引黄沉沙的处理与应用

1、引黄沉沙的处理与应用董洪灿1于文堂2张卫英3（1菏泽黄河河务局；2山东菏泽黄河工程局；3郓城黄河河务局）文摘：以山东省荷泽市为例介绍了引黄工程现状、引黄沉淀泥沙在灌区平面上的分 布及对环境的影响，总结了荷泽市在处理和利用引黄沉沙方面的研究和实践，分析了引黄 灌溉面临的主要泥沙问题，提出了处理和利用黄河泥沙的建议。关键词：引黄灌溉 泥沙处理 应用建议黄河下游自50年代开始引黄以来，引黄事业取得了长足发展。以荷泽市为例，目前 已拥有引黄涵闸9座，设计引黄流量405m3/s，设计灌溉面积400余万亩，实际灌溉面积 近500万亩，全市9县区均用上了黄河水。引黄事业的不断发展，为沿黄地区工农业生产 的发

2、展提供了可靠保障，现有水利工程年发挥效益2亿多元。但是，黄河又是举世闻名的 多泥沙河流，黄河水在为工农业发展提供了宝贵资源的同时，也带来了大量泥沙。泥沙淤 积灌区的渠系，清淤泥沙占压农田，造成土地沙化，危害当地的生态环境。为此，必须认 真研究引黄泥沙问题，找出处理和利用黄河泥沙的有效途径，使沿黄地区在兴利的同时， 又不破坏环境，走可持续发展之路。1引黄泥沙对灌区生产和环境的影响1.1引黄泥沙在灌区内的分布情况据山东省水利厅的资料，19世纪50年代至90年代初，全省引黄泥沙在平面上的分部 为沉沙区（含淤改区）占46.2%，各级渠系占38.5%，进入田间占8.8%，下泄排水系统 6.5%。进入90

3、年代以后，荷泽市沿黄洼地的淤改任务已经基本结束，引用的黄河水大多 数是用来灌溉农田和作为工业用水的，而引黄水利系统都未设专门的沉沙池，泥沙大部分 淤积在渠道和田间，而淤积在各级渠道的泥沙要占总沙量的80%以上。1.2灌区内泥沙对环境的影响 1.2.1沉积在沉沙地中的泥沙据统计，自复灌以来，山东省开辟沉沙池69万亩，由于沉积泥沙的颗粒较粗，造成 沙化面积34.5万亩左右，虽经初步治理，现在沙化面积仍达12万亩，对池区生产生活等 方面产生较大影响。荷泽市的灌区都没有设置专门的沉沙池，所有的沉沙池都是和淤改临 黄低洼盐碱地结合起来的，一般均是在汛期含沙量较高时引黄淤沙，尾水灌溉。沉沙池淤 积的泥沙虽

4、然较粗，但这时的黄河水含有丰富的粘性颗粒，可通过水流控制落淤，当水流 速度较小时，细小的泥沙颗粒就沉积在池内，故荷泽市内除沉沙池口门外没有太多的沙化 区，经过多年的治理，大多已改良为中、高产田，不对环境构成危害。1.2.2分布在渠系中的泥沙淤积在支级渠以下的泥沙由于分布范围广，颗粒较细，清淤弃土大量用于垫宅基地和 烧砖，深受当地群众的欢迎，基本不影响环境，但分布在干渠中的泥沙，颗粒较粗，如刘 庄输沙渠道沉沙颗粒在0.15mm左右，清淤弃土集中在渠道两侧，占压大量土地。东明县 谢寨灌区的渠道两旁，原来形成了宽50m，高2-3m的沙垄。这些沙垄颗粒细，涵养水分能 力差，各种植物不宜生长，逐渐形成一

5、条沙化带。一遇大风天气，风吹沙起，造成附近土 地沙化，破坏了生态环境，后虽经治理，仍难以满足农作物丰产的需求。1.2.3进入田间和排入河道的泥沙荷泽市灌区均为无沉沙池的灌区，一部分颗粒细的泥沙随灌溉水流带入田间，但由于 这部分泥沙数量少，颗粒细，大面积分布，不影响环境及生产。排入河道的弃水含沙量很 低，所含泥沙一般颗粒较细，数量极少，淤积后多为附近农民所用，不构成太大威胁。2引黄工作面临的泥沙问题2.1沿黄地区对黄河水的依赖性越来越大，泥沙处理的压力逐年增加随着工农业生产的快速发展，沿黄地区对黄河水的需求越来越大，而自然降雨、地下 水资源可供水量都不可能有较大增幅，反而可能减少，因而需要由黄河

