对于黄河治理若干重大问题
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关于黄河治理的若干重大问题 摘要：
黄河近期治理的问题有 : (1 ) 黄河径流量能否被“吃干喝净” ; (2 ) 下游河道控导工程建设问题 ; (3 ) 艾山以下河道淤积问题 ; (4) 北金堤滞洪区问题 . 回答黄河能否实现长治久安的问题 , 必须要研究回答 : (1 ) 黄土高原治理问题 ; (2 )中游干流水库的作用问题 ; (3 ) 南水北调与黄河治理的关系 问题 ; (4) 黄河下游改道问题 . 作者在提出上述问题的同时 , 还提出了 研究解决问题的基本思路和途径.
关键词：
黄河治理
1 关于黄河近期治理的有关问题 1 .
1 黄河径流量能否被“吃干喝净”
进入 90 年代以来 , 黄河下游年年都发生断流 . 截至目 前 , 最严重的断流年份是 1 997 年 , 利津断面累计断流时间长达 2 2 6 d, 断流河道长度自 河口 至开封柳园口 达 70 4km, 占整个黄河下游河道长度的 90 % . 这一年 , 黄河入海的径流量仅有 1 8.
5 亿 m3, 仅占黄河多年平均径流量的 3 % , 黄河径流量基本上被 “吃干喝净” .针对这种情况和发展的趋势 , 有关方面和专家有两种意见 . 一种意见认为 , 断流会引 起一系列经济、 社会和环境问题 , 因此 , 应采取有力措施扼制断流现象 ; 另一种意见认为 , 黄河断流没什么了 不起 , 并用海河断流和美国科罗拉多河的实例加以佐证 . 这两种意见 , 集中地反映了 黄河治理开发的方略问题 . 笔者认为 , 黄河由于大量泥沙存在 , 治理和开发的方略不同于其他河流 , 黄河径流量绝不能被“吃干喝净”. 上述第二种意见用海河和美国科罗拉多河的例证不能说明黄河径流量是可以“吃干喝净” 的 .
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1 海河断流带来的问题 由于经济发展对地表水利用程度的不断提高 , 再加之多年干旱 , 海河流域的入海水量逐年减少 . 据统计 , 平均入海水量 6 0 年代为 1 6 2 亿 m3, 70 年代为 1 1 6亿 m3, 80年代以来 , 枯水时入海水量仅有 1 4 亿 m3. 有些排洪的主要河道基本上全年断流 (如独流减河自 1 96 7 年兴建工农兵防潮闸以来 , 长期处于闭闸状态 )
.入海水量的锐减 , 加剧了 河道内水沙不平衡状态 , 造成中下游河道严重淤积 . 一些主要入海河道全年中几乎 90 %以上的时间均被潮汐水流所控制 . 由于潮汐动力的影响 , 这些河道及河口 闸下泥沙淤积日 趋严重 , 河道泄洪能力急剧减小 . 如永定新河的泄洪能力已由设计的 1 40 0 m3/ s 降至 2 6 0 m3/ s, 下降了
80 %以上 .
河道断流使下游地区的水资源十分紧缺 , 不得不大规模开采地下水 , 导致地下水处于严重超采状态 , 从而使大面积地下水位下降 , 继而造成大面积地面沉降、 部分基础设施受损、建筑物沉陷裂缝和海水入侵等 . 此外 , 河道径流量的日 益减少 ,造成污径比急剧上升 , 处于下游地区的河北省一些地区群众因饮用污水 , 肝病、痢疾和癌症等发病率明显上升 , 家畜、 家禽饮用污水后死亡现象时有发生 . 综上所述 , 海河流域断流所带来的问题是极其严重的 , 生活在海河下游地区的人民群众苦不堪言 , 因此 , 不能用海河断流作为黄河断流“没什么了 不起” 的佐证 .
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2 美国科罗拉多河面临的问题 科罗拉多河被称作美国西南部的生命线 , 发源于落基山脉科罗拉多山西侧 , 流经美国的科罗拉多、 犹他、 亚利桑那、 内华达、 加利福尼亚等州 , 最后在墨西哥北部汇入加利福尼亚湾 .
