至流量在10000m/s左右时,大河曾从双井工程下首分流进入原阳高滩,最后全部夺溜滚河。多年前这一试验结果说明,这一河段的河势已相当严峻。

“二级悬河”的根治必须同黄土高原的治理及从相关流域调水结合起来,即运用工程手段,改变多沙来源区的侵蚀基准面,拦减泥沙。黄委正大规模修建淤地坝,这是一个机遇。实际上,如果修建“石埂梯田”,也能长期有效地保持水土,中东地区数千年前修筑的这类梯田,现在还发挥着作用。20年前笔者曾设想,如能把黄河下游数万名修防人员抽调一半到中游搞水土保持工作,那么下游治理的压力可能自然减轻;体制上的变化,又会促使本来准备堆放在下游的大量石料上移到黄土高原,减沙入黄效果将会提高,下游河道的危险局面也将必然改观。应该承认,如何通过机构调整把节省出的大量人员划拨到黄河上中游管理局,大规模建设水土保持工程,专治黄河多沙这个症结,也是值得研究的。

4黄河下游宽河道边界应有新的布局

谈“二级悬河”成因时,涉及宽河段这个边界条件。宽河段内广大的滩区,既是行洪区,又是滩区181万群众生活生产的家园,同时也为“二级悬河”的形成提供了空间。鉴于滩区民众完全迁出和完全破除生产堤既不现实,也没必要,并且水沙条件难以在短时间内有根本改善,因此“二级悬河”的治理措施必须在改善宽河道边界条件上做文章。

黄河下游河道治理的图形应该与未来洪水相适应,目前大堤堤距太宽,但又不可能废弃,因此在大堤上还要有目的地修建防护工程,确保万无一失。两岸大堤相当于历史上的遥堤,应成为后方防线;生产堤需要在原基础上对易受主流顶冲部位加以改造,同时使两岸生产堤保持必要的行洪、滞洪宽度。新的生产堤与控导工程相结合,与行洪相适应,可减小生产堤被冲决的可能性,因而该堤一般不需要裹护,而且在有些地方还要预留分洪口,让洪水上滩,以便在滞洪的同时不断淤滩。控导工程与生产堤共同构成了第一道防线,生产堤实际上相当于历史上的缕堤,堤距5km左右,已给大洪水留有足够的空间。由于有控导工程约束河势,因此第一道防线的安全性是历史上的缕堤难以相比的。

因控导工程需要经常防护,故在大堤与控导工程之间需要修路。若将该路的修建标准提高一些,迎水面加以护坡,或在路两旁特别是上游种植一些与水流相适应的灌木,同李殿魁设想的“软约束”类似,这种可用于防汛抢险的路相当于历史上的格堤。滩上的村庄与大堤连接的地方也要修建起格堤作用的道路。有了格堤后就可以有计划地淤滩治滩,遇到超标准洪水时又可分洪、滞洪,使各方面运作的空间增大。

滩地的居民完全搬到黄河大堤以外给国家造成的压力巨大,而且会给群众的生产生活带来新的问题,可行性较差。在这种情况下,应从新的管理体制或模式上下工夫,走可持续发展的道路。例如村台建设,不能不断改建,房屋建筑应制订出“与时俱进”的方案,创造出适应滩面不断淤高的新结构,要研究出专门的框架结构的房屋,一方面可不断加高,另一方面洪水上滩时又可避水。整体来讲,要对宽河道平面形态和滩区房屋结构加以改善,使其既能适应流量越来越小的中常洪水,又能在大洪水到来之时确保黄河安澜和滩区群众安全,走“弹性治河”之路。

5黄河口治理可采取“输,挖、分"并举的方案

对黄河口治理方案应加强研究,笔者认为要围绕3个字做文章,即“输”、“挖”、“分”。

(1)“输”,就是束水攻沙,输沙人海。首先要加强河道整治工程建设,这样可起到束水攻沙的作用,同时要认识到,黄河河口地区来水有限且不断减少,如果不强调借用河口海洋动力,河口会不断延伸、摆动。李殿魁提出的“三约束”理论,特别是巧用海洋动力这一点,对黄河口治理十分重要。数学模型计算发现,人海后泥沙迅速淤积且主要堆积在海岸两侧,只有充分利用河口海洋动力,把刚淤积在近岸的泥沙不断地掀起并输运人海,才可能长期保持河口稳定。近海区束水攻沙要靠特殊的工程控导,若按照李殿魁的双导堤布局思路,以何富荣水力插板技术为依托,也许可以通过科学攻关,找出一个影响拦门沙形成过程和减弱拦门沙的途径。不难想像,双导堤深入海内越远,受海洋动力的作用就越强。

(2)“挖”,主要是挖沙疏浚。挖沙可以抑制河床抬高,稳定深槽流路,也可以消减拦门沙,甚至降低侵蚀基准面。但是要解决堆沙空间,并选出好的挖沙措施。目前河口地区有大量的平原水库,既然建有平原水库,那么在两岸就可以建平原沙库,利用这个空间把挖出来的泥沙储存起来。挖沙疏浚措施中应首选水力冲填的方法,再结合山东黄河河务局研制成功的“汇流集浆器组合系统”,就可远距离输送高含沙水流,这种方案不仅输沙效率高,而且对生态环境的影响较小。同时,把泥沙输送到两岸平原沙库中,相对提高了地面高程,土地盐碱化程度可随之减轻;细颗粒泥沙的增加,也增强了土壤肥力,对当地农业发展有实际意义。

(3)“分”,就是分洪。多年的河口治理实践表明,黄河可以保持独流人海的局面,但对于稀遇洪水,应利用原钓口河流路进行分洪,解决防洪和其他相关问题。目前西河口10000m/s流量相应水位不超过12m,但该标准是在当时的特定历史条件下给出的,目前来看,其约束条件并不十分确切、科学。实际上,出现10000m/s洪水流量的几率很小,且通过分洪(而不是改道)的途径同样能满足西河口相应水位不超过12m的要求。

第6篇:流沙河的理想范文

关键词:黄河 下游河床 不抬高 措施探讨

1. 前言

黄河是一条多沙河流,含沙量和输沙量均居世界大河之首,人民治黄以来,取得了伏秋大汛岁岁安澜的伟大成就。但是,黄河泥沙问题仍十分重要,河床仍在淤积抬高。减缓或根本阻止黄河河床的抬高,是治理黄河的一个重要课题,是确保黄河安澜的重要因素。作为治黄工作者,在实践过程中总结、研究水沙运动规律,探索减少来沙、减少河道淤积措施,是我们义不容辞的责任。

2. 近年河道冲淤现状

1986年以来,由于黄河流域降雨偏少,而用水量呈逐年增加趋势,进入中下游的水量明显减少。上中游大中型水利工程的建成运用,改变了水量的年内分配,汛期发生高含沙洪水的机率增多,加之非汛期下游连年长时段断流,造成山东省主槽淤积严重。1986年5月到1999年5月的13年中,高村至利津河道年均淤积0.442亿m3,其中主槽年均淤积0.392亿m3,滩地淤积量仅为0.050亿m3,分别较多年平均淤积偏多41%和偏少84%,表明主槽淤积严重,滩地淤积轻微。受主槽淤积影响,各河段平槽流量明显降低。1986年山东省各河段主槽流量一般在6000—7000 m3/s,经过13年淤积,山东省高村以上河段流量已降至2000立方米每秒,高村——孙口降至3000 m3/s,孙口——艾山降至3000 m3/s,艾山——利津降至3500 m3/s,利津以下河口段降至3800 m3/s。

3. 利用小浪底调水调沙功能减少下游河道淤积

3.1小浪底调水调沙试验功能

根据小浪底水库设计要求,通过调水调沙可以达到减少下游河道淤积,保证下游河道20年不淤积的目标。根据黄委水科院,设计院通过数学模型和物理模型多次实验得出,当花园口流量在1000—2000 m3/s时,将会出现冲河南、淤山东的状况,而当洪水呈现两极分化时,即花园口断面下限流量不大于800m3/s,上限最低流量在2600m3/s时,同时控制下游河水,即艾山流量达2300m3/s,利津流量不小于2000m3/s,能实现下游河道减淤的目的。

