淺談黃河下游河道淤積抬升的原因及治理措施（陳丕虎 劉明霞）
來源： 水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)網(wǎng) 上傳日期:2018-07-23 打印本文章 【字體】 大 中 小2001年11月30日
摘要 黃河以多沙善徙而著稱，下游河道則不斷淤積抬升，形成了“地上懸河”，自然改道的局面不斷加重，北決亂海，南決亂淮，直接經(jīng)濟損失都將達到300多億元。如能使黃河下游的河道向有利河型發(fā)展，減少下游河道的淤積，就能確保黃河較長時間的安瀾，因此筆者通過對歷史黃河淤積資料的分析認為：河道的淤積并不可怕，淤灘而刷槽河道向有利于輸沙的河型發(fā)展。沖刷也并不都好，淤槽而刷灘向不利的河型發(fā)展。黃河沙多水少，水沙不平衡，加之河口淤積延伸，是造成黃河下游河道淤積抬升的重要原因。因此黃河治理的近期措施：應立足于“中游減沙、攔沙，下游放淤排沙”并重的原則方可確保黃河下游的安全。
關(guān)鍵詞 黃河下游河道 淤積抬升 原因 措施
1、下游河道淤積情況綜述
黃河下游河道屬于強烈堆積性河道，河道的沖淤變化主要取決于來水來沙，河床邊界條件及河口的淤積延伸。黃河河道并不是單向淤積，而是有沖有淤，以淤為主。據(jù)統(tǒng)計，黃河年均輸沙量為16億T，其中約有1/4的泥沙淤積在下游河道內(nèi)，1/2的泥沙淤在河口三角洲及其河口外海濱，輸送到外海的泥沙約占1/4。據(jù)1935年至1985年實測資料計算，下游河道淤積總量約90億T。沿程分布為：東壩頭以上淤高約1米m，高村至陶城鋪淤高2.5-3.5m，陶城鋪以下淤高1-2m。河床淤積抬升速度表現(xiàn)為中段大，兩頭小。為了便于分析河道淤積情況，現(xiàn)把1950年至1985年河道淤積實測資料列入表1。
表1
由表1可以看出，淤積分布是自上而下逐漸減小，艾山以上淤積占總量的77.8%，艾山以下僅占淤積總量的22.2%，淤積最為嚴重的是高村至孫口河段，淤積最小的是濼口至利津河段。按時段統(tǒng)計各河段的淤
表2 單位：億T
由表2可以看出35年間河道共淤積67.22億T泥沙，除去三門峽攔沙排清期間沖刷量，年淤積3億T左右，淤積最嚴重的是1964-1973年間。
黃河下游河床的淤積抬升，造成了同流量的水位抬高?，F(xiàn)把黃河下游各水文站3000m3/s水位列于表3。
黃河下游主要水文站3000m3/s水位差統(tǒng)計表
表3 單位：m
由表3可以看出，同時3000m3/s，水位相差1-2m，抬高最大的是高村站達2.14m，最小的是利津站0.93m。由于水位的抬高，防洪負擔隨之加重，自然改道的趨勢也逐年增加，威脅著黃河下游的安全。
2、黃河下游河道淤積抬升的原因
黃河下游河道淤積抬升是由上中游來水來沙，河口的排沙及河床邊界條件所決定的，三者之中，上中游的來水來沙是起決定性的因素。
2．1、上中游來水來沙對黃河下游河道淤積抬升的影響。
上中游來水來沙決定著下游河道的淤積狀況。從1919年至1949年31年間發(fā)生了21次決溢改道，大量的泥沙淤于黃泛區(qū)，減少了下游河道的游積強度，黃河下游河道年均淤沙2億T，據(jù)推算若不發(fā)生決溢及改道每年淤積可達3.2億T。1950年—1984年34年間年均淤積達2.3億T。該期間如果沒有三門峽水庫攔沙排清而引起下游的沖刷，據(jù)推算年均淤積達3.6億T。據(jù)1919年至1985年65年資料推算，黃河下游年均淤積3億T左右為正常年份。1950年至1960年年均淤積3.6億T，基本上保持了平衡，由于50年代河南河段漫灘洪水較多，花園口洪峰流量超過9000m3/s的就有7年，到達艾山站洪峰流量大于6000m3/s的洪水發(fā)生了12次。這樣的洪水淤灘而刷槽，下游河道向窄深河型發(fā)展，有利于輸沙，因此主槽淤積量較小。
