再次建議論證黃河下游治理更合理的方案（齊璞）

齊璞（2010年3月8-10日在黃河下游灘區(qū)綜合治理規(guī)劃審查會(huì)上發(fā)言）
提要：黃河的泥沙隨洪水而來,利用洪水輸沙入海在下游治理上又具有長(zhǎng)遠(yuǎn)意義.黃河上水庫的大量興建,流域水庫群的運(yùn)用,水土保持與灌溉的發(fā)展,下墊面巨大的變化,洪水發(fā)生的機(jī)會(huì)與洪峰流量大幅度減小,為了保持洪水的造床和輸沙入海的能力,不再需要寬河削峰.近年來對(duì)黃河窄深河槽泄洪輸沙規(guī)律有了新認(rèn)識(shí),下游河道具有極強(qiáng)的泄洪輸沙能力、刷槽和淤灘沒有必然的聯(lián)系,為黃河下游河道的治理指明方向.在目前條件下,生產(chǎn)堤的存在是必要的.三門峽水庫改建后“蓄清排渾”運(yùn)用的減淤作用已經(jīng)使花園口以上河道基本不淤,溫、孟灘區(qū)已經(jīng)成為小浪底水庫的移民區(qū).小浪底水庫投入運(yùn)用以后,全下游河道均發(fā)生了強(qiáng)烈地沖刷,河道總沖刷量達(dá)17億t,2000m3/S水位下降1.8-1.0m,高村以上河段平灘流量增大到大于5000m3/s,再加上生產(chǎn)堤的作用,可以使灘地在一般洪水不受淹,但河道依然寬淺散亂,急需采用世界河流通用的整治方法—雙岸整治,形成穩(wěn)定的窄深河槽；通過小浪底水庫泥沙多年調(diào)節(jié),將泥沙調(diào)節(jié)到洪水期輸送,可以控制主槽不抬高.主槽過流能力增大了,漫灘機(jī)會(huì)減少了,生產(chǎn)堤存廢爭(zhēng)論自然淡化,灘區(qū)問題就能得到合理的解決.現(xiàn)在推薦的寬河治理,灘區(qū)堆沙方案沒有考慮小浪底水庫投入運(yùn)用以后黃河下游出現(xiàn)的新情況,不能反映黃河治理前景.
近年來對(duì)黃河下游河道泄洪輸沙規(guī)律有了新認(rèn)識(shí),黃河的治理也取得很大的進(jìn)展,進(jìn)入下游的水沙條件已發(fā)生巨大變化,防洪形勢(shì)已有新的發(fā)展,下游河道治理方向更加明確.
黃河下游河道治理近年引起各方面的關(guān)注.高季章等認(rèn)為下游河道治理已進(jìn)入寬河道與窄河道相結(jié)合、綜合治理灘區(qū),逐步向窄河道發(fā)展的時(shí)期[1]；以莊景林為代表的河務(wù)科技人員[2],根據(jù)多年的治河實(shí)踐,認(rèn)為破除生產(chǎn)堤一水一麥的政策早已脫離現(xiàn)實(shí)；溫善章等人從社會(huì)發(fā)展,經(jīng)濟(jì)效益等多方面分析后,提出的窄河固堤的思想[2]；錢正英院士在2006年查勘了黃河下游灘區(qū)后[3],指出關(guān)鍵是要超脫“寬河固堤”的傳統(tǒng)格局,大幅度縮窄大堤間距,在整治工程后興建新的防洪堤,現(xiàn)在的大堤作為第二道防線,以解決灘區(qū)181萬人的生存和發(fā)展問題.在2008年水利部科技委和民盟中央組織的黃河下游灘區(qū)治理討論會(huì)上,幾乎所有的代表都認(rèn)為生產(chǎn)堤現(xiàn)在破不了,但對(duì)今后治理方略的認(rèn)識(shí)存在嚴(yán)重分岐.有些代表認(rèn)為從灘區(qū)存在的問題、當(dāng)今以人為本的國策與黃河今后治理前景及歷史的發(fā)展規(guī)律分析應(yīng)采用“窄河固堤”,如索麗生認(rèn)為從歷史發(fā)展規(guī)律和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合需求看,由寬河向窄河發(fā)展可能是必然趨勢(shì)；有些代表則主張寬河,今后要利用灘區(qū)政策補(bǔ)償來推動(dòng)破除生產(chǎn)堤.
