黄河下游滩区治理与生态再造模式发展——“黄河下游滩区生态再造与治理研究”之四

黄河下游是我国黄淮海平原的生态屏障,"二级悬河"举世闻名,其滩区治理问题一直是治黄工作的重点和难点。黄河下游滩区治理的关键在于稳定主槽,协调水沙关系,并考虑生态发展和社会稳定等多种因素。以往治理模式多立足于治河,在不同的角度考虑了提高河道行洪输沙能力、提升滩区群众防洪安全水平等多方面需求,但均在一定程度存在实施难度大、周期长、无法彻底消除"二级悬河"影响等诸多问题,在生态发展理念方面考虑较少。本文在充分考虑黄河水沙调控体系对协调下游水沙关系的作用后,提出了"洪水分级设防、泥沙分区落淤、水沙自由交换"模式,借以实施黄河下游滩区生态再造与治理,彻底消除"二级悬河"影响,通过与调水调沙工程体系配合,将在一定时期内保证黄河下游滩区的稳定,服务于黄河下游生态经济带建设。     

菏泽黄河宽河段束水引沙减缓“二级悬河”对策浅议

修建束水引沙工程控制4000m^3／s以下洪水不分洪、黄河调水调沙漫滩洪水不出河槽，按从上而下把滩区分为若干个区分级使用，引沙淤滩清水入河。改变黄河下游中小洪水传播时间长、洪峰波动小，提高水流输沙能力，逐渐缓解“二级悬河”的严峻形势，减少控导工程至大堤之间广大滩区淹没受灾几率，利于沿黄滩区群众工农业生产，实现黄河滩区经济可持续发展，提高黄河下游治理开发总体水平。     

引洪放淤治理"二级悬河"可行性探讨

为减轻＂二级悬河＂对下游防洪带来的威胁,根据黄河下游的实际地形和来水来沙情况,指出以自流方式引洪放淤治理＂二级悬河＂的可行性表现在：①有适合引洪放淤的地形条件;②有大面积的受＂二级悬河＂威胁的滩区需要治理;③有合适的水沙条件;④滩区存在巨大的沉沙空间.因此,根据滩区的实际地形,充分利用黄河洪水泥沙的特点采取引洪放淤治理＂二级悬河＂是可行的.     

黄河下游河道形态变化及应对策略——“黄河下游滩区生态再造与治理研究”之一

在对黄河下游河道形态演变过程以及"一级悬河""二级悬河"成因进行分析的基础上,针对宽河固堤、窄河固堤、防护堤等治理思路,认为泥沙处理是黄河下游治理的关键所在,下游滩区仍需长期发挥滞洪、沉沙作用,窄河固堤、防护堤等方案将会加剧"二级悬河"的不利态势,不利于黄河长治久安。为实现滩区"洪水分级设防,泥沙分区落淤,滩槽水沙自由交换",保障黄河下游长期防洪安全,构建黄河下游沿黄城市生态空间,推动滩区群众快速脱贫致富,实现治河与惠民双赢,在充分吸纳黄河下游河道治理成果的基础上,经论证提出了黄河下游生态治理新思路,即对滩区进行功能区划,分为生态移民安置区、高效农业区以及资源开发利用区等,利用泥沙放淤、挖河疏浚等手段,将由黄河大堤向主槽的滩地依次分区改造为"高滩""二滩"和"嫩滩",各类滩地设定不同的设防标准。     

黄河下游滩区综合治理标准探讨

近几年来,黄河下游滩区来水严重偏枯,人口高速膨胀,滩区居民对滩区进行了盲目、无序开发,造成滩区行洪障碍繁多,河槽淤积严重,“二级悬河”形势严峻,生产堤问题突出,人水矛盾严重。为此,必须清除滩区过洪障碍,保证大洪水能够安全、顺畅下泄;推行集中建镇政策,使滩区居民可以防御100年一遇洪水,确保生命和财产安全;进行“二级悬河”治理,使黄河滩面横比降小于河道纵比降,达到“防滚河”的要求;科学改造现状生产堤,保护滩区作物免受小洪水淹没;以滩区综合治理指标规范滩区群众行为,使滩区群众与洪水和谐相处,维持黄河健康生命。     

黄河下游典型河段现状条件模型试验研究

为解决黄河下游河段淤积加重,主槽淤积萎缩,过流能力锐减,黄河下游地区的二级悬河形势严峻等问题,探索恢复下游河段主槽过流能力的治理措施,通过实体模型试验“82·8”洪水过程,研究试验河段淤滩刷槽的特点,为小浪底引黄工程调水、调沙、调度决策提供技术支撑.     

