“稳定主槽,调水调沙,宽河固堤,政策补偿”的下游河道治理方略是有机的整体。“政策补偿”着重于社会属性的层面,“宽河固堤”是下游河道大的现实格局,“调水调沙”已经得到成功试验并将继续得到发展、扩大和完善,“稳定主槽”是当前黄河下游宽河道治理面临的重大、迫切而又复杂的问题。
稳定主槽是黄河下游宽河道约3000km2滩区土地、180万滩区群众经济社会发展的迫切需要,是科学发展观对当前黄河下游宽河道治理的客观要求。稳定主槽应本着“立足中水,面向大水”的指导思想来规划,最大限度减轻黄河洪水对宽河道广大滩区的威胁。
一、稳定主槽是当前下游河道治理的关键
“稳定主槽”是当前下游河道治理的关键问题,主河槽稳定之后,下游河道的“滩槽划分”问题、宽河与窄河的争论、生产堤问题也就容易解决了。
1.下游河道滩槽划分
黄河下游河道的“宽河固堤”格局,滩区的“政策补偿”办法,迫切要求我们对河道主槽和滩地进行明确合理划分。“滩槽划分”对于滩区补偿政策的出台及其运用、滩区灾情统计、河道建设项目管理、滩区经济社会发展等方面都具有宽泛和深远的影响,然而,由于游荡性河段主槽不稳定、甚至畸形发育,使得该项工作难以完成。
2.宽河与窄河之争
新中国成立之后,在洪水泥沙没有得到有效控制的情况下,执行宽河固堤的政策,无疑是正确的。利用黄河下游河道上宽下窄的河道特性,河南宽河段充分发挥滞洪削峰作用,战胜了1958年的特大洪水,使花园口站22300m3/s洪峰到孙口降至15900m3/s,为艾山以下窄河段的安全排洪入海创造了条件。
三门峡、小浪底等干支流大型水库投入运用,使下大洪大也得到一定控制,进入下游洪水的峰与量也相应地减小,如再发生类似于1958年的特大洪水,经过水库调节后,花园口站洪峰将降至9600m3/s。尤其是小浪底水利枢纽建成,无论黄河中游来水来沙如何变化,都要通过小浪底水库调节进入下游。小浪底按泥沙多年调节运用,可以使绝大部泥沙调节到洪水期输送,河槽淤积得到进一步的控制,实施窄河固堤的条件逐渐具备。
温善章、赵业安等人提出了窄河固堤的治河思想,主张把现生产堤变成临黄堤,现大堤作为第二道防线,同时在滩区兴建隔堤,分段蓄洪,以减少洪水漫滩造成的淹没损失。2006年6月26日,钱正英在考察了黄河下游滩区和控导工程后的座谈会上明确提出:要超脱“宽河固堤”的传统格局,在现有控导工程的基础上,新修黄河大堤,缩窄两岸堤距,基本解决当前最紧迫的滩区问题。
窄河固堤若只是把大堤的间距缩窄了,过水的河槽仍是宽浅的,无法稳定河势与提高河道的输沙能力。宽河方略的起因在很大程度上就是因为主河槽不明显、不稳定、河势游荡散乱,而窄河的思想则是建立在稳定主槽的前提之下。
3.生产堤存废之争
黄河下游生产堤问题由来已久,50多年来,关于黄河下游生产堤的存在与破除问题争论不休,有人主张立即全部废除,有人认为有了小浪底水库可以修建。
人类活动侵占河道,限制水流游荡,改变了游荡性河道依靠自然摆动平衡滩、槽高差的规律,使得“二级悬河”不断加剧。这些人类活动不仅包括在滩区修筑生产堤、种植片林、高杆作物等活动,更主要的是为约束水流而修筑大量河道整治工程等活动。生产堤的存在不是产生“二级悬河”的主要原因。
在一场洪水过程中,主槽的冲刷主要发生在涨水期和洪峰期,落水期主槽往往是淤积的。含沙水流漫滩,滩地就发生淤积,漫滩落淤后的清水在落水期回归主槽,而此时的主河槽是淤积的,清水回归也并不使滩地发生冲刷。洪水过程中淤滩与刷槽之间不是因果关系,而是两个相对独立的自然现象。生产堤在一定程度上影响到洪水漫滩,但对主河槽的冲刷是有利的。
站在滩区群众的角度,从滩区群众的生产生活方面分析,黄河下游发生大洪水的几率很小,并不是每年都来大水,为生产堤的存在提供了的可能性。从滩区群众的生产生活方面分析,生产堤的存在对滩区群众是有利的,需要保留。