近年來,水利部黨組提出“堤防不決口、河道不斷流、水質(zhì)不超標(biāo)、河床不抬高”的黃河治理總體目標(biāo).潘家錚院士在2009年提出了治黃大業(yè)要從近期治理走向長(zhǎng)治久安的建議[4],最終黃河下游河道要實(shí)現(xiàn)河道輸沙平衡,河床不抬高的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo).所有這些為我們確定了黃河下游治理的方向,規(guī)劃中采取的工程措施應(yīng)與治理的總目標(biāo)一致,是我們衡量規(guī)劃合理與否的原則.
黃河下游灘區(qū)治理問題,不是一個(gè)孤立的問題,牽涉到黃河整個(gè)上中下游的治理,矛盾的焦點(diǎn)反映在下游灘區(qū).造成問題的根本原因是河槽不斷的淤積,河床逐年的抬高,平灘流量不斷的減小,洪水經(jīng)常漫灘.“寬河固堤”與“窄河固堤”都是寬河,把大堤的間距縮窄到3至5km,過水河槽仍是寬淺的,無法穩(wěn)定河勢(shì)與提高河道輸沙能力.因此在中游水庫利用洪水排沙,優(yōu)化下游來水來沙條件后,形成一個(gè)穩(wěn)定窄深的河槽,加大河道泄洪排沙能力,控制河槽淤積,增大平灘流量,進(jìn)一步減少漫灘機(jī)遇,可從根本上解決灘區(qū)問題.
對(duì)黃河下游灘區(qū)綜合治理規(guī)劃報(bào)告[5],利用灘區(qū)堆沙為主導(dǎo)的治理方案提出以下意見：
1.寬河與窄河治理戰(zhàn)略研究應(yīng)重新論證
理由是其一,進(jìn)入黃河下游的水沙條件沒有優(yōu)化,充分利用洪水排沙,小于2000m3/s的挾沙量占31%,小水挾沙量大,河槽淤積必然嚴(yán)重.
其二是,論證的寬河與窄河都是寬河,窄河的大堤距也有3-5km,遠(yuǎn)大于利用洪水排沙河槽不淤的河寬幾百米,因此得出結(jié)論有問題,不是最優(yōu)方案.應(yīng)論證窄槽寬灘方案.窄槽用于輸水輸沙,寬灘用于大洪水時(shí)滯洪削峰,形成順暢的排洪河道.在目前的情況下推薦寬河治理方案不合理,黃河水沙與下游河道已發(fā)生重大變化.
2. 黃河洪水發(fā)生的機(jī)會(huì)大幅度減少不可逆轉(zhuǎn)
黃河的泥沙隨中游洪水而來,輸沙入海也要利用洪水.因此,研究黃河洪水的變化及發(fā)展趨勢(shì)對(duì)黃河的治理十分重要.
華北地區(qū)的河流相繼都變成干河,只偶爾才有洪水下泄,黃河流域也屬干旱地區(qū),水庫大量興建與水土保持、灌溉的發(fā)展,已使黃河實(shí)測(cè)洪水大幅度減小.
據(jù)熊貴樞、丁六一等1994年統(tǒng)計(jì),黃河干支流上已有的大中小型水利樞紐達(dá)600余座[6],總庫容達(dá)700億m3.僅龍羊峽、劉家峽、三門峽、小浪底四庫防洪庫容就達(dá)156.2億m3（相當(dāng)黃河千年一遇洪水12天的總量）.在主要支流上也興建許多大型水庫,如伊河陸渾、洛河故縣水庫,防洪庫容分別為6.77億m3和 6.98億m3.千年一遇洪水花園口站洪峰流量由42300m3/s降為22500m3/s；百年一遇洪水的洪峰流量由29200 m3/s降為15700 m3/s；若發(fā)生1958年的22300m3/s洪水花園口站洪峰流量將降為9620 m3/s；自1982年發(fā)生15300m3/s大洪水以來近30年來花園口站洪峰流量沒有大于8100m3/s,洪水已經(jīng)得到有效控制,大洪水發(fā)生的機(jī)會(huì)大幅度減少.如花園口站從1950年至2008年歷年實(shí)測(cè)最大洪峰流量變化過程見圖1.
