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黄河下游防洪形势已发生巨变

2019-11-17 07:42:29来源:作者:匿名

戚普/温于9月17日来到郑州考察黄河流域管理和环境生态问题,高度肯定了人民群众在黄河治理上取得的巨大成就。可以说,经过70年的治理,黄河的防洪形势发生了很大的变化。

作为一个毕生研究黄河的人,我能很好地理解黄河管理的艰辛和巨大变化。

黄河中上游经过几十年的大规模治理,水沙形势也发生了变化。来沙量逐年大幅下降,从16亿吨降至2亿吨至4亿吨。这样,进入下游的洪水就消失了,近年来也没有洪水流量超过警戒水平。特别是黄河小浪底水库投入运行以来,下游河床遭到严重冲刷,河道泄洪能力迅速提高,下游防洪形势发生了巨大变化。

河床演变受盆地地质地貌环境、水沙条件和河流边界条件等因素的制约。当其中一些因素改变时,河流会自动调整。当这些因素急剧变化时,河床将迅速调整。

在这种巨大的变化下,从黄河到河口的输沙量也大大减少,淤积范围减弱。它对上游渠道的影响可以忽略不计。小浪底水利枢纽工程应进行多年泥沙调节,充分利用洪水排沙冲刷河道,发挥长期作用。可以说,目前黄河下游已经成为世界上最安全的河流。

黄河是世界著名的多沙河流。历史上,黄河“三年两次决口,百年一遇”,造成了无数的灾害。这个困扰中华民族几千年的难题,仅仅几十年就解决了。我不得不说这是一项伟大的成就。

黄河下游的泥沙淤积是黄河洪水的源头。过去,黄河与灾害密切相关。提到黄河就联想到洪水,人们入不敷出。为了从根本上治理黄河,根据“连续蓄水、分段拦泥”的规划原则,对黄河进行了全面规划,试图清淤黄河,从根本上解决下游洪涝灾害。由于计划不符合国情,三门峡水库被迫进行了两次整治,将“蓄存水沙”改为“蓄存水沙”。

然而,现在的黄河不再是几十年前的黄河了。其进水和沉淀条件发生了重大变化。黄河干流和支流上修建了大量水利工程。洪水和泥沙得到了有效控制。黄河来水来沙条件和下游条件发生了重大变化。黄河进沙量和泄洪量都大大减少了。小浪底水库投入运行以来,下游河床受到严重冲刷,洪水水位大幅降低,河道泄洪能力迅速提高。

水利部提出了21世纪黄河治理的“不决堤、不连流、不超标、不抬高河床”的宏观调控目标。事实上,这个目标已经提前实现了。

由于黄河下游多年来的淤积和抬高,黄河的坡度很陡,流量为2/10000至1/10000。流速可以达到每秒3到4米。汛期,河床不断冲刷,水深迅速增加。洪峰最大时,河床流速最低,流量最大。与淮河泄洪道下降三分之一、长江下游下降三分之一至五分之一的情况不同,黄河比淮河和长江更陡。这是由于黄河泥沙长期堆积,水沙组合不合理,小水流挟沙过多,坡度陡。

因此,黄河下游花园口站河床高程超过90米,而长江武汉站高程仅高于海平面20米。优化水沙组合后,利用洪水将泥沙输入海中,现有河床坡度已经丰富。

小浪底水库开始运行时,放出清水,筑起山峰冲刷下游。经过多年的小水流挟沙淤塞,形成了游荡河道的历史,使黄河下游成为世界上更安全的河流。美国密西西比河的防洪标准是50到100年一次。长江下游防洪标准为40年一遇,设防流量为每秒8万立方米。三峡水库建成后,100年内只能达到一次。

黄河下游现行设计洪水标准达1000多年,明显过大。其结果是,河流下游超过标准堤防工程,中游被过度管制。潘贾政院士几年前提议重新审查黄河设计洪水标准。

三门峡水库改造后,“清淤排泥”的减淤效果使花园口以上河道基本没有淤积。小浪底水库自1999年投入运行已有19年。水库累计淤积35亿立方米泥沙,排干干净净的水,建成了一座高峰。河水下游已冲走21.5亿立方米。河道泄洪能力迅速增加。

