“預(yù)防、調(diào)節(jié)、控制”治黃芻議

1、“預(yù)防、調(diào)節(jié)、控制”治黃芻議         06-02-21 13:27:00     作者：郜國明 楊立彬    編輯：studa9ngns摘要：不同時(shí)代，有不同的黃河問題，有不同的科技水平，對(duì)應(yīng)有不同的治黃方法，本文針對(duì)目前黃河情況和科技發(fā)展，尤其是結(jié)合黃委建設(shè)“三條黃河”工程新治黃思想，提出“預(yù)防、調(diào)節(jié)、控制”為主的治黃想法。 關(guān)鍵詞：治黃 預(yù)防 調(diào)節(jié) 控制  不同時(shí)代，有不同的黃河問題，有不同的科技水平，對(duì)應(yīng)有不同的

2、治黃方法。如，在遠(yuǎn)古時(shí)代，科技水平有限，若遇一般洪水，以“水來土擋”來防洪，若遇較大洪水，則以“疏川導(dǎo)滯”治水，在古代，隨著金屬器械等治黃工具的出現(xiàn)，修堤御洪、疏導(dǎo)分洪、堵塞截洪、疏浚排洪等措施的組合，進(jìn)行治水治沙，現(xiàn)代人民治黃，黃河表現(xiàn)多種嚴(yán)峻問題，治理對(duì)象涵蓋了防洪、水資源、水質(zhì)、水土保持等重大問題，形成“上攔下排，兩岸分滯”等治黃體系。目前，黃河面臨洪水、水資源、水質(zhì)和水土流失等重大問題，同時(shí)高科技的發(fā)展迅速，為利用新科技高效解決黃河嚴(yán)峻問題，黃委提出建設(shè)“三條黃河”的治黃思想，這勢(shì)必加速高新科技在治黃中的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，并將促進(jìn)治黃方法由傳統(tǒng)的修堤御洪、疏導(dǎo)分洪、疏浚排洪、工程攔沙等若干措

3、施的有限組合，向綜合利用多種技術(shù)進(jìn)行科學(xué)預(yù)報(bào)洪水、合理調(diào)節(jié)水沙、平衡控制河道等治黃方法發(fā)展，并且“三條黃河”工程將為以“預(yù)防、調(diào)節(jié)、控制”為主的治黃提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)支撐。 1. 預(yù)防、預(yù)報(bào)水沙 （一）預(yù)防、預(yù)報(bào)水沙的必要性 根據(jù)以往的歷史經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，在大河的防洪工作中“防重于搶”， 并且防洪預(yù)案的是否科學(xué)合理對(duì)整個(gè)防洪工作起最為關(guān)鍵的作用。同樣，科學(xué)的預(yù)防、預(yù)報(bào)黃河水沙對(duì)堤防防洪、水資源利用與配置、河道不斷流、河床減淤等起關(guān)鍵作用，為減少泥沙入黃、減輕洪水威脅、確保兩岸人民安全、造福沿黃引水、改善周邊環(huán)境等服務(wù)。 （二）預(yù)防、預(yù)報(bào)水沙的條件和內(nèi)容 隨著“三條黃河”工程的建設(shè)完善，黃土高原水土流失

4、治理與監(jiān)測(cè)模型、小花間降雨洪水預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)、干流及河口枯水徑流預(yù)報(bào)系統(tǒng)等將陸續(xù)建成，進(jìn)行黃河水沙預(yù)防、預(yù)報(bào)所需的各項(xiàng)條件得以具備，可建立并運(yùn)行黃河水沙預(yù)防、預(yù)報(bào)統(tǒng)一管理系統(tǒng)，為制定黃河治理開發(fā)的科學(xué)決策預(yù)案提供依據(jù)。 鑒于黃河特性和現(xiàn)有或規(guī)劃的工程布局，預(yù)防水沙的主要內(nèi)容有黃土高原進(jìn)入黃河的水沙過程，干流各大中型水庫入庫、出庫水沙過程，小花間暴雨洪水過程，各支流進(jìn)入黃河的水沙過程，干流河道及灘區(qū)的水沙演進(jìn)過程，河口入海的水沙過程。 2.調(diào)節(jié)水沙 預(yù)防、預(yù)報(bào)水沙的直接目的是制定調(diào)節(jié)水沙的科學(xué)決策預(yù)案。 在世界上，含沙量處于第二位的是美洲科羅拉多河，但其年均輸沙量不大，僅約1.35億t，年輸沙量處