1 92 2 年 , 由商业部长胡佛主持 , 美国 7 个州的代表参与拟定了 科罗拉多河协议 . 协议将科罗拉多河人为划分为上、 下两个区域 , 规定每个区域拥有 92 .
5 亿 m3 的水资源使用权 . 另 外 , 为了 平衡 , 将 1 8.
5 亿 m3水资源留给下游的墨西哥 . 该协议主要以水资源利用为主 , 未考虑环境用水 .
1 93 5 年 , 美国科罗拉多河上建成了 第一座大坝——胡佛坝 , 之后 , 又先后兴建了
1 4 座控制性水库和 3 2 项灌溉工程 , 使该河在美国境内的水库总库容达 740亿 m3, 约是美国境内年平均径流量 2 0 8 亿 m3 的 3 .
6 倍 . 科罗拉多河兴利工程体系形成后 , 水资源一直保持供大于需 . 到 1 997 年 , 由于部分州将自 己剩余水量引 走 , 用于补充地下水 , 部分州超量使用 1 92 2 年协议分水量 , 第一次出现需大于供的情况 . 近两年 , 每年大约缺水 1 2 亿 m3. 这样 , 河道下游和河口 地区出现了 以下情况 : (1 ) 河道萎缩 ; (2 ) 河道环境、水质恶化 . 河口 地区径流量 ,除了 每年极少量的超额洪水外 , 通常只有极少量的水质较差的灌区排水 ; (3 ) 下游湿地面积大幅度减少 , 野生生物失去生存条件 , 不少生物濒临灭绝 .
为此 , 美国目 前正在研究采取以下对策 : (1 ) 增加环境用水份额 , 讨论签署新的用水协议 , 要求保留适当的环境用水流量 , 该部分水量下游不得引 用 ; (2 ) 研究人工模拟洪水 , 改善下游河道环境 ; (3 ) 继续兴建污水处理工程 .
由此可见 , 将美国科罗拉多河下泄水资源量的减少作为黄河断流 “没什么了 不起”的佐证 , 也是不恰当的 .
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2 下游河道控导工程建设问题 黄河下游属游荡性河道 , 作为历史上黄河下游三大决口 形式之一的“冲决” , 就是在河势没有被控制的情况下 , 突然变化 , 发生“横河”、“斜河” , 水流顶冲堤身造成的 . 因此 , 河道控导工程建设 , 是保障黄河下游防洪安全必不可少的重要措施之一 .
经过几十年的建设 , 目 前 , 陶城铺以下河段的河势已基本得到控制 , 高村至陶城铺河段的河势已初步得到控制 , 高村至孟津白鹤 3 0 0 km 长的河段只布设了 一部分控导工程 , 河势游荡变化仍很剧烈 . 特别是高村至桃花峪河段 , 河长 2 0 6 km, 堤距宽 5～
1 0 km, 最宽处达 2 4km, 河槽一般宽 3～
5km, 是黄河下游冲淤变化最为剧烈的河段 , 历史上黄河下游的重大改道都发生在本河段 . 黄河在这一河段发生决口 造成的淹没面积最大 . 因此 , 该河段的防洪成为黄河下游防洪的重中之重 .
人民治黄 50 多年来 , 黄河下游河道治理的工程重点一直是堤防的加高加固 , 特别是 1 998 年长江、 松花江发生大洪水后 , 国家用于大江大河堤防加高加固的投资力度进一步增加 , 就黄河下游河道的实际情况看 , 在投资有限的情况下 , 首先确保对堤防进行加高加固无疑是正确的 , 但面对小浪底水库即将于 2 0 0 1 年全部竣工并投入运用 , 下游河道的控导工程建设已显得迫在眉睫 .
国内外工程实践证明 , 水库修建后都将对其下游河道的河势演变产生不同程度的影响 , 在多沙河流上修建的水库更是如此 . 小浪底水库投入运用后 , 必将改变下游游荡性河道的来水来沙条件 , 河道断面形态将随之发生调整 . 这种调整 , 将会造成两方面的后果 , 一是使无控导工程的河段河道展宽 , 河势演变加剧 ; 二是对一些河段已有控导工程的安全带来问题 . 为此 , 必须加紧研究并采取相应的防范对策 .