小浪底水库建成前,黄河下游堤防按照百年一遇洪水的设计标准修建。花园口站设计洪峰流量为每秒22000立方米。花园口至高村河段堤顶高程按设计洪水位3米以上修建。堤坝后面淤塞的宽度是100米。小浪底水库建成后,成了千载难逢的大事。高村以下河段堤顶高程按设计洪水位超过2.5m修建..

2003年蔡吉事故后,黄河下游的生产堤防普遍大幅度加高增厚,形成了相对完整的堤防防洪体系,堤防高出当地海滩面2-3.5米,堤顶宽4-8米。如果考虑1.5高生产大堤的洪水效应,花园口河段生产大堤河道目前泄洪峰值流量为每秒22000立方米。高村以上河段每秒可排放洪峰流量15000立方米以上;艾山下面的河流每秒可以排放7000到8000立方米的洪水。

这样,黄河下游大堤的顶部比滩面高出5-7米,形成了一条相对较深的高滩深河道。

小浪底水库投入运行后,泄洪能力发生了很大变化。主河道被冲走了,洪泛区的流量增加了。与2000年每秒22000立方米的洪水相比,现在河道的泄洪能力下降了近3米。这表明黄河下游已经成为世界上最安全的河流,将来不可能出现洪泛区。

随着小浪底水库泄洪和水库调水调沙,黄河下游将继续受到冲刷,河道泄洪能力将继续提高。河床不抬高已经实现,可以长期保持。近三年来,由于黄河下游两岸引水困难,小浪底水库在汛期开始和7月底没有进行引水造峰冲刷黄河下游,这反映了黄河下游的真实情况。

黄河流域大部分地区是半湿润、半干旱甚至干旱的。黄河中上游修建了大量水库。灌溉农业和水土保持的发展使下垫面的汇流条件发生了很大变化,黄河实测洪水也大大减少。

早在上个世纪,王华云就已经意识到“黄河洪水具有峰高小、量小的特点”,通过水库调度来降低洪峰的效果尤为明显。据1994年统计,黄河支流上有600多个大中型水利枢纽,总库容110亿立方米,黄河干流总库容600多亿立方米,总库容700多亿立方米,超过黄河年水量600亿立方米,调节能力较大。

仅龙羊峡、刘家峡、三门峡和小浪底水库的防洪能力就达到156.2亿立方米,相当于最初为黄河设计的千年一遇的12天洪水。小浪底水库以下的主要支流也修建了许多大型水库,如陆浑水库和漯河古贤水库,防洪库容分别为6.77亿立方米和6.98亿立方米,沁河河口村水库库容为3.3亿立方米。

花园口站的洪峰自1982年15,300立方米每秒的洪水以来,在过去的35年里没有超过8,100立方米每秒。小浪底水库投入运行以来,每秒钟不超过5000立方米。洪水得到了有效控制,大洪水发生的几率大大降低。

黄河的水沙主要来自上中游。中游潼关站控制了黄河流域91%的面积、90%的径流和近100%的泥沙。潼关水文站水沙分析表明,自20世纪60年代以来,由于各种水土保持措施的不断发展,黄河水沙发生了变化。

20世纪80年代中期以来,黄河干流、阳果峡、青铜峡、刘佳峡和龙阳峡黄土高原多年调节水库蓄水利用和水土流失治理得到进一步加强。除上述大量项目外,退耕还林还草工程自1999年开始实施,淤地坝重点工程自2003年开始实施。更重要的是,近年来,黄河中游的农民不再开垦土地,而是进城打工,这也是减少沙量不可忽视的主要原因之一。