对黄河下游河道治理若干问题的思考

对黄河下游河道治理中水资源调度管理、泥沙处理与利用、“二级悬河”治理等问题进行了分析，指出水资源的管理应从加强水量调度管理、减少水资源浪费、增加黄河可调控水量等方面入手；泥沙处理与利用应从在黄河滩区及两岸低洼地实施引黄（洪）放淤、积极尝试借助引黄涵闸实施引黄放淤、借助调水调沙实施重点河段的疏浚治理等方面入手；“二级悬河”的治理应从上游拦沙与下游处理泥沙结合、破除生产堤、加快防洪工程建设等多方面入手。     

黄河东营河段“二级悬河”现状及治理对策

黄河下游“二级悬河”的局面，是水沙不平衡、滩区生产堤和控导工程的修建、黄河河口的淤积延伸等综合因素造成的。在对东营河段“二级悬河”现状和成因分析的基础上，提出适时进行调水调沙、疏浚主槽、开发利用水资源、加强河口治理等综合治理措施。      

调水调沙对下游引黄供水的影响分析

一、调水调沙是改善黄河下游水沙关系的关键措施 黄河治理开发中许多重大问题的症结在于水少沙多、水沙关系不协调,相应的解决措施是增水、减沙与调水调沙. 增水可通过两种途径来实现:一是相对增水,即节约用水;二是绝对增水,即实施外流域调水.减沙主要有三条途径:一是在黄土高原进行水土流失综合治理,二是利用骨干工程拦减进入下游河道的泥沙,三是依靠黄河小北干流广阔的滩区放淤.三者共同构成拦减进入黄河下游河道粗泥沙的防线.     

黄河调水调沙调控指标及运行模式研究

分析了小浪底水库运用以来黄河调水调沙运用效果及出现的新情况,从充分发挥调水调沙水流输沙效率出发,研究提出了黄河调水调沙调控指标,即调控流量为2 500～4 000m3/s,洪水历时不小于6d,汛前调水调沙洪水峰型宜采用矩形峰,在调水调沙水量充足的条件下,调控流量在保障下游滩区安全的前提下取大值;根据当前小浪底水库所处的运用阶段和水沙调控运用的要求,提出小浪底水库调控目标应转向水库适度拦调泥沙,尽可能长期维持黄河下游4 000m3/s左右中水河槽,调水调沙运用应综合考虑小浪底库区淤积和下游河道主槽过流能力变化等因素,选用适宜的调水调沙运用模式。     

纪念人民治理黄河70年 治黄科技成果及应用回顾

正黄河调水调沙理论与实践黄河的根本问题是水少、沙多、水沙关系不协调。黄土高原严重的水土流失,造成大量泥沙在黄河下游强烈堆积,使下游河道成为地上悬河,防洪形势非常严峻。黄河调水调沙是通过人工手段改变天然水沙不平衡关系的减淤方式,力图控制位于关键地位的水库     

论黄河下游河道的生态安全屏障作用

黄河下游近800 km河道是举世闻名的"地上悬河",是淮河水系和海河水系的分水岭。人民治黄70 a来,黄河下游治理取得了举世瞩目的成就,由下游标准化堤防、河道、中游水库群、分滞洪工程、非工程措施等所构成的防洪体系已成为黄淮海平原的生态安全屏障。但是,由于黄河水少沙多、水沙关系不协调,因此泥沙问题长期以来并没有得到根本解决,威胁下游防洪安全的"二级悬河"不利形态依然存在。依靠自然力量和现有水沙调控体系无法消除"二级悬河",治理"二级悬河"并彻底控制其进一步发展,必须借助于人工干预。本文提出结合现有技术,完善水沙调控体系,有效进行调水调沙,恢复下游合理的行洪滞洪处理泥沙的河道形态,以确保黄淮海平原生态安全屏障的安全。同时,结合沿黄城市发展,打造集滩区居民脱贫与持续发展、"二级悬河"治理、沿黄城市生态空间等为一体的生态带。     

黄河下游“二级悬河”的成因及治理措施探讨

虽然小浪底水库已建成投入运用，黄河大堤进行了多次加高，但黄河下游的防洪形势依然严峻。黄河下游“二级悬河”的局面，是不利的水沙条件与边界条件共同作用的结果，不仅能使河道整治工程失去作用，也对防洪和滩区群众生命财产构成了极大威胁。提出适时进行调水调沙、淤筑相对地下河、主槽疏浚、加强河口治理等综合治理措施。     

维持黄河下游河道与滩区稳定的泥沙处置方案

变化环境下研究提出可以维持黄河下游河道与滩区稳定的泥沙处置方案对黄河下游乃至流域治理具有重要指导作用。通过实测资料分析、数学模型等手段,分析入黄泥沙的时空分布变化,认为三门峡水库建成后的3个水库运用阶段输沙入海是泥沙处置的主导方式,小浪底水库建成后变为以水库拦沙为主导,大型水库是影响泥沙空间分布及河道冲淤的重要因子;黄河年均来沙8亿、6亿、3亿t情景,黄河下游无法实现河道和滩区稳定,拟定了5个泥沙处置方案,通过分析评价得到最优方案,即古贤、桃花峪水库+滩区生态治理方案,建设古贤水库可以基本实现黄河下游50 a河床不淤高,滩区生态治理能够消除“二级悬河”,加上桃花峪水库可显著提高滩区防洪标准,综合评价该方案最优。     