1960年至1964年由于受三門峽水庫下泄清水的影響，河道處于沖刷狀態(tài)，河道由上向下沖刷深逐漸減少沿程含沙量逐步恢復，對濼口以下的河段影響較小。
1973年至1984年艾山以下的河段處于微淤狀態(tài)，年均淤積僅為0.3億T，花園口至艾山，年均淤積為1.34億T。主要原因:一是受大洪水淤灘而刷槽的作用，二是上中游來沙偏少。
1964年至1973年是下游河道淤積最嚴重的年份，年均淤積達4.39億T，艾山以下河段年均達0.69億T，最嚴重的為花園口至高村，年均淤積達2.02億T。造成這種沿程淤積的原因：主要是和10年內(nèi)沒有發(fā)生較大的洪水有關(guān)，從1964年至1973年9年間只有1966、1967、1968年三年發(fā)生了7000-8000m3/s洪水，其余年份均在5000m3/s以下，這樣就造成了主槽的嚴重淤積，向?qū)挏\河型轉(zhuǎn)化，不利輸沙。再者，由于前期三門峽攔沙排清的沖刷，下游特別是艾山以上河道過水斷面擴大，使這三次洪水漫灘范圍不廣，沒有發(fā)揮淤灘刷槽的大水作用。相反，通過主槽的洪水卻把三門峽排出的泥沙帶向下游，淤在河槽內(nèi)?！霸斐赡嗌嘲峒摇?。另一方面，這幾年正值三門峽改造，水庫大量泥沙下泄，大部分淤在艾山以上主槽內(nèi)，并逐步向下游轉(zhuǎn)移，這又出現(xiàn)了小水泥沙“搬家”現(xiàn)象，搬家的泥沙由于下游比降變緩也淤在主槽內(nèi)。通過以上對歷史資料的分析可以看出：漫灘洪水在黃河下游造床過程中起著極為重要的作用，在寬河段進入灘區(qū)的水流經(jīng)過淤積，含沙量降低，回到主槽以后加強主槽的沖刷，灘槽水流泥沙橫向交換結(jié)果就是淤灘而刷槽，河型向有利于輸沙的方面發(fā)展。如1958年7月的大洪水，花園口至艾山的河段主槽沖刷泥沙達7.1億T，而灘地淤積泥沙9.2億T，黃河下淤主槽刷深1m多。若能充分利用大水淤灘而涮槽的作用就可逐步地形成相對“地下河”。
清水對黃河下游的作用是沖刷河床，沿程含沙量恢復，高村以上沖刷最大，含沙量也增加最快，艾山以下河道沖刷作用逐漸減小。清水在沖刷河床的同時也必然造成灘地坍塌。據(jù)觀測3000-4000m3/s左右的流量時灘地坍塌強度最大，這樣又展寬了河槽，使主槽向?qū)挏\河型發(fā)展，不利輸沙。因此單靠清水沖刷除局部河段外，一般不會造就有利的河型。
綜上所述不難看出，淤積并不都可怕，可怕的是主槽淤積，沖刷也并不都好，灘地沖坍，又引起主槽的擺動改道。大水淤灘而刷槽，小水淤槽而坍灘?！按笏龊煤樱∷賶暮印本褪沁@個道理。
2.2、河口的淤積延伸是造成下淤河道淤積的重要原因
黃河注入渤海，近海區(qū)屬于淺海弱潮河口，大量的泥沙進入河口地區(qū)，必然使河口淤積延伸，河床縱比降減緩，河床淤積抬升，當河床抬升到一定程度時，洪水將另擇洼地尋徑入海，河口再淤積延伸，河床再抬高，再改道。目前的河口三角洲就是這種周期性的延伸-改道-再延伸的循環(huán)變化中形成的，一般講是改道初期產(chǎn)生溯源沖刷，然后轉(zhuǎn)為淤積直至下次擺動或改道，影響范圍一般是濼口以下的河道，沖淤變化比較明顯，濼口以上的河道影響較小。如1953年河口地區(qū)范圍內(nèi)的小口子改道縮短河長11KM，造成河口地區(qū)強烈的溯源沖刷而到濼口，此后1964年、1976年兩次改道雖然由于在局部侵蝕基點削弱，溯源沖刷發(fā)展較短，但它對河床的淤積抬升影響仍很明顯。
2．3、河床邊界條件也是引起河道淤積的重要原因之一