由此可见,小浪底水库自身的减淤功能是设计固有的,是一定的,调水调沙功能是长期的,需要下游河道充分合理的配合,以达到最佳效果。

3.2 当小浪底控制下泄流量花园口站在800m3/s以内时,黄河下游应以两岸引水、蓄水、灌溉为主,同时冲槽淤两岸。黄河枯水年,小浪底水库应以此运用方式为主。

3.2.1 当小浪底控制下泄流量花园口站在800m3/s以内时,黄河水含沙量较小,此时,黄河下游两岸应在保证黄河不断流的情况下,多引水,多蓄水,以利灌溉。这样不仅能减少引黄渠道的淤积、清淤量,同时提高了渠道的使用寿命,又能发挥黄河水的最大作用。

3.2.2 从目前黄河下游的河道状况看,主槽淤积严重。花园口站800m3/s的流量,不可能有大的挟沙力,所以要想使小浪底下泄流量带起的主槽泥沙入海是十分困难的。两岸引黄有利于主槽冲刷。因此建议小浪底水库在黄河枯水期应以小水量下泄为主,最大限度的冲主槽,通过引黄自然淤积两岸。

由此可见,小浪底水库下泄清水,花园口站800m3/s的流量,通过引水是最好的充槽方法,这样不但多引了水,少引了沙,又降低了主槽高程,是小浪底在黄河枯水年最好的运用方式。

3.3 小浪底水库下泄水花园口控制在2600m3/s时,同时控制下游河水,即艾山流量达2300m3/s,利津流量不小于2000m3/s时,黄河下游应关闭引黄闸门,陶城铺以上河段应以淤滩为主,陶城铺至利津河段以淤背固堤为主,利津以下河段,以淤地改土为主,尽量减少入海沙量。

3.3.1 小浪底水库大流量下泄运用时,下游河道减淤。此时,黄河水含沙量相对较高,下游引黄闸门应全部关闭。陶城铺以上河段应以冲槽淤滩为主。

黄河下游游荡性河段和过渡性河段即陶城铺以上至孟津白鹤镇,该两段河道长464km,宽1.4km—10km,最宽处达20km。由于黄河洪水泥沙的影响,多处河道为复式断面,由主槽和滩地组成。在适当的位置修建导流坝,使主槽洪水人为地从滩地经过,达到淤滩、刷槽、减少入海沙量的目的。同时将降低复式断面对防讯的不利影响。 3.3.2 陶城铺以下至利津河段应加大两岸背河淤沙措施,以加固堤防。

把黄河“粘”在这里,堤防是最重要的屏障,而淤背是加固堤防的最有效措施。在陶城铺至利津河段加大淤背措施势在必行。从小浪底整体运用效果看,前期很有可能会出现“冲河南、淤山东”的状况,从这一点上讲加大陶城铺至利津河段的淤背措施也十分必要。目前黄河下游有成熟的淤背固堤施工经验。黄河泥浆船是淤背固堤的最有效设备,经过30年的运转改进,具有经济、效率高、好管理等优势,应充分利用起来,以便尽快地使两岸堤防全部按黄河标准淤筑完毕。

3.3.3 目前利津以下河段两岸也就是东营黄河三角洲地带,地势低洼,受海水侵蚀影响,大量土地盐碱,无法利用。根据小浪底水库的调节作用,利津以下两岸可修建多处引黄闸,以引沙用沙、改造盐碱地为目的,余水统一规划流路和水库,使其入海或蓄水。这样运用既改造了黄河三角洲的土地,提高了土地利用率,又减少了入海泥沙,同时,对稳定和延长河口使用年限将起到重要作用。

4. 南水北调是解决黄河泥沙问题的根本措施

黄河下游河道淤积的根本问题是水少沙多、水沙不平衡。从专家研究下游河道输沙特性中发现,在一定河床边界条件下,水流挟沙能力近似与流量成正比,同时还与来水的含沙量有关。增加水量就能增加水流的挟沙力,防止泥沙在河床的淤积。根据专家计算,增水100亿m3就能减少河道淤积1.8亿t,由此可知,如果在小浪底以上河段从长江增水200亿m3,就能使下游减淤3.6亿t泥沙,加上小浪底的调水调沙功能,就能根本解决黄河下游的泥沙淤积问题。

5. 水土保持工作作为减少黄河下游河道淤积的一项重要措施,只能加强,不能削弱

首先要抓住重点,根据黄委等单位的最新研究成果,黄河中游7.86万平方公里的多沙粗沙区是造成黄河下游淤积的主要泥沙来源区。该区域包括陕北、晋西、内蒙古南部和甘肃东部的44个县,其中55%的多沙粗沙区在陕西省,这些区域应作为水土保持治理的重点。其次是要搞好政策研究。目前实行以户或其他形式承包小流域治理是应认真研究的政策,可以采取国家、集体、个人投资或股份制投资的方式,以减少水土流失和提高经济效益为目的,以调动全社会参加水土保持的积极性。

6. 结语

6.1 小浪底水库的建成使用,改变了黄河下游河道的水沙条件,下游河道应采取适当的工程措施,以适应小浪底运用后的水沙条件,最大限度地减少下游河道的淤积抬高。

6.2 小浪底调水调沙使沙入海不是唯一途经,合理用沙用水不但能减少河道淤积、延长河口的使用寿命,还能造福两岸人民。

第7篇:流沙河的理想范文

关键词:泥沙 管理 黄河

流的高程度开发利用,带来了防洪、灌溉、供水、发电等巨大社会、经济效益,但是,天然洪水水沙过程改变了,水库淤积了,河床抬高了,河道断流了……这种现象在黄河上尤为严重。河流和人类一样是有生命的,人类对水、河流的开发利用应有一定限度,否则就会影响河流的健康,进而影响人类自己。

“维持黄河健康生命”是一种新的治河理念,其初步理论框架为:“维持黄河健康生命”是黄河治理的终极目标,“堤防不决口,河道不断流,污染不超标,河床不抬高”是体现其终极目标的四个主要标志。河流生命的核心是水,命脉是流动。河流生命的形成、发展与演变是一个自然过程,有其自身的发展规律,并对外界行为有着巨大的反作用力和规范性。初步考虑,要实现“维持黄河健康生命”的目标,黄河治理应通过九条途径,即:减少入黄泥沙的措施建设;流域及相关地区水资源利用的有效管理;增加黄河水资源量的外流域调水方案研究;黄河水沙调控体系建设;制定黄河下游河道科学合理的治理方略;使下游河道主槽不萎缩的水量及其过程塑造;满足降低污径比使水质不超标的水量补充要求;治理黄河河口,以尽量减少其对下游河道的反馈影响;黄河三角洲生态系统的良性维持。

对于黄河下游的洪水泥沙管理来讲,维持黄河健康生命的内涵具体可描述为:利用中游水库群的水沙联合调度塑造协调的水沙关系,恢复、维持下游主槽过流能力;利用人工、自然的措施逐步缓解“二级悬河”严峻形势,调整滩槽洪水期分流比,减少“横河、斜河、滚河、顺堤行洪”几率,确保黄河安澜;将具有典型滞洪沉沙功能的黄河下游滩区纳入蓄滞洪区管理,滩区享受国家蓄滞洪区补偿政策,从政策面上构筑人、河、沙和谐的管理环境,以使洪水泥沙管理能够实施和延续。

一、黄河中、下游洪水控制现状

目前,黄河下游防洪的关键性控制工程小浪底水利枢纽工程已经建成,并于2001年投入运用。除了正在规划阶段的中游碛口、古贤和沁河河口村水库外,黄河中下游的防洪体系已基本建立,以万家寨、三门峡、小浪底、陆浑、故县五座水库为主形成了水库联合调度体系。1998年以来,国家又加大了对黄河下游治理的投入力度,开展了下游堤防加高加固,险点处理,险工加高改建和河道整治工程建设,形成了河道工程体系,以东平湖、北金堤、南北展等蓄滞洪区形成了蓄滞洪体系。水文、通讯、组织指挥、抢险救灾等防洪非工程措施也在近些年得到了发展和提高,整体上使黄河下游防洪形势明显改观。上述工程体系“上拦下排,两岸分滞”和非工程措施构成了当前黄河下游总的洪水控制现状。