濮阳黄河河段二级悬河状况及治理措施

1990年以来，由于濮阳河段持续小流量，黄河泥沙集中淤积河槽，“二级悬河”形势加剧，特别是在小浪底调水调沙期间，水位表现高，浸滩流量减至2000m^3/s以下，因此，必须采取一些必要的措施尽快加以治理，以实现濮阳黄河河段的长治久安，使滩区人民的生命财产免遭损失。     

黄河悬河稳定性及治理意见

从地学角度出发，论证了影响黄河悬河稳定性的因素：①地质构造控制机制；②河流地貌；③河床质与土体结构；④河流动力地质作用。在此基础上，提出黄河悬河治理意见：①黄河下游临黄大堤不宜继续加高；②黄河下游大堤加固要充分考虑地质条件；③重塑黄河下游地貌；④充分利用中游水利工程调水调沙；⑤加快南水北调工程进度；⑥加强上游泥沙来源区水土保持工作。     

黄河下游滩区洪水风险分析及减灾措施研究

黄河下游滩区洪水漫滩灾害频发,作为防洪非工程措施的洪水风险分析对于指导黄河下游滩区实施防洪减灾措施有着重要的意义。针对黄河下游滩区呈现“二级悬河”的不利局面及下游洪水泥沙含量大的特点,采用基于GIS的黄河下游二维水沙数学模型分量级计算相关洪水风险信息。根据洪水风险分析结果,制定滩区居民迁安救护方案,编制了不同量级洪水淹没下的滩区洪水风险图,增强滩区居民风险意识及应急避险撤退能力。提出了相关减灾应对措施,有着显著的防洪减灾效益。     

黄河泥沙工程控制理论与实践

泥沙控制是黄河保护治理的关键。采用系统控制理论的基本思想,建立水沙关系协调度作为泥沙控制系统目标,提出了黄河泥沙系统治理的四级调控模式。一级控制通过黄土高原水土流失综合治理“拦沙”和控制沟道侵蚀基准面减蚀,实现从源头减少入黄泥沙;二级控制通过修建干支流水库拦沙和调水调沙等技术实现对水沙关系的有效调控;三级控制通过宽滩河道生态治理,保障宽滩区充分发挥削峰滞洪沉沙的调节功能;四级控制通过河口综合治理稳定和控制尾闾泥沙侵蚀基准面减少溯源淤积。基于从黄河中游泥沙发源地到河口地区的四级系统工程调控,维持黄河下游百年尺度稳定行河和大河安澜。     

基于空间尺度的黄河调水调沙

基于空间尺度的黄河调水调沙即利用小浪底水库不同泄水孔洞组合塑造一定历时和大小的流量、含沙量及泥沙颗粒级配过程,加载于小浪底水库下游伊洛河、沁河的"清水"之上,并使其在花园口站准确对接,形成花园口站协调的水沙关系,实现既排出小浪底水库的淤积泥沙,又使小浪底-花园口区间"清水"不空载运行,同时使黄河下游河道不淤积的目标.实施基于空间尺度的黄河调水调沙要重点解决三大关键问题:一是确定小浪底水库不同泄水孔洞组合,二是小浪底-花园口区间洪水、泥沙的准确预报,三是准确对接(黄河干流)小浪底、(伊洛河)黑石关、(沁河)武陟三站在花园口站的水沙过程.通过基于空间尺度的调水调沙试验,进一步深化了对黄河水沙规律的认识,探索了人工调控黄河洪水流量、含沙量、泥沙颗粒级配等协调水沙关系的可行性,为充分利用自然力量治理黄河泥沙寻找了一条新的途径.     

不同治理模式下黄河下游水沙运行机制研究——“黄河下游滩区生态再造与治理研究”之二

通过建立黄河下游花园口至艾山河段二维水沙模型,采用实测资料分析和模型计算等多种手段研究黄河下游水沙运行机制。黄河下游宽河段以艾山为卡口形成平原水库,当发生漫滩洪水时,水流进入滩区,泥沙大量落淤,而后清水退入主槽,既减轻主槽淤积甚至产生"淤滩刷槽"效果,又减少了艾山以下窄河段的洪峰流量和泥沙淤积,是黄河下游防洪减淤体系的重要组成部分。受滩区人类活动和来水来沙等因素影响,现状河道存在漫滩水流顶冲堤防、顺堤行洪以及滩槽水沙交换不畅等问题,中小洪水期间河道淤积的泥沙90%以上分布在主槽和嫩滩,即使大洪水期间滩区构筑物影响减弱,仍有约50%淤积量分布在嫩滩;滩区防护堤方案缩窄了河道,客观上减少下游河道淤积7%~30%,但是加大了大洪水期间嫩滩淤积量;生态治理方案实施"高滩"淤筑和"二滩"再造,消除了"二级悬河"和滩槽横向倒比降,实现了洪水自然漫滩,减少下游河道淤积20%~50%,嫩滩淤积减少幅度更大,有利于遏制"二级悬河"形成。