圖1 花園口站歷年實(shí)測(cè)最大洪峰流量變化
黃河蘭州站的徑流量占黃河總水量的58%,龍羊峽(1986年運(yùn)用)、劉家峽(1968年運(yùn)用)等水庫的聯(lián)合運(yùn)用及工農(nóng)業(yè)用水的增長(zhǎng),汛期進(jìn)入下游的水量大幅度減少.洪峰流量的減小,洪水造床作用減弱,水少沙多的矛盾更加突出.水庫的防洪運(yùn)用,削峰淤沙作用已代替天然洪水漫灘后滯洪,滯沙作用,洪水漫灘機(jī)會(huì)也會(huì)大量減少.本次灘區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)洪水采用五年一遇8000 m3/s,十年一遇洪水12000 m3/s,顯然偏大,嚴(yán)重脫離實(shí)際.
洪水發(fā)生的機(jī)會(huì)大幅度減少是不可逆轉(zhuǎn)的,但黃河進(jìn)入下游的水沙條件可通過小浪底水庫泥沙多年調(diào)節(jié),相機(jī)利用洪水排沙優(yōu)化,為利用窄深河槽極強(qiáng)的泄洪能力創(chuàng)造了條件.
3. 規(guī)劃報(bào)告中利用灘區(qū)堆沙既不合理,也不可行
黃河今后水沙發(fā)生的變化,使得應(yīng)用上世紀(jì)50,60年代的洪水資料分析得出認(rèn)識(shí),對(duì)今后黃河下游河道的演變研究及治理意義不大.
黃河干支流上已有的龍羊峽、劉家峽等大型水利樞紐,為了興利要多年調(diào)節(jié),使豐水年的水量大幅度減小,一般洪水的洪峰、洪量也變少.水庫的防洪運(yùn)用,消峰淤沙作用已代替天然洪水漫灘后滯洪,滯沙作用,洪水漫灘機(jī)會(huì)也會(huì)大量減少,利用灘區(qū)堆沙既不合理也不可行,處理黃河下游泥沙的途徑是充分利用洪水輸沙入海.
由于黃河干支流上水庫群的調(diào)節(jié)作用,及下墊面的變化對(duì)地表徑流的影響,使黃河下游洪水發(fā)生的機(jī)遇減少,泥沙集中在中小流量輸送.
由圖2給出龍羊峽、劉家峽水庫的聯(lián)合運(yùn)用后1987-1996與1950-1986年花園口站各級(jí)日均流量出現(xiàn)的天數(shù),自1987年龍羊峽水庫投入運(yùn)用以后,花園口站沒有日均流量大于7000m3/S大洪水發(fā)生.而在1986年以前經(jīng)常會(huì)發(fā)生日均流量大于7000m3/S的漫灘洪水,經(jīng)常出現(xiàn)的是流量小于5000m3/S的洪水（與規(guī)劃報(bào)告【5】給出的數(shù)據(jù)基本一致,見p40表4.1-2）.
圖2花園口站1950-1986年與1987-1996年各級(jí)流量出現(xiàn)的天數(shù)比較
小浪底水庫泥沙多年調(diào)節(jié),可以使更多的泥沙調(diào)節(jié)到中常洪水期輸送,洪水漫灘機(jī)會(huì)少,灘區(qū)堆沙必然落空.這樣做也是個(gè)擾民工程,不符合以人為本的治水方針（灘地放淤投資123億元是沒有必要）.
4. 二級(jí)懸河產(chǎn)生原因與生產(chǎn)堤的存廢
從表1給出的最高洪水位與最小平灘流量對(duì)應(yīng)關(guān)系可以看出,洪水位最高,平灘流量最小,同時(shí)發(fā)生,如發(fā)生最高洪水位的1973年,1992年,1996年相應(yīng)汛前的平灘流量均很小.