首先 , 要对控导工程的原规划进行修订 , 而修订的主要依据之一则是物理模型试验结果 . 值得提出的是 , 在以往的研究中 , 有关单位曾对此开展了 大量的物理模型试验和分析研究工作 , 但由于各方面条件的限制 , 河道初始地形采用的是较早些时期的实测大断面资料 , 小浪底水库的出 库水沙条件也是较早时期的研究结果 , 这些因素在一定程度上削弱了 试验结果的准确性和指导性 . 因此 , 当务之急是应用最新的河道初始地形和通过小浪底水库运用方式研究得出的最新出库水沙条件开展物理模型试验 , 并据此对控导工程原规划的适应性进行检验和修订之后 , 按照修订的控导工程规划 , 抓住小浪底水库投入运用前的有利时机 (若在小浪底水库投入运用 11 后修建控导工程 , 则由于河道展宽 , 滩地塌失 , 修建工程的难度和工程量都将大大增加 )
, 尽快使控导工程完善起来 , 特别是一些关键河段的控导工程 (如赵口 至黑岗口 河段 )
, 若不能及时修建 , 还可能对其下游河道已经修建的控导工程产生破坏性影响 . 同时 , 尚应依据试验结果对已建控导工程的适应性进行调整 .
再者 , 完成上述工作 , 也非一劳永逸 . 由于各方面的原因 , 小浪底水库投入运用后 , 仍不能排除控导工程出 险的可能性 , 因此 , 要及早作出 抢险预案 , 以策安全 .
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3 艾山以下河道淤积问题 三门峡水库修建后 , 水库运用经历了
3 个阶段 : 第一阶段为蓄水拦沙期 (1 96 0年 9 月 ～
1 96 4 年 1 0 月
)
, 黄河下游河道在来水变清条件下发生冲刷 , 而冲刷主要发生在高村以上河段 ; 第二阶段为滞洪排沙期 (1 96 4 年 1 0 月 ～
1 973年 1 0 月
)
, 下游河道回淤 , 艾山以下河道发生严重淤积 ; 第三阶段为“蓄清排浑”(非汛期来水较清 , 水库可蓄水拦沙 , 用以满足各种兴利要求 . 在汛初降低坝前水位 , 利用汛期流量大 , 冲刷力强 , 把汛期来沙连同非汛期淤在库内的泥沙全部排出库外 , 达到年内冲淤平衡 ) 期 (1 973 年 1 0 月 至今 )
, 高村以上河段少量减淤 , 艾山以下河段略有增淤 .
小浪底水库的减淤运用方式是在全面总结三门峡水库运用的实践经验和黄河下游河道冲淤演变规律的基础上研究拟定的 . 在水库调节运用中 , 规定汛初在下泄流量大于 2 50 0 m3/ s 的情况下开始排沙 , 以避免目 前三门峡水库因调节能力不足而出现汛初“小水带大沙” 造成下游河道严重淤积的不利状况 . 同时 , 尽量减少下泄 1 0 0 0～
2 0 0 0 m3/ s 流量的机率 , 尽量延长下泄 3 0 0 0～
50 0 0 m3/ s 流量的时间 . 值得考虑的是 , 尽管采取上述运用方式对艾山以下河道减少淤积和增加冲刷是非常有利的 , 但小浪底水库在实际运用中能否维持这样的运用方式 , 还受水库上游来水来沙条件的制约 . 假如由于水沙条件的变化而使小浪底水库无法采用 上述理想的减淤运用 方式 , 那么
, 艾山以下河道的淤积就不可避免 . 因此 , 应对小浪底水库运用后 , 在不同水沙条件下艾山以下河道能否增加淤积进行深入研究 , 及早做到心中有数 . 当然 , 这项研究也应包括如何解决淤积后的防洪问题 . 如果艾山以下河段发生严重淤积 , 势必会使这一河段的安全泄量 (Q=1 1 0 0 0 m3/ s) 减小 , 并由此带来一系列的防洪问题 . 针对这一问题 , 至少有三种可能的解决途径 : 一是加高堤防 , 二是疏浚河道 , 三是提高东平湖滞洪区的运用机率 . 应及早对各种途径的现实性和可行性进行研究 , 寻找有效对策 , 做好实施安排 .