如果下游河道有了稳定的、具有足够排洪输沙能力的主河槽,就为生产堤在一定程度上有计划的存在、并进行有序管理提供了支持。反之,生产堤就必须破除,同时滩区广大群众的生产生活也必须通过“政策补偿”或者其它的方式予以保障,而这样的保障任务是巨大的。
二、调水调沙与主槽整治是稳定主槽必须的两个方面
第一是要有对塑造并长期维持中水河槽最有利的来水来沙过程,这要通过全河水沙调控体系建设、将来大范围、大尺度的调水调沙来塑造,并不断优化。第二是主河槽要有良好的输沙能力,长期保持冲淤平衡,长期维持较大的过洪能力。这样的主河槽必然要是稳定的,河槽形态必然要是最有利于排洪输沙的,必须要通过科学有力的主槽整治来塑造并长期维持。要塑造并长期维持中水河槽,最有利的来水来沙条件和稳定的、能够高效排洪输沙的主河槽两者缺一不可。
1.调水调沙不仅是塑造中水河槽的需要,更是长期维持中水河槽的需要
当前,经过三次调水调沙试验和一次生产运行,黄河下游河道主槽过洪能力已从2002年汛前的1800m3/s增加到目前的3500m3/s左右,塑造中水河槽的任务在相当程度上已经完成。调水调沙能够、并且已经塑造出了一个具有一定排洪能力的主槽,这个主槽的稳定并长期维持也要依赖于调水调沙来完成。
调节水沙搭配、塑造最有利的水沙过程,在保护中游水库有效库容的同时,最有效地控制下游主槽淤积是调水调沙要解决的最关键问题。将来全河水沙调控体系建成后,万家寨、三门峡等与小浪底水库联合运用,可有计划的提前放空小浪底或其它某个水库,形成泄空冲刷,大幅度提高冲沙效率,利用异重流将高含沙水流排送至下游河道。今后小浪底水库的运用应该是利用洪水、相机排沙、塑造高含沙水流,利用高含沙洪水远距离输移特性,充分发挥下游河道在洪水期的输沙潜力,多输沙入海。
稳定主槽所需要的最有利的水沙过程,就是对小浪底水库调节的要求,也就是对调水调沙的要求。这种水流过程的流量应该是最有利于塑造并维持中水河槽的,含沙量应该是保持主槽不淤积的;这样的水沙过程往往是持续的、基本恒定的;继而造成下游河势也往往是持续的、基本恒定的。这样基本恒定的河势持续冲刷某段河道工程、甚至是某单位工程的某个部位,极易造成河道工程的较大和重大险情。近一个时期内,可以考虑将调水调沙流量过程控制在一定的幅度、一定的周期内波动,以减轻河道工程险情的发生。
2.主槽整治是提高主槽输沙能力、长期维持中水河槽的需要
目前的河槽是有了一定的过洪能力,但是并不稳定,河势没有得到良好的控制,还不时有斜河、横河乃至畸形河势发生,甚至严重威胁到河道工程自身和滩区群众的生命财产安全。
仅有调水调沙措施对于长期维持中水河槽是很不够的,同时还必须施以主槽整治。只有调水调沙和主槽整治两者的有机结合,才能达到塑造并长期维持中水河槽的目的。主槽整治就是在研究、分析、认识、把握河道规律的基础上,通过工程措施调整改善主槽形态,稳定河势,在塑造并维持主槽较大过洪能力的同时,不断提高主槽输沙能力,配合调水调沙塑造的有利水沙过程,达到主河槽长期不淤积,长期维持中水河槽的目的。
只有不淤积的中水河槽,才是能够长期维持的。“河床不抬高”的要求,指的是主槽不淤积抬高,至于滩地还是要适度的淤积抬高,这是改善河道形态、“二级悬河”治理的需要,也是滩区经济社会发展的需要。今后主槽整治的主要任务应该是调整改善主槽形态,在继续提高主槽排洪能力的同时,着力于主槽输沙能力的提高,塑造出中水河槽并长期维持。
作者简介
史宗伟,男,1968年3月生,河南渑池人,郑州黄河河务局工务处副处长、工程师,主要从事河道治理、防汛抢险、水利工程管理等工作。
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