表1小水淤積造成歷史最高洪水位與最小平灘流量
其實(shí)生產(chǎn)堤的存在不是產(chǎn)生二級(jí)懸河的主要原因[2].造成二級(jí)懸河的根本原因是在形成游蕩性河道小水挾沙過多,不利水沙條件沒有根本改變之前,在游蕩河段興建了大量的控導(dǎo)工程,控制了主流的擺動(dòng)范圍.這樣雖對(duì)當(dāng)時(shí)的防洪起了重要作用,但也控制了小水挾帶泥沙的堆積范圍,改變了游蕩性河道依靠主流自由擺動(dòng)平衡灘槽高差的演變規(guī)律,使主河槽持續(xù)淤積,造成主槽高于灘地的二級(jí)懸河,沒有生產(chǎn)堤的存在也會(huì)形成2000分支一橫比降的二級(jí)懸河.
關(guān)于生產(chǎn)堤存在的利弊,由于刷槽和淤灘沒有必然的聯(lián)系[9].近年來研究表明,主河槽的沖刷主要發(fā)生在漲水期,在落水期不管含沙量大小,均處于淤積狀態(tài),這是由于底沙的運(yùn)動(dòng)速度小于洪水波的傳播速度造成的.黃河上水庫的大量興建,流域水庫群的運(yùn)用,水土保持與灌溉的發(fā)展,下墊面巨大的變化,洪水發(fā)生的機(jī)會(huì)與洪峰流量大幅度減小,已使漫灘機(jī)會(huì)大減,為了保持洪水的造床和輸沙入海的能力,不再需要寬河削峰.生產(chǎn)堤存在不論對(duì)黃河輸沙和灘區(qū)人們的生產(chǎn),生活都是有利的,沒有必要再破除生產(chǎn)堤[10].破除生產(chǎn)堤,一水一麥政策早已脫離現(xiàn)實(shí),是治標(biāo)不治本.
今后要控制小水淤積河槽,利用水庫進(jìn)行泥沙多年調(diào)節(jié),充分利用洪水排沙人海.
5. 小浪底水庫運(yùn)用后增大主槽的過洪能力,解放灘區(qū)是可能的
泥沙淤積是黃河下游洪水危害的根本原因,也是產(chǎn)生二級(jí)懸河及灘區(qū)等諸多問題的原因,若洪水不漫灘便可得到妥善解決.三門峽水庫改建后“蓄清排渾”運(yùn)用的減淤作用已經(jīng)使花園口以上河道基本不淤,溫、孟灘區(qū)已經(jīng)成為小浪底水庫的移民區(qū).
小浪底水庫投入運(yùn)用以后,由于黃委會(huì)運(yùn)用得比較好,使得河南河道、山東河道都發(fā)生了沖刷.從1999年10月至2008年10月,小浪底庫區(qū)淤積量為24億m3,表明水庫仍處于攔沙運(yùn)用初期.因近期入庫沙量明顯偏小,導(dǎo)致水庫實(shí)際淤積程度比原先預(yù)計(jì)的要輕.根據(jù)下游淤積大斷面測(cè)量成果計(jì)算,1999年11月～2008年10月黃河下游小浪底～利津河段共沖刷12.20億m3（合17億t）,與規(guī)劃報(bào)告[5]給出的數(shù)據(jù)基本一致（見p56表4.3-4,4.3-5,4.3-6）,詳見表2 給出小浪底水庫運(yùn)用以來下游河道斷面法沖淤量與圖3給出的各河段過水面積的變化[16].
表2 小浪底水庫運(yùn)用以來黃河下游斷面法運(yùn)用年沖淤量（億m3)
黃河下游年平均沖刷1.30億m3.高村以上沖刷總量為9.062億m3,占沖刷總量的74％.特別是夾河灘以上河段沖刷量,占沖刷總量的64％,河道過流量面積增加了3000至4000m2；夾河灘～高村河段沖刷總量1.239億m3,占沖刷總量的9.1％,河道過流量面積增加了1700 m2,高村～艾山?jīng)_刷量1.342億m3,占沖刷總量的10％,河道過流量面積增加了800 m2；艾山～利津河段沖刷1.606億m3,占沖刷總量的13.2％,河道過流量面積增加了600 m2.黃河9次調(diào)水調(diào)沙期共計(jì)沖刷3.4億t.占總沖刷量的28％.