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4 北金堤滞洪区问题 北金堤滞洪区 , 位于郑州花园口 下游约 1 90 km 左岸临黄堤与 北金堤之间的区域 . 建国初期 , 鉴于黄河干支流尚无控制洪水的工程 , 经国务院批准 , 辟为滞洪
区 . 滞洪区有效分洪量 2 0 亿 m3, 面积 2 3 1 6 km2 , 涉及豫、鲁两省 7 个县 (市 )约 1 52 万人 . 该滞洪区的运用原则是 : 当花园口 发生 2 2 0 0 0m3/ s 以上洪水 ,三门峡、 故县、 陆浑水库拦洪 , 东平湖滞洪区充分运用后仍无法解决时 , 报请国务院批准 , 开闸分洪 . 北金堤滞洪区建成 40 多年来 , 虽没有运用过一次 , 但每年汛期地方政府和群众都要做好分、 滞洪准备 . 因此 , 群众生产情绪难以安定 ,经济建设和发展受到限制 , 特别是在滞洪区内发现石油后 , 中原油田正在加紧开发 , 滞洪安排与工农业生产之间矛盾更加突出 . 值得深入研究的是 , 小浪底水库投入运用后 , 凭借其 40 .
5 亿 m3 的防洪库容 , 对花园口
1 0 0 0 年一遇的洪水 , 可将其洪峰流量由 3 442 0 m3/ s 削减至 2 2 50 0m3/ s, 接近下游堤防设防流量 (Q=2 2 0 0 0 m3/ s)
, 即“使下游防洪标准由目 前的 6 0 年一遇提高到 1 0 0 0 年一遇” . 也就是说 , 小浪底水库投入运用后 , 北金堤滞洪区的运用标准超过了
1 0 0 0 年一遇 , 已大大超过了 国家现行防洪标准 . 因此 , 应对北金堤滞洪区包括作为防御特大洪水应急措施在内的功能进行分析研究 , 明确提出保留与否的意见 . 若不保留 , 可解除在本区域内限制经济发展的所有条件 .
2 关于黄河长治久安问题 2 .
1 黄土高原治理问题 黄河难以治理的症结是 , 水少沙多 , 水沙不平衡 . 黄河的沙量之多 , 含沙量之高 , 在国内外大江大河中是绝无仅有的 . 黄河泥沙的主要来源是黄土高原 43 .
4万 km2 的水土流失区 . 要回答黄河的长治久安问题 , 必须首先回答黄土高原的治理问题 , 即黄土高原能不能被治理 ?治理的根本途径是什么 ? 40 多年来 , 黄土高原地区的人民群众在专家指导下 , 开展了 多种形式的治理模式试验 , 取得了 可喜的成绩 . 陕西省米脂县的榆林沟 , 流域面积 6 6 km2 , 从 50年代中期开始 , 以建立多元小生态系统为目 的 , 开展了 以梯田、 林草和坝系三大措施为内容的综合治理 , 目 前治理程度已超过 50 % . 通过综合治理 , 不仅有效地改善了 生态环境 , 促进了 农、 林、 牧各业的发展 , 增加了 群众收入 , 而且使洪水和泥沙的下泄量分别减少了
6 0 %和 74% . 位于内蒙古准格尔旗的川掌沟小流域 ,流域面积 1 47km2 , 从 6 0 年代初开始 , 大力修建谷坊、淤地坝和治沟骨干工程 ,经过 3 0 多年治理 , 目 前治理程度已达 78% , 在取得明显经济效益的同时 , 也取得了 显著的拦沙效益 (年拦沙量占流失量的 88% )
. 另 据对黄土高原地区 2 7 条小流...
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