水利工程论文-根治黄河的对策.doc水利工程论文-根治黄河的对策.doc

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水利工程论文根治黄河的对策摘要在系统评述现代治黄方略基础上,把江、淮、河、海四流域作为一个系统考虑,针对“水少、沙多”这两点黄河难治的症结,确定治黄对策为(1)采用现代工程措施,将中游水土严重流失区改造成错落有致的相对平原,以大大减少入海沙量;(2)从汉江、淮河上游调水入黄,冲沙减淤,解决黄河下游水资源供需矛盾,改善河口地区生态环境。若如此,根治黄河将非梦幻。关键词黄河对策黄河流域是中华文明的主要发祥地,但由于地理和环境的原因,黄河又是世界上含沙量最大、地上悬河河段最长的河流。从先秦时期到民国年间的2500多年时间里,黄河共泛滥1500多次,改道26次,给两岸人民的生命财产造成了巨大的损失。自人民治黄以来,创造了黄河连续55A伏秋大汛不决口的历史奇迹和综合开发的丰硕成果,治黄成就举世公认。然而,黄河毕竟是世界上最难治理的河流,目前展现我们面前的是上游源头不断萎缩;中游土地沙化、水土流失日益严重;下游河床仍不断淤积抬高、悬河形势更为严峻;整个流域水资源供需矛盾愈加突出。有关部门在“21世纪黄河防洪形势和对策”中,针对性地提出了系统的治黄方略,包括“以下游大堤加培和河道整治工程为重点,尽快完善黄河下游防洪工程体系,合理调度小浪底水库,充分发挥其防洪、防凌、减淤作用;坚持不懈地搞好黄土高原的水土保持,有效减少入黄泥沙,适时修建碛口、古贤水利枢纽”等重要措施,但其目标也仅仅是“使黄河下游现行河道再行河100A左右。”正因为黄河的难治,不少人视黄河为“中国的忧患”。其实,就目前科技水平和国力状况,我们完全可以根治黄河。本文拟在综述和评价现代有代表性的治黄方略的基础上,提出根治黄河的对策。1现代治黄方略述评11人工改道方案由于黄河下游严重淤积,历史上平均每隔100多年就自然改道1次。大堤不可能无限修高,自然决口不如人工改道,于是有人提出了黄河的人工改道方案。方案之一是开辟新河,西起京广铁路桥附近,经封丘、长垣,东至禹城、惠民,由套儿河口东流入海。河长580KM,比京广铁路桥以下现河道缩短100KM左右。方案之二是平行北移黄河方案,又称三堤两河方案,在黄河下游北岸大堤之北再筑一条大堤,从而形成的新河道,在夹河滩以下缩短约80KM,可与现河道交替使用。细观黄河流域地图,自然能萌生在黄河上中游也实施人工改道的设想。自20多年前曾有学者向笔者提及此方案后,经常有人提此建议。例如文献提出的分流工程,即以黄河上游的刘家峡水库作为分流点,其中上分流仍然是黄河干流,其水量受到控制,主要保证宁夏平原、河套平原等地区工农业对水的基本需求。上分流在河口镇处断流。下分流从分流点处直接东流,通过隧道注入渭河上游,再借助渭河与黄河干流相连。这类方案试图使黄河干流不再输送黄土高原沟壑区和黄土丘陵沟壑区的泥沙。黄河人工改道的策略自古就有人提及,即使不讨论上中游的改道设想,仅黄河下游的改道,工程量就十分巨大,牵涉面广,未知因素太多,对区域环境,气候的影响风险太大,特别是在现代社会经济高度发达、人口密集的情况下,改道之议更难以得到理解。12放淤及淤背方案黄河细沙淤泥肥好,结合引黄河水淤地,发展农业生产并处理泥沙无疑是一件一举两得的幸事。历史上北宋的王安石曾放黄淤地,20世纪50年代也实行过放淤造田的方案,但都因土壤盐碱化问题未能取得成功。曾有人提出放淤稻改,从农业着手达到治黄目的,最终导致喝光吃净的后果。分流淤沙方案也有类似效果,总结山东河段及河口三角洲群众放淤改土的经验,曾有放淤治河的多种方案。不过应该想到,若在河道内放淤,缩小过洪断面,影响防洪;在河道外放淤,尾水难归大河,水资源浪费较严重,多数情况下还可能增加引水口下游的河道淤积等问题,都需要进一步研究。几十年来一直在黄河下游大量进行着引黄淤背工作。