圖2 1999年10月～2008年10月各河段主槽斷面法沖淤面積(m2)
小浪底水庫運(yùn)用后下游水位沿程降低,與1999年汛后相比（見表3）2009年汛后同流量（2000m3/s）水位降低1.91～0.96米,水位下降幅度沿程變化同樣具有兩頭上大,中間小的特點(diǎn),花園口、夾河灘、高村、流量（2000 m3/s）水位分別下降1.91米.1.85米,1.85米,艾山下降0.96米、利津下降1.23米.下游河道經(jīng)過9年沖刷,河道排洪能力得以恢復(fù),與小浪底水庫運(yùn)用前相比平灘流量增加了900～2800 m3/s.2009年汛后下游各站平灘流量達(dá)到3850～6500 m3/s,其中花園口站最大、孫口站最小.
表3 小浪底水庫運(yùn)用以來（2000至2009年）下游河道河床沖淤變化
目前花園口站以上河段平灘流量大于7000m3/s, 夾河灘站以上河段平灘流量大于6000m3/s,高村站以上平灘流量達(dá)5000 m3/s,加上高1.2-2.5m生產(chǎn)堤的作用可過7000-9000m3/s,平灘流量最小的孫口河段也有3850 m3/s,加上高1.5-2.5m生產(chǎn)堤的作用也可過5000m3/s,目前艾山到利津河段平灘流量也達(dá)到3900-4300 m3/s.今后小浪底水庫還要進(jìn)行調(diào)水調(diào)沙,河段平灘流量還會(huì)增大.
黃河的泥沙隨中游洪水而來,輸沙入海也要利用洪水.當(dāng)小浪底水庫初期欄沙庫淤滿后,通過小浪底水庫泥沙多年調(diào)節(jié)[7],把泥沙調(diào)節(jié)到洪水時(shí)輸送,可以控制主槽不抬高,甚至下切.因?yàn)槊慨?dāng)發(fā)生高含沙量洪水時(shí),主河槽都是沖的,洪水存在“漲沖落淤”的輸沙特性.小浪底水庫初期運(yùn)用下泄清水,淤滿調(diào)沙庫容以后,進(jìn)行泥沙多年調(diào)節(jié),相機(jī)利用洪水排沙,這兩個(gè)組合起來,有可能使下游河床不抬高.如果黃河不抬高,或者平灘流量逐漸增大,漫灘機(jī)會(huì)少了,灘區(qū)人民的生活也就穩(wěn)定了,黃河泥沙與洪水問題可以得到根本解決.
6. 穩(wěn)定主槽是當(dāng)前首要任務(wù),既解決諸多防洪問題又提高河道輸沙能力
黃河下游游蕩性河道,由于它寬淺散亂.從增加河道排洪能力與控導(dǎo)河勢(shì)出發(fā),都希望縮窄河槽、增加槽深,增加河道的輸沙能力,減少洪水時(shí)寬淺河段淤積量,防止清水沖刷灘地坍塌,河槽展寬,降低清水沖刷的危害.形成有利排洪、輸沙、控導(dǎo)河勢(shì)的窄深、穩(wěn)定、歸順排洪輸沙通道,為此在游蕩段應(yīng)進(jìn)行雙岸同時(shí)整治[8、15].從有利于排洪輸沙需求出發(fā),應(yīng)按洪水河勢(shì),因地制宜,因勢(shì)利導(dǎo)的原則規(guī)劃流路;針對(duì)游蕩性河槽極為寬淺,在河床比降陡、床沙組成為粉細(xì)沙,極易沖刷的特性條件下必須雙岸整治；為了節(jié)省投資,應(yīng)盡量利用己有工程.