具体表现为:一是小浪底水库和三门峡、故县、陆浑等水库联合调度,调蓄洪水,显著削减了黄河下游稀遇洪水,使花园口断面百年一遇洪峰流量由29200立方米每秒削减到15700立方米每秒,千年一遇洪峰流量由42100立方米每秒削减到22600立方米每秒,接近花园口设防流量22000立方米每秒。“上大洪水”逐步得到控制,“下大洪水”和“上下较大洪水”得到一定程度控制。二是利用小浪底水库拦沙和调水调沙库容可减轻下游河道淤积76亿吨相当于20年左右的淤积量。三是堤防已经满足2000年水平设计水位的高度要求,抗洪能力得到加强,同时高村以下河势也得到初步控制。

二、洪水泥沙管理的实现途径

黄河复杂难治的主要症结在于“水少、沙多,水沙关系不协调”,因此,只有抓住这一主要矛盾,正确认识和处理洪水与泥沙问题,才能真正实现由洪水控制向洪水泥沙管理的转变。

自古以来,黄河洪水威胁一直是中华民族的心腹之患。经过多年建设,现已初步形成“上拦下排,两岸分滞”的工程体系,基本具备了控制和处理洪水的“硬件”。同时,随着“数字黄河”工程建设的加快,“数字防汛”等一系列“软件”逐步配套,这些“硬件”和“软件”构成了较为完整的黄河防洪体系。依靠这一体系,可以针对不同量级的洪水实施有效控制和高效利用,也可以根据治黄需求,通过联合调度塑造洪水,防止河道萎缩,减少河道淤积,实现由过去单一控制洪水向洪水泥沙管理的转变。

1有效控制黄河大洪水、贯彻水沙联调指导思想

对于黄河大洪水和特大洪水,要致力于提高控制能力,依据水文预报、工程布局和可控能力,按照科学合理的洪水处理方案,通过干支流水库的联合调度和蓄滞洪区的适时启用,将洪水控制在两岸标准化堤防之间,确保大堤不决口,尽最大努力减少灾害损失。同时,黄河大洪水和特大洪水发生时,除三花间洪水外,一般都伴随较高含沙量,因而在控制的同时,贯彻水沙联调指导思想,尽可能做到水库、河道冲淤兼顾,依据阶段管理目标,塑造协调的水沙关系,但该类洪水泥沙的主要管理目标是黄河安澜。

2利用黄河中常洪水,实施水沙合理配置(调水调沙)

由于小浪底等水库在初步设计时对于黄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,又都处于中游水库群调控能力之内。因此,管理的途径是:合理承担适度风险,充分考虑黄河洪水的资源属性和造床功能。一是通过塑造协调的水沙关系,让洪水冲刷河槽,挟沙入海,恢复河槽的过流能力。二是将黄河洪水资源化,可对汛期洪水进行分期管理,科学拦蓄后汛期洪水或低含沙量洪水为翌年春灌和确保黄河不断流提供宝贵的水资源。三是实施小北干流放淤“淤粗排细”。在三门峡水库以上禹门口至潼关河段660平方公里的河道滩地上,利用弯道水力学、缓流分选泥沙水力学等原理,通过设置引洪放淤闸、弯道溢流堰、淤区格堤、退水闸等工程,靠水流自然力量,人为控制泥沙的颗粒级配,达到“淤粗排细”的目的。小北干流放淤分无坝放淤试验、无坝放淤和有坝放淤三个阶段实施?首先通过无坝放淤试验取得基本参数,在此基础上实施无坝放淤,远期在黄河北干流建设以放淤为主要目的的水利枢纽,通过水库的水沙调控进一步扩大放淤区域和提高放淤效率。四是利用小浪底水库等干流骨干水库“拦粗泄细”。小浪底水库是调控黄河下游水沙的关键工程。按照设计,在其126.5亿立方米的总库容中,拦沙库容为75.5亿立方米?可拦蓄泥沙100亿吨。要科学设计小浪底水库的运用方式,尽可能做到拦蓄粗沙,泄放细沙,以最大限度地提高水库的拦沙减淤效率,同时延长水库拦沙使用年限。将来在古贤等骨干水库建成后,也可通过“拦粗泄细”运用,显著减少进入下游河道的粗泥沙。

3塑造黄河洪水,调整泥沙

河道是洪水和泥沙的输移通道,当河道内长期没有洪水通过时,河道主河槽就会发生萎缩。事实上,20世纪50年代,黄河发生的最大洪水为22300立方米每秒,相应河槽平滩流量为8000立方米每秒;20世纪80年代,黄河发生最大洪水为15300立方米每秒,相应河槽平滩流量为6000立方米每秒;20世纪90年代,黄河发生最大洪水为7600立方米每秒,相应河槽平滩流量为3000立方米每秒;进入21世纪,黄河没有发生一次大于4000立方米每秒的编号洪峰,相应河槽平滩流量已衰减至2000立方米每秒以下。因此,要树立强烈的洪水造床及输沙意识,在河道里没有洪水且条件具备时,要通过中游水库群联合调度等措施塑造人工洪水及其过程,达到减少水库泥沙淤积、调整泥沙淤积形态、防止河道主河槽萎缩和携沙入海的多重目的。

需要强调指出的是,目前,控制黄河洪水的意识根深蒂固,但利用黄河洪水,特别是塑造黄河洪水的理念较为淡薄,甚至尚未建立,根据黄河的特点和存在问题,今后必须建立洪水利用和洪水塑造的概念,并认真加以研究利用塑造洪水的方法、途径及手段,通过不断探索与实践,使之逐步调整、完善,让黄河洪水为“维持黄河健康生命”服务。

三、洪水泥沙管理的实践 1.黄河首次调水调沙试验

首次调水调沙试验是针对小浪底水库初期运用的特点进行的,实施的是小浪底和三门峡两库水库联合调度方式,主要目标是寻求试验条件下的黄河下游泥沙不淤积的临界流量和临界时间。使下游河道?特别是艾山至利津河段 不淤积或尽可能冲刷。同时检验河道整治成果、验证数学模型和实体模型、深化对黄河水沙规律的认识。试验以小浪底水库蓄水为主或小浪底至花园口区间?简称小花间 来水为主水库相机调水调沙,控制指标为花园口临界流量2600立方米每秒的时间不少于10天,平均含沙量不大于20千克每立方米,相应艾山站流量2300立方米每秒左右,利津站流量2000立方米每秒左右。试验结束后控制花园口流量不大于800立方米每秒。

2002年7月4日上午9时,小浪底水库开始加大下泄流量,调水调沙试验进入调度实施阶段,直到小浪底出库流量恢复到800立方米每秒以下,水库调度历时11天。黄河下游河道净冲刷量为0.362亿吨,下游河槽全程发生明显冲刷,主槽沿程冲刷1.063亿吨,滩地淤积0.701亿吨,下游平滩流量均有一定程度的增加,以漫滩最为严重的夹河滩至孙口河段平滩流量增大幅度最大,平均增加约300~500立方米每秒。

2.黄河第二次调水调沙试验

黄河第二次调水调沙试验是结合防洪预泄进行的,实施的是小浪底、三门峡、陆浑、故县四库水沙联合调度,是典型的水沙多目标调度方式,主要目标是:水资源安全、干支流减灾、下游不发生大的漫滩损失、小浪底库区减淤、闸前防淤堵、为2004年水库在250米以上运用创造条件、实现下游河道发生冲刷或至少不发生大的淤积、进一步深化对黄河水沙规律的认识等。

