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实施洪水泥沙管理 维持黄河健康生命

11-29 12:47:10  浏览次数:440次  栏目:给水排水

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  2002年7月4日上午9时,小浪底水库开始加大下泄流量,调水调沙试验进入调度实施阶段,直到小浪底出库流量恢复到800立方米每秒以下,水库调度历时11天。黄河下游河道净冲刷量为0.362亿吨,下游河槽全程发生明显冲刷,主槽沿程冲刷1.063亿吨,滩地淤积0.701亿吨,下游平滩流量均有一定程度的增加,以漫滩最为严重的夹河滩至孙口河段平滩流量增大幅度最大,平均增加约300~500立方米每秒。

  2.黄河第二次调水调沙试验

  黄河第二次调水调沙试验是结合防洪预泄进行的,实施的是小浪底、三门峡、陆浑、故县四库水沙联合调度,是典型的水沙多目标调度方式,主要目标是:水资源安全、干支流减灾、下游不发生大的漫滩损失、小浪底库区减淤、闸前防淤堵、为2004年水库在250米以上运用创造条件、实现下游河道发生冲刷或至少不发生大的淤积、进一步深化对黄河水沙规律的认识等。

  在试验调控技术方面,有效利用小花间的清水与小浪底水库下泄的高含沙量水流在花园口进行水沙“对接”,即:“小花间无控区清水负载,小浪底调水配沙”。

  第二次调水调沙试验历时12.4天。花园口站平均流量为2390立方米每秒?平均含沙量31.1千克每立方米,完全达到了预案规定的水沙调控指标;下游河道全河段基本上都发生了冲刷,总冲刷量0.456亿吨,达到了下游河道减淤的目的和小浪底水库尽量多排泥沙的预定目标。下游主要测验断面同流量水位降低,主槽过洪能力增加。

  3.黄河第三次调水调沙试验

  黄河第三次调水调沙试验是针对小浪底水库汛初蓄水较多?黄河中游又无中小洪水的特点进行的,实施的是黄河干流万家寨、三门峡、小浪底三库串联联合调度方式,主要目标是实现黄河下游主河槽全线冲刷,进一步恢复下游河道主槽的过流能力,调整黄河下游两处卡口段的河槽形态、增大过洪能力,调整小浪底库区的淤积形态,进一步探索研究黄河水库、河道水沙运动规律。

  此次试验小浪底水库出库沙量0.0572亿吨,利津站输沙量0.6434亿吨,小浪底至利津河段冲刷0.6071亿吨,各河段均发生冲刷。小浪底库区淤积设计淤积平衡纵剖面以上淤积的3850万立方米泥沙尽数冲刷,库区淤积三角洲形态得到了合理调整。黄河下游卡口河段河槽形态调整,徐码头、雷口两处卡口河段主槽平均冲刷深度为0.25~0.47米,主槽过流能力进一步提高,达到2800~2900立方米每秒。7月8日13时50分,小浪底库区异重流排沙出库,浑水持续约80小时,首次人工异重流塑造获得圆满成功。对黄河水库、河道水沙运动规律的认识进一步深化,在水库群水沙调度、异重流运行状态、人工扰动泥沙的效果等方面取得了大量原始数据,为今后多方面研究运用黄河水沙运行规律提供了丰富的基础资料。

  4.黄河小北干流放淤试验

  黄河小北干流禹门口至潼关河段,河道长132.5公里,河宽3~18公里,滩地面积为682平方公里。滩区多为沙荒盐碱地,土地利用率不高,社会经济发展相对落后,是天然的沉滞沙场所。2004年放淤试验的地点选在连伯滩。

  2004年7月,在经过大量查勘和论证之后,黄委在小北干流开始实施放淤试验,这是继调水调沙试验之后,运用自然规律进行黄河治理的又一项开拓性工作。试验的关键是人为控制泥沙的颗粒级配,实现“淤粗排细”的目标。为此编制了试验工程设计报告及调度预案,利用放淤闸、弯道溢流堰、淤区格堤、退水闸等工程和由次洪量、历时、含沙量、泥沙级配、洪峰流量等指标组成的调度指标体系,靠水力自然力量,达到分选泥沙的目的。从7月26日16时放淤闸首次开启至8月26日14时结束,成功实施了6轮试验,累计放淤历时297小时,共淤积粗泥沙437.8万吨,初步实现了“淤粗排细”的目标,通过水沙运行状况监测、分析,取得了大量的监测资料,初步掌握了粗泥沙的运动规律,为今后大规模实施放淤调度提供了经验和科学依据。对减缓小浪底库区泥沙淤积速度,延长小浪底水库使用寿命,并减缓黄河下游河道淤积具有重要的意义。