7.補(bǔ)充比較論證新方案（我同意張志彤等的意見）
目前黃河下游河道不是一條自然的寬河,居住189萬人,359萬畝耕地,生產(chǎn)堤的存在與不能破除, 黃河下游河道已變成了“窄河”[13].規(guī)劃報(bào)告給出的逐步破除生產(chǎn)堤的一方案是逃離現(xiàn)實(shí),認(rèn)識(shí)落后；二方案是現(xiàn)實(shí)的,因?yàn)樯a(chǎn)堤破除不了,不合法也變成合法；三方案分區(qū)滯洪,滯沙是有明顯的優(yōu)點(diǎn),可防止洪水走一路淹一路.因此應(yīng)區(qū)分黃河下游不同河段的不同情況,采用一、二、三方案結(jié)合,形成合理可行新方案.
黃河下游的治理若能解放黃河下游大部分灘區(qū),則可節(jié)省灘區(qū)安全建設(shè)的絕大部分投資,灘區(qū)移民不是方向,也沒有必要把幾十萬灘區(qū)群眾搬到大堤外.因此要補(bǔ)充論證增大主槽的過洪能力,解放灘區(qū)方案的可行性.
參考文獻(xiàn)
[1] 高季章,胡春宏等,論黃河下游河道的改造與“二級(jí)懸河”的治理,中國水利水電科學(xué)研究院,2004年
[2]黃河水利委員會(huì)編,黃河下游二級(jí)懸河的成因及治理對(duì)策,黃河水利出版社,2003年5月,鄭卅：（317-320）（218-225）
[3] 錢正英院士在黃河下游治理座談會(huì)上的講話,水規(guī)總院水利規(guī)劃與戰(zhàn)略研究中心,2006年第12期（總第133期）
[4]潘家錚,治黃工作可以考慮從近期治理走向長(zhǎng)治久安,人民黃河,2010（1）
[5]黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)公司,黃河下游灘區(qū)綜合治理規(guī)劃,2009年12月
[6]熊貴樞、丁六一、周建波,黃河流域水庫水沙泥沙淤積調(diào)查報(bào)告,1994年十一月
[7] 齊璞、孫贊盈等,小浪底水庫泥沙多年調(diào)節(jié)運(yùn)用與下游河道進(jìn)一步治理研究（R）、2001年12月(水信息網(wǎng)http//www.hwcc.com.cn. 學(xué)者之家）
[8]齊璞、孫贊盈、劉斌、黎桂喜,黃河下游游蕩河段雙岸整治方案研究（J）、水利學(xué)報(bào)、2003(5）：98-106
[9]齊璞、余欣、孫贊盈、齊宏海,黃河高含沙水流的高效輸沙特性形成機(jī)理(黃河下游河道存在巨大的輸沙潛力)[J],泥沙研究,2008年8月,第4期：74-81
[10]齊璞、孫贊盈、侯起秀、彭紅等,黃河洪水的非恒定性對(duì)輸沙及河床沖淤的影響[J].水利學(xué)報(bào),2005(6）：637-643
[11]齊璞、余欣、孫贊盈,張寶森,增大主槽過流能力,淡化生產(chǎn)堤存廢之爭(zhēng)[J],人民黃河,2010（2）
[12].劉善建,關(guān)于黃河下游整治最終目標(biāo)的設(shè)想（R）,水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院,中國水情分析研究報(bào)告,總第142期
[13]齊璞,建議論證黃河下游灘區(qū)治理更合理的方案（R）,（2009.3.17日在水規(guī)總院審查黃河下游灘區(qū)治理的發(fā)言）,水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院,中國水情分析研究報(bào)告,總第154期
[14]高航、齊璞、彭紅,黃河下游“多來多排”的輸沙機(jī)理與不淤河槽設(shè)計(jì),《人民黃河》,2007年,第7期.：p14～16
[15]武彩萍、齊璞、張林忠、郭慧敏、陳俊杰等,花園口至夾河灘河段雙岸整治動(dòng)床模型試驗(yàn)報(bào)告(R), 黃委會(huì)黃河水利科學(xué)研究院, 2004年
[16]孫贊盈曲少軍 彭 紅,2009年黃河下游河道排洪能力分析（R）,黃河水利科學(xué)研究院、水利部黃河泥沙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、黃委會(huì)防汛辦公室,2009年10月
來源：水信息網(wǎng)
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