在试验调控技术方面,有效利用小花间的清水与小浪底水库下泄的高含沙量水流在花园口进行水沙“对接”,即:“小花间无控区清水负载,小浪底调水配沙”。

第二次调水调沙试验历时12.4天。花园口站平均流量为2390立方米每秒?平均含沙量31.1千克每立方米,完全达到了预案规定的水沙调控指标;下游河道全河段基本上都发生了冲刷,总冲刷量0.456亿吨,达到了下游河道减淤的目的和小浪底水库尽量多排泥沙的预定目标。下游主要测验断面同流量水位降低,主槽过洪能力增加。

3.黄河第三次调水调沙试验

黄河第三次调水调沙试验是针对小浪底水库汛初蓄水较多?黄河中游又无中小洪水的特点进行的,实施的是黄河干流万家寨、三门峡、小浪底三库串联联合调度方式,主要目标是实现黄河下游主河槽全线冲刷,进一步恢复下游河道主槽的过流能力,调整黄河下游两处卡口段的河槽形态、增大过洪能力,调整小浪底库区的淤积形态,进一步探索研究黄河水库、河道水沙运动规律。

此次试验小浪底水库出库沙量0.0572亿吨,利津站输沙量0.6434亿吨,小浪底至利津河段冲刷0.6071亿吨,各河段均发生冲刷。小浪底库区淤积设计淤积平衡纵剖面以上淤积的3850万立方米泥沙尽数冲刷,库区淤积三角洲形态得到了合理调整。黄河下游卡口河段河槽形态调整,徐码头、雷口两处卡口河段主槽平均冲刷深度为0.25~0.47米,主槽过流能力进一步提高,达到2800~2900立方米每秒。7月8日13时50分,小浪底库区异重流排沙出库,浑水持续约80小时,首次人工异重流塑造获得圆满成功。对黄河水库、河道水沙运动规律的认识进一步深化,在水库群水沙调度、异重流运行状态、人工扰动泥沙的效果等方面取得了大量原始数据,为今后多方面研究运用黄河水沙运行规律提供了丰富的基础资料。

4.黄河小北干流放淤试验

黄河小北干流禹门口至潼关河段,河道长132.5公里,河宽3~18公里,滩地面积为682平方公里。滩区多为沙荒盐碱地,土地利用率不高,社会经济发展相对落后,是天然的沉滞沙场所。2004年放淤试验的地点选在连伯滩。

2004年7月,在经过大量查勘和论证之后,黄委在小北干流开始实施放淤试验,这是继调水调沙试验之后,运用自然规律进行黄河治理的又一项开拓性工作。试验的关键是人为控制泥沙的颗粒级配,实现“淤粗排细”的目标。为此编制了试验工程设计报告及调度预案,利用放淤闸、弯道溢流堰、淤区格堤、退水闸等工程和由次洪量、历时、含沙量、泥沙级配、洪峰流量等指标组成的调度指标体系,靠水力自然力量,达到分选泥沙的目的。从7月26日16时放淤闸首次开启至8月26日14时结束,成功实施了6轮试验,累计放淤历时297小时,共淤积粗泥沙437.8万吨,初步实现了“淤粗排细”的目标,通过水沙运行状况监测、分析,取得了大量的监测资料,初步掌握了粗泥沙的运动规律,为今后大规模实施放淤调度提供了经验和科学依据。对减缓小浪底库区泥沙淤积速度,延长小浪底水库使用寿命,并减缓黄河下游河道淤积具有重要的意义。

5.黄河2003年秋汛调度

2003年8月下旬至10月中旬,黄河流域中下游连续发生6次强降雨过程遭遇罕见的“华西秋雨”天气,形成多次洪峰,发生了自1981年以来历时最长、洪量最大的秋汛。整个调度过程中,在科学分析的基础上,针对洪水含沙量低、洪峰低、接近汛末等特点,黄河防总、黄委决定承担一定风险,实施了第一次真正意义上的“四库水沙联调”,多次成功削减黄河下游洪峰,大大减轻了下游防洪压力。避免了多次多股洪水汇合叠加后造成黄河花园口站可能形成的5000~6000立方米每秒的洪峰,将下游花园口站洪水始终控制在2400~2700立方米每秒之间,削峰率达40~50%,有效地减轻了下游滩区的洪水灾害,妥善处理了局部救灾和整体防洪的矛盾、降低潼关高程和三门峡运用方式的矛盾、水库安全和下游滩区安全的矛盾、防洪和水资源安全的矛盾,实现了拦洪、减灾、减淤、洪水资源化等多重目标。

据统计,2003年汛期利用小浪底、陆浑、故县、三门峡四座水库拦蓄洪水后,使下游滩区213.41万亩耕地免遭洪水淹没,使滩内76.85万人免遭洪水袭击,减免直接经济损失84.8亿元。

四、黄河下游滩区纳入蓄滞洪区管理问题探讨

黄河下游两岸堤防之间有广阔的滩区,居住有大量人口。根据2000年统计资料,滩区总面积4046.9万平方公里,它既是行滞洪、沉沙的场所,又是滩区群众的生产生活场所,目前有耕地375.50万亩,村庄2052个,人口180.94万人。

黄河滩区作为河流行洪、滞洪和沉沙的地域,在历年的防洪保安全中发挥了巨大作用,但由于滩区频繁漫滩,且受灾后无补偿渠道,致使滩区经济发展缓慢,生活落后。据不完全统计,建国以来在中下游河段基本无工程控制的条件下,滩区遭受不同程度的洪水漫滩20余次,累计受灾人口887.16万人次、受灾村庄13275个次、受淹耕地2560.29万亩次。滩区农民收入仅为本省农民人均收入的27~47%,部分地区已成为河南、山东省甚至全国的重点贫困地区。

由于黄河水少沙多、水沙不平衡的基本特点长期难以改变,黄委经过多次研究,为保障黄淮海平原安全,对黄河采取“稳定主槽,调水调沙,宽河固堤,政策补偿”的治河方略,在这个治黄方略下仍需对滩区采取淤滩刷槽的方针。小浪底水利枢纽的修建与中游三门峡、陆浑、故县水库联合运用后,虽然可使洪峰流量受到一定的控制,但黄河下游仍然会不可避免地出现漫滩,滩区群众的贫困现状仍难以改变。

黄河下游河道淤积,河势游荡多变,主槽过洪能力低,小水漫滩,“横河”、“斜河”、“滚河”、“顺堤行洪”等的严峻形势急需改变,利用小浪底水库调水调沙是改善这种状况的有效措施。按照规定,小浪底水库对于8000立方米每秒以下洪水不能拦蓄,但从滩区群众的生存发展要求来看,必须对4000~8000立方米每秒的洪水进行控制。洪水控泄造成的后果为:一方面小浪底水库将提前被淤废,经国家多年努力投巨资建成的黄河下游防洪关键性控制工程将大大缩短使用寿命,丧失其防御大洪水的作用。另一方面,长期小流量下泄,将导致河道持续萎缩,“二级悬河”迅速发展使黄河下游防洪形势进一步恶化,维持河流健康生命的目标也难以实现。

第8篇:流沙河的理想范文

稳定 对策建议

【论文摘要】:历史上黄河入海口流路是在三角洲的扇形范围内自然变迁的。随着长期的治河实践和经验的积累,人们逐渐认识到河口流路的变化是可以人为地干预和控制的。1949年以后进行了三次人工改道,特别是在1976年改用清水沟流路是成功的。但是,随着黄河上游地区工农业用水量的增加,进入河口地区的水量成大幅度减少趋势,致使河道向海域输沙的能力也大大减弱,逐渐导致尾闾河道不断萎缩,过流断面不断减少,拦门沙发育减慢甚至向海口内入侵。为此,长期稳定清水沟流路是河口三角洲地区社会经济发展的需要,关系到黄河下游人民生命财产和黄河的长治久安,意义非常重大。对此,笔者就新时期如何稳定黄河口入海流路,拟提出以下对策与建议,仅供同仁参考:

1坚持调水调沙,实现河口减淤疏浚

实践证明,黄河水利委员会通过8次调水调沙,对防洪、治河、减淤等发挥了很大的作用,也是有很大的效益,特别是对黄河下游的河口河道来讲,起到了巨大的减淤疏浚作用。因此,调水调沙作为河流治理的工具是具有生命力的,效果是良好的,但是,在看到有利方面的同时,也应切实考虑和解决好对河口地区不利方面的问题:

1.1调水调沙的运用应解决多目标、多效应的协调和实现。通过调水调沙,在实现河道的减淤冲刷,保持水沙通畅下泄的同时,也应通盘考虑河口地区的防洪工程设施的防洪和能力,入海流路的稳定问题。这是稳定黄河入海流路的重要途径之一。

1.2就黄河口而言,其冲淤演变的方向和特性不紧紧受制于来水来沙条件,同时还要受到海洋动力条件的影响等,因此,在进行调水调沙运用时,还应考虑海洋动力等其它相关条件。这样才能对稳定黄河入海流路,使其发挥更大的功用。

1.3应加强水文、水情和河床演变趋势预报工作,对于稳定黄河入海流路,调水调沙是实行年度调节还是多年调节值得商傕。只有通过对水文、水情和河床演变趋势的科学预测,并结合考虑其他各种影响因素,才可能实现调水调沙的科学决策。

2提高河口防洪抗凌能力

河口的防洪抗凌能力是关系到能否稳定河口入海流路的又一重要问题。近年来黄河口的来水来沙量一直在减少。水少沙多使主槽淤积以及河口侵蚀基准面位置继续下移,河槽进一步萎缩,输沙能力进一步降低,致使河口段主槽平摊流量减少,同流量的水位抬高,过洪能力减小。由于水沙条件恶化,河道断面形态又出现了对防洪十分不利的二级悬河,滩地横比降增大,中常洪水也可使河势发生改变,形成横向流或者顺堤行洪,威胁堤防安全。所以,应进一步加固和完善堤防和河道工程,对黄河大堤进行加高加固,加快淤背区建设力度,使悬河变为地下河。同时选择适当河段,采取挖河疏浚、束水导流、护滩保槽、稳定河势等措施,从而达到减轻河口的防洪压力,稳定河口入海流路的目的。与此同时,冰凌也是造成不稳定黄河口入海流路的又一重要课题。来水量减少,封河水位低,开河时更易形成冰坝,因此,充分发挥水库防凌运用模式的作用,抬高封河水位和降低开河期的下泄流量。应采取在开河期要有实现分水防凌的条件,利用齐河北展宽工程、垦利南展宽工程和东平湖等都可以用于分水防凌措施。

3加强河口治理的科学研究,为稳定黄河入海流路提供理论支撑

众所周知,稳定黄河入海流路必须要有理论支撑。因此,加强河口的治理研究是非常必要的。由于黄河口演变规律错综复杂,受许多内在条件和外界因素制约和影响。为此,必须正视河口治理的长期性、复杂性和艰巨性,切实加强这一基础工作。

就目前而言,一些急需的系列资料尚不具备,制约了河口治理方案的探索和改进。利津断面至入海口有112公里的距离,利津站的水文特征值难以代表河口段的河道情况,无法据此对河口冲淤变化做更为科学的分析。因此,有必要在丁字路口附近建立一个水文站,搜寻整理并分析入海口附近的水沙资料。其次搞好黄河河口河势、拦门沙等情况的观测及近海海域地形测量工作,大力开展黄河河口演变规律及综合治理措施的研究,为今后的河口治理工作提供科学、详实的依据。只有这样才是综合治理黄河河口的有效途径。与此同时,为了更有利于黄河河口的研究与治理工作,建议尽快启动“数字河口”工程建设。

4实现河口统一管理和依法管理

稳定黄河入海流路的重要环节,还得靠完善可行的管理体制。长期以来,河口治理的各项工作由黄河河口管理局、胜利油田和东营市共同管理,工程投资也由三方筹集。多部门共同管理对河口综合治理与开发产生了许多不利影响。如今,黄河河口治理将面临新的挑战,为了黄河三角洲和东营市的社会经济的可持续健康发展,不允许有重大决策出现偏差。因此,黄河河口治理必须纳入统一的管理渠道,只有进行统一管理,才能保证河口治理的有序进行。但由于河口治理与黄河流域的整体治理密不可分,河口来水来沙量的调控是河口治理成败的关键,而黄河全流域水沙又是由黄河水利委员会同一调度的,因此建议,成立由黄委会牵头,地方政府、胜利油田以及海洋局、环保局等相关单位参加的河口管理体制。与此同时加大法治管理,实行以法治河,此举也是黄河河口治理的重要措施之一。目前已有的相关法律对河口的一些特殊情况针对性不强,加之不完善、不具体。虽然在河道和自然保护区的管理方面都已有相应的法律依据,但有时在各法律之间又有相互矛盾的地方,操作难度大。建议尽快制定《黄河河口管理法》,实行黄河河口的法制管理,笔者相信,只有法律、法规作支撑,一定能够有效对河口的综合治理发挥重大的作用。

第9篇:流沙河的理想范文

关键词:手段 黄河 健康生命

黄河是中华民族的摇篮,是我们伟大的母亲河,保护黄河是我们每个华夏儿女义不容辞的光荣职责和神圣使命, 当前,黄河的洪水泥沙、水土流失、水质污染、水资源短缺等问题仍十分突出,严重威胁着黄河的自身生命,昔日奔腾咆哮的黄河,如今却病魔缠身,在不断地、呐喊。黄河与我们生息相依,休戚与共,保护母亲河,就是保护我们赖以生存的家园。黄委党组审时度势、高瞻远瞩,及时提出了维持黄河健康生命的终极目标,这是一项规模宏大、艰巨复杂、涉及面广的系统工程,实现这一目标,不仅需要大河上下的共同努力,而且需要全社会的广泛支持和积极参与,我们要高举维持黄河健康生命的大旗,当好黄河代言人,以高度的责任感、使命感和紧迫感,牢固树立科学的发展观,调动一切积极因素,使全社会共同行动起来,拯救黄河,保护黄河,为黄河健身强体,大力加强“原型黄河,模型黄河,数字黄河”建设,积极采取宣传、工程、科技、经济、法律、行政等综合手段,并通过开源节流、河道治理、水土保持、湿地保护、南水北调、洪水资源化、人工增雨,雨水利用、调水调沙等多种途径和措施,打造绿水青山的新黄河,塑造协调的水沙关系,维持黄河生命基本水量与水质,提高水资源和水环境承载能力、洪水造床能力、水流挟沙和自净能力、河道生态维护和修复能力等,实现人与自然的和谐,使黄河长治久安,永葆生机和活力。

一、宣传手段

近年来,由于人类活动频繁和经济的粗放式发展,人们只顾无节制的向黄河索取,而忽视了对黄河的保护,严重干扰影响了黄河的生态系统,使黄河的健康生命直接受到威胁。为此,黄委明确提出了维持黄河健康生命的新理念,并将其作为黄河治理开发与管理的终极目标,实现这一目标,不仅需要大河上下的共同努力,更需要全社会的健康心理和理解支持。重要的是倡导一种人们与河流和谐共处的文化,用一系列的精神、信仰、观念等感化人们的思想,化为发自内心的主动爱护河流的行为。才能在处理人与自然、人与社会、人与人的关系时,自觉地坚持和谐相处的原则,严格遵循自然科学和社会科学的规律,维持生态平衡、促进社会经济全面协调、可持续发展。而现今社会还没有完全形成有利于黄河健康生命的基本道德水准。这就需要我们充分发挥舆论的引导监督和潜移默化的作用,通过各种传媒手段,采取不同形式,广泛进行宣传教育,一是宣传黄河文化和华夏文明,大力弘扬黄河精神和民族精神,牢固树立热爱黄河,保护黄河的思想;二是宣传 “天人合一”的自然观及人水和谐的科学发展观,深刻认识黄河与人们生产生活的密切关系和保护黄河的重大意义,彻底转变思想观念;三是宣传黄河防洪和水资源等现状和困扰黄河的主要问题及其面临的严峻形势,提高危机意识和风险意识;四是宣传有关黄河的法规政策,增强法律意识。通过宣传,为维持河流健康生命营势造场,使人们自觉接受并牢固树立这一新理念,充分认识维持黄河健康生命的重要性、紧迫性和艰巨性,增强使命感和责任感,实现从传统水利向现代水利、可持续发展水利的转变,由工程水利向资源水利的转变,由控制洪水向洪水管理的转变,由单一抗旱向全面抗旱的转变,由只重视黄河的治理开发向保护管理和治理开发相结合转变,真正意识到黄河也是具有生命的,而且黄河的生命与我们息息相连、休戚相关,视黄河为友,并与黄河和谐共处,呼唤理性发展,呼唤绿色文明,呼唤科学的决策方式,呼唤科学的生产方式,呼唤科学的生活方式,为实现“维持河流健康生命”创造良好的舆论环境和社会氛围,构筑坚实的思想基础。