2000年至2012年的时间相对较短。与1987年以来的26年系列相比,潼关站水沙量减少,含沙量进一步降低。径流量231.2亿立方米,输沙量2.76亿吨,平均含沙量12.0公斤/立方米。自2010年以来,年砂量仅为2.51亿吨。

黄河中上游的进一步治理将进一步减少进入黄河下游的洪峰。以汾河上游水库为例。流域共建水库69座,总库容13.3亿立方米,已超过汾河年径流量(9.7亿立方米),河津站洪水基本消失。

中国北方河流的流域特征与黄河流域相似。通过对主要和支流水库的调节,几十年来没有发生大洪水。其管理经验和教训对指导黄河管理具有重要的指导意义。

由于海河流域的治理,华北平原的河流一条接一条变成了干涸的河流,偶尔也会发生洪水。根据环境保护部的调查,中国北方三分之二的河流已经成为干涸的河流(干涸的河流比例为227/333)。海河流域有大中型水库141座,其中123座总库容247亿立方米,库容70-80亿立方米。永定河、朱马河、滹沱河、漳河和汾河的主要支流已被长期切断。多年来没有发生洪水,河流环境遭到严重破坏。华北海河支流、永定河年径流量与总库容之比(14/21)、滹沱河(22/29)、漳河月城库容为13亿立方米。几十年来没有发生大洪水,更不用说洪水有可能流入大海了。黄河下游也位于华北平原。华北河流现状对黄河下游有很大启示。

黄河泥沙是黄河三角洲快速成陆的主要驱动力。对1950-2016年黄河口理津站水沙的分析表明,黄河水沙逐年减少,黄河入水入沙情况总体呈变化趋势。可以得出以下主要理解:

黄河入海口水沙年际变化过程极不均匀,入海口水沙主要集中在汛期。进入河口地区的水沙年际变化呈逐年下降趋势。小浪底水库投入运行以来,利津站2000-2015年年均水量仍为150亿立方米,年均沙量仅为1.26亿吨,最大年沙量仅为3.32亿吨,不到自然条件下12亿吨年沙量的30%。变化趋势与黄河中游沙量的变化趋势相同。

如果长时间输送到海口地区的年输沙量减少到每年不到3-4亿吨,河口淤积扩展对下游河道淤积的影响可以忽略不计。

黄河治理几十年后,洪泛区大沙的发生明显减少,但黄河来沙主要由洪水携带的特点不会改变。

近几十年来黄河干流和支流的持续治理,极大地改变了黄河流域的形势:干流已建成30座水库,总库容626亿立方米;1类及以上水库有600座(1994年统计),总库容110亿立方米。这使得黄河干流和支流上的水库总库容达到736亿立方米,超过黄河年水量600亿立方米,必然会减少洪峰向下游的流量。

小浪底水库建成前,下游堤防是根据百年一遇的洪水设计的。花园口站最高流量为每秒22000立方米。小浪底水库投入运行后,设计标准提高到千年一遇的洪水。目前,黄河下游防洪标准是世界最高的,这显然是不合理的。

目前,还没有实现黄河河床的抬高。只有游荡性河段的干流仍在宽浅河道中摆动,不利于干流的稳定和引水防洪。它应该通过有效的工程设施来控制。此外,应适当控制黄河流域大型水库的建设,以防止中国北方流域长期断流和环境恶化的发生。

鉴于黄河水沙条件的趋势变化,应尽快批准黄河防洪设计标准和设防流量,包括合理的防洪标准和设计洪峰流量值。

黄河规划中提出的洪泛区是排洪积沙的地方,也已成为历史。洪泛区淹没补偿政策毫无意义,解放黄河下游洪泛区的客观条件已经成熟。

综上所述,我认为现在对黄河的理解已经不是十年前的老样子了,它的管理方法也不应该是老样子!它应该在适当的时候进行调整。

(作者是著名的黄河研究专家和黄河水利研究所教授级高级工程师)

本文已被认证为“原创”,作者《经济观察报》已访问元本io,向[34qvw1xf]查询授权信息。

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