  5.黄河2003年秋汛调度

  2003年8月下旬至10月中旬,黄河流域中下游连续发生6次强降雨过程遭遇罕见的“华西秋雨”天气,形成多次洪峰,发生了自1981年以来历时最长、洪量最大的秋汛。整个调度过程中,在科学分析的基础上,针对洪水含沙量低、洪峰低、接近汛末等特点,黄河防总、黄委决定承担一定风险,实施了第一次真正意义上的“四库水沙联调”,多次成功削减黄河下游洪峰,大大减轻了下游防洪压力。避免了多次多股洪水汇合叠加后造成黄河花园口站可能形成的5000~6000立方米每秒的洪峰,将下游花园口站洪水始终控制在2400~2700立方米每秒之间,削峰率达40~50%,有效地减轻了下游滩区的洪水灾害,妥善处理了局部救灾和整体防洪的矛盾、降低潼关高程和三门峡运用方式的矛盾、水库安全和下游滩区安全的矛盾、防洪和水资源安全的矛盾,实现了拦洪、减灾、减淤、洪水资源化等多重目标。

  据统计,2003年汛期利用小浪底、陆浑、故县、三门峡四座水库拦蓄洪水后,使下游滩区213.41万亩耕地免遭洪水淹没,使滩内76.85万人免遭洪水袭击,减免直接经济损失84.8亿元。

  四、黄河下游滩区纳入蓄滞洪区管理问题探讨

  黄河下游两岸堤防之间有广阔的滩区,居住有大量人口。根据2000年统计资料,滩区总面积4046.9万平方公里,它既是行滞洪、沉沙的场所,又是滩区群众的生产生活场所,目前有耕地375.50万亩,村庄2052个,人口180.94万人。

  黄河滩区作为河流行洪、滞洪和沉沙的地域,在历年的防洪保安全中发挥了巨大作用,但由于滩区频繁漫滩,且受灾后无补偿渠道,致使滩区经济发展缓慢,生活落后。据不完全统计,建国以来在中下游河段基本无工程控制的条件下,滩区遭受不同程度的洪水漫滩20余次,累计受灾人口887.16万人次、受灾村庄13275个次、受淹耕地2560.29万亩次。滩区农民收入仅为本省农民人均收入的27~47%,部分地区已成为河南、山东省甚至全国的重点贫困地区。

  由于黄河水少沙多、水沙不平衡的基本特点长期难以改变,黄委经过多次研究,为保障黄淮海平原安全,对黄河采取“稳定主槽,调水调沙,宽河固堤,政策补偿”的治河方略,在这个治黄方略下仍需对滩区采取淤滩刷槽的方针。小浪底水利枢纽的修建与中游三门峡、陆浑、故县水库联合运用后,虽然可使洪峰流量受到一定的控制,但黄河下游仍然会不可避免地出现漫滩,滩区群众的贫困现状仍难以改变。

  黄河下游河道淤积,河势游荡多变,主槽过洪能力低,小水漫滩,“横河”、“斜河”、“滚河”、“顺堤行洪”等的严峻形势急需改变,利用小浪底水库调水调沙是改善这种状况的有效措施。按照规定,小浪底水库对于8000立方米每秒以下洪水不能拦蓄,但从滩区群众的生存发展要求来看,必须对4000~8000立方米每秒的洪水进行控制。洪水控泄造成的后果为:一方面小浪底水库将提前被淤废,经国家多年努力投巨资建成的黄河下游防洪关键性控制工程将大大缩短使用寿命,丧失其防御大洪水的作用。另一方面,长期小流量下泄,将导致河道持续萎缩,“二级悬河”迅速发展使黄河下游防洪形势进一步恶化,维持河流健康生命的目标也难以实现。

  当前,黄河下游的综合治理与滩区经济发展的矛盾十分尖锐,而解决这一矛盾的出路在于滩区受淹后的损失能够比照蓄滞洪运用补偿办法进行补偿,从而构建和谐管理环境。

  通过近年黄河治理的一系列实践和探索,可以看出:实现由控制洪水向洪水泥沙管理转变,在黄河上还必须包括泥沙管理,而解决这些问题的最有效途径,是实施水沙联调和处理好黄河下游滩区问题,即调水调沙和滩区纳入蓄滞洪区管理,这样,才能做到人、水、沙的和谐相处,进而向维持河流健康生命的终极目标迈进。

张金良 魏军

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