二、工程手段

要以维持黄河健康生命为目标,以保证“堤防不决口,河道不断流,污染不超标,河床不抬高”为标志,以人与自然及河流、工程相和谐为宗旨,按照“上拦下排、两岸分滞”和“拦、调、排、放、挖”综合治理洪水泥沙的指导思想,强化工程措施,不断完善河防、水资源利用和保护、水沙调控、水保生态等工程体系。保障社会经济和环境全面、协调、可持续发展,

1、河防工程体系

河防工程是防洪保安的重要屏障。要根据黄河干支流的不同特点,研究治理方略,明确治理目标和措施,以防洪和水资源、水环境安全为核心,制定黄河干支流河道治理统一规划,加强综合治理,在黄河干流宁蒙河段、禹门口至潼关的小北干流河段及渭河下游等重点防洪河段建设标准河防工程;加快三门峡库区的综合治理。在黄河下游,建成以标准化堤防、河道整治、河口治理工程为主的下排工程和配套完善的分滞洪工程,结合河道疏浚淤背固堤等措施,淤筑相对地下河。同时,加强交通道路、通信、信息、水文、气象等基础设施和非工程体系的建设,进一步稳定河道,控制河势,提高河道排洪输沙能力,加强洪水管理,确保人民生命财产安全。

2、水沙调控工程体系

黄河的主要问题是水少沙多,水沙不平衡,而调水调沙是改善水沙条件、防洪减淤的有力措施,因此,要统筹黄河流域干支流的水沙资源搞好水沙调控工程体系的总体规划,尽快建立完善以龙羊峡、刘家峡、黑山峡、大柳树、碛口、古贤、三门峡和小浪底等骨干水利枢纽工程为主体的黄河干支流水沙调控工程体系和调水调沙的长效机制,实行群库联合统一调度,坚持不断的做好调水调沙工作,有效的调节洪水泥沙,特别是调平洪峰沙峰,保证干旱期河道的最低流量,实现全河水沙的多年调节,塑造协调平衡的水沙关系,尽量使河道长期保持输沙、生态等最低限量的基流,同时,在进行放淤试验论证的基础上,利用黄河小北干流滞洪滞沙的自然条件,建设完善放淤工程,进行大规模的放淤,开辟处理泥沙的新途径,新战场;并加快实施南水北调和引江济渭等跨流域调水工程,弥补黄河水量不足,改善水沙条件,实现洪水资源化和防洪减淤减灾等目的,保证河道不断流。

3、水保生态工程体系

黄河是世界著名的多泥沙河流,泥沙问题是黄河的主要症结,水土保持是解决黄河泥沙问题的根本措施,近年来,黄河流域水土流失仍很严重,生态环境恶化,河床不断抬高,使黄河的健康生命受到严重威胁。因此,要大力提高全社会的水土保持意识,认真搞好黄河全流域的水土保持规划,确定水土保持的指导思想、总体布局和目标,以及工程与非工程、政策保障措施等,实施综合治理,广泛深入的开展植树造林活动,加大水土保持力度,在黄河两岸营造防护林带工程,建设绿色长城,尽快遏制黄河上中下游的水土流失,构建良好的黄河生态系统,保持生态平衡,改善生态环境,使大河上下成为绿水青山。

近年来,黄河源区出现了雪线上升、冰川退缩、湖泊缩小、河道断流、生态功能退化的现象,导致了草场退化、荒漠化、沙化、盐碱化和鼠虫害严重、水土流失程度加剧等生态危机。要尽快制定实施黄河源区综合治理规划,明确黄河源区预防保护监督的目标和任务,加大投资力度,建设完善水土保持预防保护监督工程体系,采取人工增雨等有效措施,加强草场的管理,通过合理轮牧,草场封闭式保护,或生态移民等方式, 大力植树种草,构筑深厚而广泛的绿色屏障,确保黄河源区生态资源平衡和可持续利用。

黄河的泥沙主要来自黄河中游的黄土高原,要因地制宜,综合治理,以小流域为单元,以多沙粗沙区为重点,以淤地坝沟道坝系建设为中心,充分发挥自然的自我修复能力,大力开展淤地坝建设、小流域综合治理、生态修复工程建设,采取退耕还林(草)、封山禁牧、舍饲养畜、飞播封育等措施,实行山、水、田、林(草)、路统一规划,治理与开发相结合,生态效益与经济效益兼顾,采取工程、生物和耕作综合措施,建立措施配套、科学合理的水土保持体系,建设山川秀美工程,有效控制入黄泥沙、改善生态环境。

湿地生态系统有涵养水源、净化水质、美化环境、调蓄洪水、调节气候、降解有害物、保护生物多样性等生态功能,是维护国土生态安全的重要屏障。中国是全球湿地类型最丰富的国家,有自然湿地3600多万公顷。黄河流域湿地面积广阔,仅黄河入海口湿地面积就达30余万亩。要提高全社会的湿地保护意识,加大湿地保护恢复力度,使自然湿地纳入保护管理范围,抓好湿地保护、湿地恢复、可持续利用示范等建设,坚决制止肆意侵占和非法破坏湿地的行为,对违法占用、开垦、填埋以及污染自然湿地的,应责令其停止违法行为,依法追究责任,采取各种补救措施,努力恢复湿地的自然特性和生态特征。尽快编制黄河流域湿地保护规划,明确目标任务、建设布局、重点项目和政策措施,建立国家、地方和社会各界共同参与的多层次、多渠道湿地保护投入机制,认真坚持和逐步完善综合协调、分部门实施的湿地保护管理体制,从法规制度、政策措施、资金投入、管理体系等方面采取有力措施,团结协作做好湿地保护管理工作。

三、科技手段

现代化的科技手段,是维持黄河健康生命的关键。因此要大力加强“三条黄河”建设,深入开展治黄战略、黄河自然规律等重要基础性课题的研究,积极开展治黄关键技术和重大工程关键技术的科技攻关。不断进行理论创新、管理创新、体制创新、技术创新,营造鼓励创新、支持创新、勇于创新的良好氛围,大力推广应用科学技术特别是高新技术,构建科技治黄体系,全面提升治黄现代化水平。

1、加强“数字黄河”建设,尽快实现信息化、自动化。以信息化为突破口,以 “数字黄河”工程为重点,加强应用系统、应用服务平台以及基础设施建设,把信息技术广泛应用到防汛、水资源管理调度、水土保持等各项治黄工作中。重点搞好信息采集、快速传输、高度共享,覆盖全河各级机关、防汛单位、沿河各大引水口、排污口的信息管理系统和计算机网络系统。综合运用地理信息系统(GIS)、海量数据库管理技术、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、虚拟视频技术、电子技术、传感技术、通信和网络技术、多媒体及虚拟现实(VR)等现代高新技术,对全流域的地理环境、自然资源、生态环境、人文景观、社会和经济状态等各种信息进行采集与数字化处理,构建全流域综合数字信息平台和三维虚拟流域模型,以科学计算和数学模拟技术为核心,建设防洪减灾、水资源管理与调度、水土保持、水资源保护、工程建设管理和电子政务等应用系统,提高治黄业务的反应能力和决策的科学性;基本实现信息传输网络化、信息管理数字化、主要业务智能化、政务办公电子化,利用数字流域提供的丰富可靠的信息资源,结合先进的技术手段开发不同应用决策系统,以人工智能技术和会商环境为支持,构建综合会商和宏观决策平台,以提高防治、处理流域各种危机的决策水平,使黄河流域各种资源特别是水资源得到合理配置,实现资源利用的可持续发展。