6、水源来补充。20世 纪90年代，全市平均引黄11.9亿m3。而引黄泥沙是和引黄量成正比的，水多，沙也多。 值得注意的是，荷泽市在80年代以前存有大量低洼地和盐碱地，可以作为沉沙池，而目 前洼地自流沉沙失去条件，只能采取挖沙方法处理引黄泥沙，清淤工作量非常大，耗资巨 大。2.2清淤及弃土堆放难度加大引黄干渠的大量泥沙占压农田，形成了一条沙化区，而且越积越高，有的地方高达5m 以上。挖出的弃土很难再堆放，势必增加施工难度。而且，这部分沙土颗粒较粗，对农民 用处不大，就地消化能力严重不足。2.3弃土沙化环境大风天气，黄沙弥漫，沙化附近的良田，对当地的生态环境造成极为不利的影响。3对处理和利用引黄泥沙

7、的几点看法在处理和利用黄河泥沙的问题上，无非是沙多沙少的问题，它是一对相互对立而又相 互转化的矛盾。沙多是主要矛盾，主要表现在黄河水含沙量高，河道淤积严重，对引黄来 说，就是渠道淤积严重，处理难度大，费用高。而治理黄河时也相对存在沙少的问题，它 是次要矛盾，主要表现在黄河泥沙分布不均，河床淤积多，滩地和大堤堤脚常年得不到淤 高，地势低洼，形成大堤背河堤脚处更洼的“二级悬河”。洼地和背河堤脚相对沙少的问 题，加大了防洪压力，威胁防洪安全。要处理好引黄泥沙的问题，必须解决好沙多沙少之 间的矛盾，把握时机，使二者相互转化，相互补充，用黄河水含沙量大的特点，弥补滩地 及背河沙量不足的弱点，变害为利，更

8、好地为治理黄河服务。3.1引水防沙方面首先是渠首位置的选择。为了减少泥沙入渠，一般应将引水渠首设在天然弯道末端的 凹岸或修建导流工程，形成弯道。由于弯道凹岸边的垂线含沙量低于平均含沙量，而流速 大于断面平均流速，有利于取水防沙。由于黄河下游为无坝引水，高村以下河段，水流受治河工程控制，主流线基本与引水 工程外轮廓一致，引水防沙效果较好。高村以上河段效果较差。但多数引水渠首设在两个 险工坝垛之间，突出的坝头外端顶冲水流，鼓水翻沙，增加了进沙量，这种情况在枯水季 节更加明显。因此，取水口位置的选择应特别慎重，要综合考虑各方面的因素，以期达到 最佳的防沙效果。其次是引水角度的选择。黄河下游一般在30

9、60之间较为适宜，通常要经过模型试验 确定。3.2引水渠道的放淤引黄防淤、减淤，对渠道的设计与布置至关重要，如果渠道的各方面参数合理，加上 一些防淤处理措施，就可以做到不淤积或者减少淤积。反之，如果渠道布置不合理，就可 能使渠道断面不断淤积，不但增加清淤工程量，而且使渠道过水断面减少，比降减缓，引 水能力降低，影响工程效益的发挥。布置引水渠道时，一般追求的目标是不冲不淤，但在 现实工作中由于各方面条件的限制，很难做到，一般采取冲淤平衡的方法设计。渠道的设 计流速应略大于来沙量最小时的不冲流速，而又略小于来沙量最大时的不淤流速，以便使 含沙量高时的淤沙在下一次清水时冲掉，做到渠道泥沙冲淤平衡。3

10、.3沉沙和黄河淤临、淤背相结合在提高黄河防洪工程强度的同时，应减轻引黄渠道清淤压力，尽量少占压耕地，减少 机淤开支。目前，黄河已经形成槽高、滩低、堤根洼的“二级悬河”不利局面。为此，应 淤高临河高地和背河地面高程，修筑相对地下河。建议今后在引黄灌溉工作中，把引黄沉 沙池与淤临、淤背有机结合起来，让引水口出来的浑水通过淤区落淤沉沙，或出闸后的水 流在背河堤脚外落淤，抬高淤区或背河堤脚地面高程，逐步消除二级悬河的威胁。经过落 淤沉沙的清水经引黄干渠输入各级渠道，灌溉农田。这样既加固了黄河工程，也节约了引 黄渠道的清淤费用，还有利于环境保护，一举三得，应当大力推广。3.4在不影响土壤结构的情况下，研

11、究加大输沙入田的沙量比例通过实践证明，衬砌渠道可能有效提高渠道的输沙能力，将泥沙输送到农田，减少渠 道淤积。另外，利于机器提水灌溉，也可在提水的同时，减沙入田，减轻渠道淤积压力。 3.5根据黄河含沙量的大小合理调度黄河水在一年当中的含沙量有很大差别，含沙量大的月份集中在汛期的7、8、9月份。 而凌汛期的1、2月份沙量较低。这就启示我们，汛期的水量较大，含沙量较高，是淤改 土地的大好时机，而灌溉则应尽量避开这一时段。凌汛期含沙量低，是引黄的大好时机， 这时要为小麦浇足返青水。而且，这时一般水资源供需矛盾不明显，可以抢引抢蓄黄河水， 待春节干旱、黄河水少时利用，提高黄河水的利用率，保证工农业生产的用水需求。另外， 蓄积起来的黄河水还可以补充地下水源，维持地下水的供求平衡，保证干旱季节井灌时有