5、于第二位的是亞洲恒河，但平均含沙量不大，僅約4kg/m3，這些河流的泥沙問題不很突出，調(diào)水調(diào)沙的需求也不大。但黃河的輸沙量和含沙量均是世界最大的，調(diào)水調(diào)沙的任務(wù)和難度也是最大的。 調(diào)水調(diào)沙主要包括控制黃土高原入黃泥沙和調(diào)節(jié)進(jìn)入下游河道及入海的水沙。本文重點(diǎn)介紹調(diào)節(jié)進(jìn)入下游及河口的水沙。 （一）微觀調(diào)節(jié)流量、含沙量、級(jí)配組合 調(diào)節(jié)進(jìn)入下游河道水沙的目的減緩下游河道的持續(xù)淤積，避免不利于下游河道減淤的水沙組合出現(xiàn)。 不同水沙組合下游河道各個(gè)河段的臨界沖淤流量。由表1，根據(jù)1960年1995年不同水沙組合下游沖淤情況統(tǒng)計(jì)（黃委設(shè)計(jì)院，黃河下游沖淤特性研究，1999.9），總體上講，高村以上河段的臨界

6、沖淤流量隨小浪底出庫含沙量的增大而增大，高村以下河段的沖淤臨界流量的影響因素較為復(fù)雜，除與小浪底含沙量相關(guān)外，還與上河段的河道沖淤調(diào)整、含沙組成變化等有關(guān)，除高含沙洪水，山東河道的臨界沖淤流量在2000至3000 m3/s之間，欲減輕山東河道淤積，水沙調(diào)節(jié)需要求流量不低于2000至3000 m3/s。高含沙洪水具有“多來、多排、多淤”特性，要實(shí)現(xiàn)高含沙洪水在下游河道不淤積，在目前治黃水平是很難做到的。 表1 黃河下游各含沙量級(jí)洪水各河段臨界沖淤流量注：流量單位:m3/s，含沙量以小浪底出庫計(jì)，艾山至利津流量以艾山站計(jì)， 其他流量以花園口站計(jì)。 （二）宏觀調(diào)節(jié)河道輸沙的用水量 輸沙水量指輸送單位

7、重量的泥沙所需的水量，據(jù)黃河實(shí)測(cè)資料分析，洪水期、汛期、非汛期的輸沙水量有一定差別。 洪水期輸沙水量。根據(jù)1973-1990年三門峽蓄清排渾運(yùn)用期間洪水實(shí)測(cè)資料1，分析出庫洪峰不同含沙量的輸沙水量與下游河道的沖淤關(guān)系，如平均含沙量為100300kg/m3時(shí)，輸沙水量小于10m3/t，下游河道淤積；平均含沙量為50100kg/m3時(shí)，輸沙水量1628m3/t，下游河道淤積量減少或沖刷；平均含沙量為3050kg/m3時(shí)，輸沙水量2428m3/t，下游河道沖淤基本平衡；平均含沙量小于30kg/m3時(shí)，輸沙水量大于30m3/t，下游河道沖刷。 分析19741985年洪峰資料（黃河下游輸沙用水量的初步研

8、究，黃委水科院，1990），分析輸沙水量分別與含沙量和流量關(guān)系。對(duì)于與含沙量關(guān)系，含沙量小于20 kg/m3時(shí)，下游各河段均沖刷，輸沙水量50m3/t；含沙量2150 kg/m3時(shí)，高村以上淤積比10.7%，輸沙水量36.4m3/t，高村以下沖刷，高村至艾山和艾山至利津分別為36.3和33.6 m3/t；含沙量51100 kg/m3時(shí)，高村以上淤積比34.5%，輸沙水量23.2m3/t，高村以下沖刷，高村至艾山和艾山至利津分別為23.2和20.4m3/t；含沙量大于100kg/m3時(shí)，高村以上淤積比50.7%，輸沙水量10.2m3/t，高村以下淤積，輸沙水量約為12 m3/t。對(duì)于輸沙水量與流量關(guān)系，流量小于3000m3/s，淤積比20，高村以上淤積，以下沖刷，輸沙水量45 m3/t；流量30006000m3/s，淤積比17.8，高村以上淤積，以下沖刷，輸沙水量3133 m3/t；流量600010000m3/s，淤積比15，輸沙水量2730 m3/t。 汛期、非汛期和年輸沙水量。汛期輸沙水量多年平均3040 m3/t，統(tǒng)計(jì)19601989年2，花園口最大和最小輸沙水量分別為91和9.8m3/t，利津的最大和最小為62和16m3/t。非汛期輸沙水量多年平均100 m3/t，高村最大和最小分別為154.2 m3/t和43.5m