2、加强治黄科学理论研究,大力推广应用科技成果。积极研究探索黄河治理开发与保护的新理论、新方法、新技术,深入开展水沙变化趋势、河道演变规律、黄河干流枢纽工程运用方式、调水调沙、小北干流放淤、上中游水土保持与下游防洪减淤关系、治黄方略、黄河下游滩区治理和政策补偿等问题的研究,对治黄的重大发展战略,建设与管理的关键技术,进行开放式的研究,广泛吸收各方面的意见和建议,组织跨部门、跨学科的联合攻关,加快科技成果和新工艺、新材料、新技术的推广应用。依靠科技进步和体制创新,加速治黄现代化建设。

3、加强人才建设,推动科技创新。以科技为先导,以创新与人才为重点,全面实施人才战略,进一步完善体制改革,深化机制改革,牢固树立人才资源是第一资源和以人为本的观念,充分发挥人才资源开发在治黄工作中的基础性、战略性、决定性作用,树立科学的人才观,加强人才资源能力建设,推进人才结构调整,建立科学的充满生机和活力的人才工作机制,优化人才成长环境,加大引进国内外高层次人才特别是行业拔尖人才的工作力度,大力开展各类培训,全面加强党政人才、企业经营管理人才、专业技术人才队伍建设,完善激励竞争机制,不拘一格选人才,使各类人才脱颖而出。同时,要不断的进行创新,营造良好的创新环境,建立激励创新的机制,对创新成果进行重奖,使创新之花盛开,有力推动治黄现代化建设。

4、加强“模型黄河”建设,为黄河治理开发提供基础和依据。“模型黄河”是由多种类型室内实体模型和野外原型试验场(区)构成且相互关联、扩展性及功能强大、测控系统可与“数字黄河”耦合并与“原型黄河”信息系统相集成、能与“数字黄河”和“原型黄河”联动的实体模型体系。 “模型黄河”工程体系建设包括实体模型建设、测控系统建设、模型厅及配套设施建设等。其中实体模型的模拟体系主要由黄土高原模型、水库模型、河道模型和河口模型等所组成。黄土高原模型主要用于研究黄土高原多沙粗沙区流域侵蚀产沙规律、坝系“相对平衡”机理、沟道重力侵蚀规律及治理方案等;水库模型用于研究水库运用方式、库区冲淤演变规律、水库运用对下游河道的影响及其对策、库区治理措施、水沙调控机理及调水调沙运用方式等;河道模型主要用于研究河床演变规律、河道整治方案、洪水演进预报等;河口模型用于承担河口演变规律及综合治理方案的研究等任务。“模型黄河”通过对黄河自然现象的反演、实验,探求黄河自然规律,研究和解决黄河治理开发中的重大工程技术问题和应用基础问题,提出黄河治理科学方案,为黄河治理开发提供基础和依据。“模型黄河”和“数字黄河”的联合运用,以实现各种治理开发方案在“原型黄河”上技术先进、经济合理、安全有效的目标。因此,要加快实施“模型黄河”规划,建设高质量的“模型黄河”工程体系,建立科学、先进、高效的运行管理机制,加强各种模型试验研究,为黄河治理开发提供更多更好的科技服务。

5、加快水文水资源现代化建设,为维持黄河健康生命提供支撑。要加速构建黄河水文水资源监测、报汛通信、黄河气象水文水资源预测预报、黄河水文信息服务等体系,不断完善水文水资源信息管理系统,充分运用卫星遥感、雷达等水文空间数据采集技术,声学多普勒流速剖面仪、GPS、振动式测沙仪等水文在线监测技术和同位素地下水监测技术,结合常规监测技术,实现对大气水的时间、空间连续监测,河流地表水的连续监测和地下水的同步监测,最终形成点—线—面相结合,空间水、地表水、地下水相协调的黄河流域水文水资源监测预报体系,大力提高黄河气象水文水资源监测预报能力,弄清流域下垫面变化对黄河水资源量的影响、黄河流域产水耗水用水特点和流域水循环规律,实现对流域水资源的全面实时监测、合理配置、科学分析评价, 积极开展基础性、前瞻性的科学研究,加快水文现代化建设,为黄河的治理开发提供有力的技术支撑。

四、法律手段

黄河水少沙多,河情十分特殊,是世界上最难治理的河流,防洪和水土流失防治任务艰巨。黄河水资源贫乏,供需矛盾十分突出,国民经济与生态环境之间、地区间和部门间用水矛盾尖锐,环境污染严重。除害与兴利、整体与局部以及上下游、左右岸关系极为密切,关系协调和利益调整非常复杂,水事问题更为突出。因此,首先要构建完善黄河流域管理法律法规和政策体系,主要包括流域管理法律、行政法规和规章、政策措施和执法监督等法规。以及投资保障、水价调整、滩区治理补偿等政策。抓紧制定实施《黄河水资源管理和保护条例》、《黄河法》等法规。其次要大力加强法制宣传教育,营造良好的法治环境,提高全社会的法制观念和法律意识,实行舆论监督,对人为造成的水土流失和生态破坏、水污染、侵占河道等事件及时进行公开曝光,引起各级领导的重视和全社会的关注,推动各项工作的开展。三是打造高素质的执法队伍,建立强有力的执法体系,实行依法治河,依法管理。加强水政执法人员的培训考核,实行优胜劣汰,提高执法水平和执法能力,严格执法,办事公正。进一步完善河道巡查监测机制,及时发现处理问题,把黄河水资源的开发、利用、管理、保护、节约、配置以及防洪、防断流、防污染、河道整治、河道清障、河道采砂等一切水事活动和管理活动都纳入法制化的轨道,依法规范各种水事活动和依法处理各种水事矛盾,进一步协调处理好各方面的关系,严厉打击各种水事违法行为,维护良好的河道管理秩序,促进人与自然的和谐和社会经济的可持续发展。

五、经济手段

黄河的治理开发事关重大,应纳入国民经济和社会发展计划。并建立多渠道、多层次、多元化的黄河治理开发资金筹集机制,广泛吸纳社会各方面的投资。建立稳定的多渠道的投入保障机制,确保治黄工程建设、维护、管理和保护所需经费。同时,紧紧围绕治黄主业,充分发挥黄河水、电、土地等资源优势,大力发展供水、水电、土地开发、工程施工、设计咨询等优势项目和产业,壮大经济实力,切实加强计划、财务管理,及时进行审计监督,保证各项经费合理使用。同时,建立相关的经济处罚和激励机制,做到奖罚分明,严厉打击各种经济犯罪活动,维护良好的经济秩序。并制定相关的经济政策,合理核定引黄供水水价,解决黄河河道工程修建维护管理费和水资源费的征收等问题;推行黄河下游行蓄洪区防洪保险制度,不断探索“以河养河、以水养水”的新路子。

为促进黄河水资源的统一管理、高效利用,充分体现水资源的商品和资源属性,应尽快引入市场机制,运用市场调节优化配置水资源,实行以水定产、以供定需,严格执行取水许可制度,合理确定水权,建立明晰的水权制度,以利于实现水权的转让与交换。充分发挥价格杠杆的作用,用合理的水价调节保护水资源。按照补偿成本、合理收益、优质优价、公平负担的原则,依据国家的相关规定,制定由资源成本、工程成本、环境成本及合理利润构成的完整水价格,尽快建立比较完备的水要素市场,构建有利于促进节约用水和水资源合理利用的水价形成机制:一是将水资源费纳入供水成本。二是适时调整水价,三是逐步推行基本水价和计量水价相结合的两部制水价。四是严格实行用水总量控制、计划管理和定额管理,对超计划或超定额用水实行超额累进计价。五是合理确定回用水价格,促进中水回用和污水再生利用。