河床的邊界條件是河流自己形成的，是上中游來水來沙和下游排沙條件的綜合產(chǎn)物，一旦形成它又會影響河床的淤積抬升。主要表現(xiàn)在沿程的泥沙顆粒由粗到細。隨著沖瀉質(zhì)和河床質(zhì)泥沙相互轉(zhuǎn)換，相互平衡，造成河床的淤積抬升。另外黃河下游河道整治建筑物修建對河床的邊界條件也有很大的影響，在彎道上修建整治建筑物形成彎道環(huán)流，橫向輸沙不平衡，造成凸岸淤積，凹岸沖刷下切，河道向窄深發(fā)展，有利于輸沙。因此河道整治工程對下游河道的淤積抬升也有很大的影響。
3、近期治理措施
黃河近期治理應立足于“上中游減沙攔沙，下游放淤排沙”并重的原則，有計劃地形成“相對地下河”。就目前來水來沙條件，河道淤積情況看，黃河發(fā)生改道的自然趨勢并未根本的逆轉(zhuǎn)。黃河不論是自然改道還是人工改道都不是一件易事。自然改道不論是政治上的影響還是經(jīng)濟損失都是不可估量的。人工改道經(jīng)濟損失也已超過300多億元，并且這種損失隨著經(jīng)濟的發(fā)展，相應的增大，即使是改道也是照常淤積抬升，還是不能從根本上解決。因此不能輕談改道的治理方案。
3．1、黃河下游河道減小淤積抬升的根本措施是中游黃土高原的水土保持。只有搞好中游地區(qū)的 水土保持工作，才能控制進入黃河下游的泥沙。據(jù)實測資料分析d＞0.05mm的粗顆粒泥沙是造成黃河下游河床淤積的有害泥沙，系下游床沙質(zhì)的中值粒徑。據(jù)實測高村至艾山站床沙質(zhì)粒徑的比例列于表4。
表4
如果能攔住d＞0.05mm粗顆粒泥沙，黃河下游淤積就可減少50%，因此應努力搞好中游地區(qū)的水土保持工作。力爭采取生物工程等綜合措施盡最大努力攔截d＞0.05mm的粗顆粒泥沙入黃。
3.2、利用小浪底及上中游水庫聯(lián)庫運用合理的調(diào)水調(diào)沙。其運用調(diào)度的原則應遵循：有利于黃河下游游蕩性河段的河型轉(zhuǎn)化，有利于減緩下游河段淤積抬升來調(diào)度水沙。要充分利用漫灘洪水淤灘刷槽的作用，小浪底水庫應不攔蓄此類洪水，以利于河道向窄深河槽穩(wěn)定的河型發(fā)展，增加輸沙能力。
3．3、利用黃河下游灘區(qū)和河口地區(qū)放淤，以減少河道主槽的淤積，黃河下游兩岸大堤之間的面積約4600km2，若能有計劃的引水入灘，淤堵提前串溝清水放回河槽而沖刷河床。這樣既可淤積抬高灘地，又可沖刷主槽，形成相對的“地下河”。若再利用5400km2河口地區(qū)荒地放淤，按灘區(qū)和河口地區(qū)平均淤積1m，則可容沙100億m3。相當于50年河道的淤沙量。這樣既能填海造陸，使石油開采由海上變?yōu)殛懙?，?jié)約了開采投資，同時又增加了土地資源，減輕了下游河道的淤積。
3．4、河道整治是近期下游河道減淤的重要措施通過下游河道整治，使黃河下游河道形成一個有利于輸沙的三級復式河槽，即兩岸大堤間行大水，中水行于嫩灘間，小水控制在窄深河槽內(nèi)。黃河下游河道具有較強的輸沙能力，據(jù)研究分析，河道流量大于4000m3/s時，能順利輸送含沙量高達400—900kg/m3的高含沙量水流，只要充分利用經(jīng)過河道整治后窄深的復式河槽輸送高含沙水流，黃河下游河道照樣可以減淤。
綜上所述，黃河下游河道淤積抬升是受上中游來水來沙、河口淤積和河床邊界條件等影響。因此應本著標本兼治的原則，采取中游水土保持和水庫攔沙，控制d＞0.05mm粒徑的粗顆粒的泥沙入黃，再輔以灘區(qū)及河口地區(qū)的放淤，河道整治等綜合措施，減緩黃河下游河道的淤積抬升是可能的，使黃河安全行洪百年也是可以保證的。
作者單位為山東聊城市黃河河務局
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