且借助水力吹填和机械化施工,将黄河泥沙淤筑在大堤两侧(主要在背河一侧),形成高于河道的人工岗岭,淤筑成相对地下河,溃决改道之虞可以避免。不过,该方案工程量巨大,众多跨河建筑物也必须不断改建,尤其是到了一定程度,现有入黄的洛河、沁河、汶河、金堤河和山东左岸山区河流的出路,更是难以解决。此外环境问题也是十分棘手的。13河道整治方案历代治河专家都想通过“束水攻沙”、“稳定中水河槽”,达到治理黄河下游河道的目的。目前多通过河道整治方案,因势利导,借助修建丁坝等控导工程,所谓“以坝护湾”、“以湾导溜”进行护滩刷槽,形成稳定的河槽,降低洪水水位,使中小洪水不漫滩,从而可用较少的水输送更多的泥沙。由于国家对黄河治理愈加重视,上中下游河段都大力实施河道整治工程。不过对于黄河这条水沙及河床边界条件都十分复杂的河流,在泥沙尚未得到有效控制的前提下,河道整治工程很难“以静制动,以不变应万变”。模型试验发现,在超饱和高含沙状态下,大量泥沙堆积,主槽过流能力锐减,大洪水时河道整治工程很难控导河势,严重时还会出现主流上滩的所谓“滚河”现象。因而,对于治黄来讲,河道整治仅为治标之策。14挖河疏浚方案近年来有关部门借鉴国外疏浚航道的事例,提出挖河主张。黄河治理开发规划纲要中也已把挖沙疏浚作为一项重要的治黄措施。实际上,该措施在黄河上曾多次运用。如果把此作为辅助性措施,在有堆存泥沙空间的情况下是有一定作用的。但是黄河泥沙挖不胜挖,大规模挖沙治河,必定事倍功半,甚至半途而废。作用最明显的可能是在河口区挖沙,但是由于控制流速与输沙能力的主要是水面比降,海平面不变,其作用也是有限的。关键是通过诸如挖通拦门沙之类的措施,降低河口侵蚀基准面。如果在下游河道中间选择某河段进行开挖,笔者1996年开展的模型试验表明,挖沙后淤积反而加重,使原本能排到下游的泥沙在所挖河段纷纷落淤,说明在侵蚀基点不可能降低太多的条件下,挖沙疏浚对减轻河道的淤积作用是很有限的(挖沙所减少的泥沙量相当于被原应下排入海的泥沙所置换)。15拦沙措施黄河中游黄土高原1295104KM2的多沙粗沙区占入黄泥沙总量的80%,拦截这部分泥沙是黄河的治本之策。建国以来,我国在黄河干流上修建了龙羊峡、刘家峡、三门峡等多座高坝大库,小浪底水库也已投入使用。高坝大库能迅速地控制入黄泥沙,无疑是最易见成效的应急措施。但干支流坝库容毕竟有限,而上游来沙无限,此举终非治本之策。黄土高原历史上群众就有打坝淤地的传统。在黄土高原以小流域为治理单元,修建沟道坝系工程,就地拦蓄水沙,淤成的坝地水土肥沃,成为当地重要的农业生产基地。该方法具有投资少、当年见效、群众积极性高等优点。目前应对坝系稳定和优化规划等理论进行深入的研究,对当地群众的打坝经验进行科学总结,加强统一规划和领导工作。16调水调沙方案早在20世纪60年代有关专家就提出了调水调沙治理黄河的新方略。即利用水库调节水沙工程,充分发挥水流对下游河道的冲沙减淤作用。根据已有实践经验和研究成果,水库调水调沙包括蓄清排浑、留粗排细、控制泄量、人造洪峰等形式,试图将河道泥沙直冲入海。据估算,要输出这部分泥沙,每年得消耗22~24KM3黄河水。但由于黄河水资源严重短缺,凭借自身的径流量进行调水调沙是难以解决问题的。在已经实施的各种治黄措施中,只有“拦、排、调”最为有效,这三者又是相互联系、缺一不可的。只有“调”好水沙,才能有效地“拦”和“排”;没有“拦”和“排”,水沙也就无从“调”起。要解决黄河全流域的防洪问题,缓解水资源供需矛盾,改善生态环境,最必要的条件就是要完善黄河水沙调控体系。而今在黄河上最为重要的三大控制性骨干工程中,龙羊峡、小浪底水库已经修建,只有位于其中的大柳树水利枢纽没有动工。该工程具有承上启下、反调节径流、统筹兼顾的功能,能够同龙羊峡、小浪底两水库联合运用,构成全河水沙调控体系的主体。此外,大柳树水库可满足南水北调西线工程反调节要求,使其充分发
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