在水资源管理工作中,一是摸清家底,保证维持黄河生命基本水量。组织对黄河流域干支流的水资源状况进行一次全面普查,包括地表水和地下水等,并建立数据库,进行动态管理,及时分析预测水资源的变化趋势,认真研究确定维持黄河生命的基本水量,并优先予以保证。二是算好水账,以供定需,优化配置、达到供需平衡。在优先保证黄河自身生命系统所需的生态、输沙等基本水量的前提下,统筹社会经济系统工农业生产、城乡人民生活等用水需求,进行优化配置,并根据其发展变化趋势及时进行调整,实现高效利用。三是认真搞好黄河干支流水资源总体规划,为水资源的优化配置、开发利用和保护,提供科学的基础。四是加速建设政府调控、市场引导、公众参与的节水防污型社会,合理开发利用和保护水资源。建立以水权管理为核心的全过程和全面节约的用水管理制度体系、完善的水权明晰及流转顺畅的水权分配机制和成熟的水市场、与水资源水环境承载能力相协调的经济结构体系和与水资源优化配置相适应的水利工程体系,完善水资源实时监控计量、信息采集、调度管理系统,提升水资源管理信息化水平,构建以流域为单元,流域宏观管理与区域微观管理相结合的水资源统一管理体制,全面推行区域水务一体化管理,建立公开透明、广泛参与和民主决策的机制,彻底改变职能交叉、条块分割、权责不明、各自为政的管理模式和粗放式发展经济,浪费水资源的状况,严格实行取水许可制度、水资源有偿使用制度和建设项目水资源论证制度,建立流域初始水权分配制度。制定流域水资源宏观总量控制和微观定额管理指标体系,完善黄河可供水量年度分配计划及非汛期黄河干流水量调度预案,建立应对各种突发事件的机制。加强水资源统一管理和科学调度,在黄委机关设立黄河水量总调度中心,在沿黄省(区)及黄河干流的龙羊峡、刘家峡、三门峡、小浪底等控制性枢纽设立水量调度中心,建成黄河干流主要断面(含省界断面)、取水口、退水口、排污口和支流入黄口水量、水质统一监测网络及地下水监测网络,实施国家统一分配水量,流量断面控制,省(区)负责用水配水;重要取水口和骨干水库统一调度。逐步形成总量控制,限额用水,定额管理,市场引导,水权交易的水资源管理体系。合理划定水功能区,实行入河污染物总量和省界断面水质双控制,加强部门合作,实行水量、水质统一管理和保护,提高全社会的水资源保护意识和节水意识,研究推广节水技术,开源节流,科学用水,计划用水、节约用水,量水而行,以水定发展,打造与流域水资源禀赋相适应的产业结构,实现资源利用的高效率、资源配置的高效益和社会经济、生态的可持续发展。同时,加大防污治污的力度,坚决执行《黄河干流水域纳污能力及限制排污总量意见》,逐步从事后治理转向事前防范,从末端治理走向全过程治理、从单一措施治理走向各种措施相结合的综合治理、从区域治理走向区域与流域相结合的全局治理,主要从源头上进行防范治理,严格限制新建扩建污染严重的企业,对黄河干支流上已有企业的排污情况进行一次全面普查,逐一登记造册,实行动态管理和社会监督,设立污染举报热线,对举报乱排污的有功人员,给予重奖。并建立日常监督检查机制,在各排污口设立远程监测控制断面,对所有排污口实行统一管理,随时掌握各排污口的排污情况,对污染超标排放的企业,按照“谁污染,谁治理”的原则限期进行整顿,使其尽快达标。并采取严厉的经济处罚措施,进行综合整治,坚决制止乱排污现象,对屡禁不止的排污企业,责令其停业整顿或关闭,维护良好的水资源管理秩序,保持黄河的自净水量,提高流域水体水环境承载能力。五是结合实施跨流域调水、洪水资源化,大力开展人工增雨、雨水利用,彻底改善黄河的水量和水质状况,缓解黄河水资源的压力,实现水资源的合理开发、优化配置、科学管理、全面节约、有效保护,保证社会、经济、环境全面,协调的可持续发展。

六、行政手段

黄河治理开发与保护是一项跨地区、跨部门的综合性系统工程,关系到国家经济社会发展的大局,具有特殊的重要性、复杂性和艰巨性。为加强黄河流域管理,有效协调各部门、各省(区)间的关系,更好地解决黄河治理开发中的重大问题,应按照权威、高效、协调的原则,建立健全流域宏观管理为主体,流域管理与行政区域管理相结合的管理体制,明确流域管理与行政区域管理的事权,构建适应黄河河情的流域管理新体制,实行公共参与和民主协商管理机制。一是积极探索全流域一体化统一管理的新体制,拟将黄河流域的渭河、洛河、汾河等主要支流和小浪底等骨干水库及重点引黄取水口等交由黄委直接管理,便于指挥调度,进一步理顺管理体制。二是拟成立黄河管理委员会,由国务院有关领导担任主任委员,国家有关部委、流域机构及流域内各省(区)负责人和用水户代表等担任委员,实行委员制,作为决策协调机构,其办事机构设在水利部黄河水利委员会,全面负责、统一管理黄河流域综合规划、防洪抗旱、水资源配置、水土保持、湿地保护、水环境保障、污染治理、综合治理开发利用等一切涉水事务,实行科学民主决策,统一协调管理,建立高效、权威、科学的运行管理机制,及时协商研究解决黄河治理开发中的重大问题。彻底扭转目前条块分割、各自为政、多头管理、互不协调的局面,推动各项治黄工作有序开展。

2002年8月29日颁布实施的新水法,进一步明确了流域机构水行政主管部门的法律地位,黄委作为黄河的代言人肩负着维持河流健康生命的神圣使命,要充分发挥流域管理机构科学规划决策,有效配置调控和有力监督控制的作用,一是加强治黄队伍建设,建立精干高效的组织管理体系和科学民主的决策机制,大力提高行政执法能力和水平。特别要抓好各级领导班子建设,提高领导艺术、驾驭能力和决策水平,避免决策失误。积极培养和引进各种人才,实施科技兴黄战略,打造一支技术实力雄厚、综合管理能力强的专业队伍,要高度重视基层建设,扎实做好各项基础工作,加强前期工作,不断改革管理体制,创新管理机制,提高预见能力、抗御风险能力、应对突发事件能力、行政执法能力和综合协调管理能力,增强工作的超前性、前瞻性、创造性、主动性、原则性,实行依法管理,科学管理,统一管理,全方位、全过程的管理,严格执行《行政许可法》和《全面推进依法行政实施纲要》等法规,提高服务质量和工作透明度,完善办事程序,提高办事效率,大力提升现代化的管理水平,推动洪水管理、工程及建设管理、河道管理及水政水资源管理等工作健康有序的开展。二是实行事、企分开,建立良好的运行管理机制。黄委作为法律、法规授权的具有水行政职能的管理公共事务的事业单位,应不断深化改革,实行事、企分开,进一步加强依照公务员管理工作,全面推行水利事业单位人员聘用制度改革,加大行政执法力度,当好黄河代言人,千方百计维持黄河健康生命。加快建立现代企业制度,逐步使企业走向市场,在市场竞争中不断发展壮大,增强经济实力。三是加强制度体系建设,全面落实各项目标责任制及责任追究制。要不断完善各项管理制度和法规,全面推行以各级地方行政首长负责制为核心的各项管理责任制,从领导到一般工作人员,从防汛、防凌到水资源、水土保持等各项工作,都层层落实各项责任制,建立严格的督查考评体系,实行责任追究制,奖优罚劣,推动各项工作顺利开展。四是完善协商协调和监督机制,团结协作治河。维持黄河健康生命人人有责,涉及社会各行各业和方方面面,因此,必须牢固树立局部利益服从整体利益,部门利益服从全局利益和全河一盘棋的思想,明确有关部门的具体职能,科学分工,落实责任、相互支持。识大体、顾大局,加强协商、协调和沟通,实施有效的监督,及时处理解决各种水事矛盾和问题,团结协作,密切配合,真正把黄河的事情办好。

参考文献:

1、陈效国:21世纪黄河治理开发的思路与布局。

2、《黄河近期重点治理开发规划》

3、牛玉国:全力推进水文现代化建设 为维持黄河健康生命提供可靠支撑。

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