黄河下游河道治理战略研究

从有历史记载以来,黄河治理就备受关注,就治河而言,从未停止过宽河与窄河的争论。宽河方略以现有黄河大堤为堤线,以逐步废除生产堤全滩区运用方案作为代表方案;窄河方略堤线考虑河道整治工程治导线、有关滩槽划分界限成果、河道内现状工程分布等因素,陶城铺以上宽河段平均堤距4 km左右、陶城铺以下河段基本维持现状堤线布置。通过对宽河方略、窄河方略下不同方案的设置条件、运用方式等进行研究,从对下游防洪、河道冲淤的影响、治理效果及经济指标、治理风险等多方面对两种方略进行比较,认为宽河方略可以更好地发挥宽滩区的滞洪沉沙作用,利于洪水的管理和调度,可为下游河道治理和滩区群众生产发展共赢创造条件,应作为黄河下游河道治理的推荐方案。     

"宽河固堤,窄河弱防"治理黄河下游宽河道

对黄河下游宽河道现状进行了分析,认为：应采取“宽河固堤,窄河弱防,整治中水河槽”方略治理黄河下游宽河道,在强力推进标准化堤防和完善现有河道整治工程前提下,进一步缩窄河道,修建抵御8000m^3／s流量的滩区堤防;利用模型试验、移动组合式导流坝和超低潜坝技术,探索和进行小水河槽整治,提高滩区安全保障能力和控导工程对于中、小水的约束与控制作用,提高中、小水流的河道输沙能力,构建以堤防和河道整治工程为主体的排洪输沙体系,实现黄河下游河道的长期相对稳定和长治久安。     

黄河下游近期治理对策

分析了黄河下游治理存在的问题、需求和主要治理目标，提出黄河下游近期的治理对策为：①宽堤固河、高滩深槽；②水沙联调、二级分化；③主动减灾、积极避水、政策调整；④保城(工)稳农、维持基流；⑤水沙资源化、多目标利用：⑥建立社会化、市场化、信息化和现代化的管理制度，创造科学的、人与自然和谐相处、可持续发展的治理环境。同时，针对黄河下游治理与流域综合治理的关系、蓄滞洪区问题、黄河下游防汛的设防标准及河道整治工程的建设等问题提出了意见和建议。     

对黄河下游河道的再认识

一、造成小水大灾的原因 近年来,随着清水资源的优先开发,龙羊峡、刘家峡两座大型水库投入运用,及上中游地区工农业用水的增加,黄河下游的问题更加突出。龙羊峡、刘家峡水库汛期的最大蓄水量可达100亿m~3,使得汛期进入下游的水量大幅度减小,含沙量增加,洪峰流量减小,洪水的造床作用减弱,河槽严重淤积并萎缩,平滩流量减小,二级悬河进一步发展,几乎年年出现长时间断流,防洪和水资源利用问题更加突出。     

黄河下游防洪形势及近期治理对策研究

小浪底水库已建成投入运用，黄河下游防御大洪水能力增强，但由于黄河下游是“地上悬河”，现有防洪工程还不完善，因此防洪形势仍很严峻。主要问题有：泥沙问题在相当长时间内难以根本解决，历史上形成的“地下悬河”局面将长期存在。下游仍有发生大洪水的可能，堤防质量差，险点隐患多，断面不足，仍有溃决的可能；高村以上河段控导工程不完善，河势尚未得到控制，主流游荡多变，“横河”和“斜河”类重危及堤防安全，而且又建工程标准低，急需加固；东平湖滞洪区围坝质量差，退水不畅，安全建设遗留问题较多；防洪非工程措施不适应防汛抢险要求，针对这些问题，近期防洪治理急需采取的对策是：大力 开展放淤固堤；加强游荡性河段的河道整治；进行东平湖滞洪区除险加固；加强滩区安全建设，尽快兴建沁河河口村水库；完善防洪非工程措施。     

黄河下游游荡性河道整治方案研究

小浪底水库投入运用后，黄河下游水沙条件的变化，使游荡性河道整治出现了新情况，新问题。下一步治理应注意积极修建新布点工程，完成具有关键性导流作用的续建工程，确定适应新情况的设计治导线，积极开展新结构试验和观测研究。     

黄河下游挖河效果研究

在黄河下游开展挖河疏浚有很多关键技术问题需要解决，近两年来，重点通过物理模型试验并辅以数学模型计算及对挖河固堤启动工程的实测资料分析，对拟定的黄河下游游荡性河段及弯曲性河段不同挖河固堤方案的合理性进行了论证分析，研究了挖河效果及其影响因素，得出了一些初步认识，并对挖沙减淤计算的有关问题作了讨论。     

黄河下游挖河固堤工程规划意见

黄河下游挖河固堤将挖河疏浚与加固堤防结合起来，既可以减轻河道冲淤，又能利用挖出的泥沙加固堤防，是黄河下游防洪减淤总体布局的一个重要组成部分。通过研究2020年前挖河固堤的目标和规模，确定了挖沙河段和淤筑堤防的范围；在分析挖沙时段之后，确定挖泥设备主要采用挖泥船，挖河固堤的重点是陶城铺以下的窄河段及河口段。     

黄河下游宽河道平衡河宽的一种计算方法

来沙量大、水沙搭配不合理以及游荡型河道断面宽浅是黄河下游宽河道淤积严重的主要原因。小浪底水库的建成和运用使得改变进入下游河道的水沙搭配成为现实。在列举已有关于窄深河槽"多来多排"的研究成果和实例的基础上,分析了形成"多来多排"现象的原因,认为高含沙洪水的输沙量并不是含沙量越高就越大,而是存在一个阈值,达到这一阈值即可实现"多来多排"。基于利津水文站资料,结合曼宁公式,得到了黄河下游宽河道平衡河宽的计算公式,得出黄河下游宽河道的平衡河宽为574 m,该计算结果与渭河、北洛河及黄河山东段河道实测资料相比是合理的。     

黄河下游河道湿地浅析

黄河属于高含沙河流,自小浪底以下河道大部分为宽浅游荡型河道,形成了特有的黄河河道湿地。研究认为:黄河下游河道湿地是黄河小浪底以下河道行洪的重要组成部分;湿地保护应考虑下游滩区的现状,并应与下游综合治理相结合;黄河下游频繁断流对湿地的破坏较大;黄河下游滩区生产堤的修建既影响防洪又不利于河道湿地发育;黄河下游河道湿地的存在有利于沿黄两岸生态环境的改善。提出黄河下游河道湿地的研究方向为:①河道典型湿地价值评估研究;②黄河下游河道湿地规模与黄河径流补给的响应关系研究;③黄河自然洪水对下游河道湿地的影响效应研究;④黄河调水调沙对河道湿地的影响效应研究等。     

黄河下游游荡型河道整治效果评估

从河势流路稳定性和河床稳定性等方面分析了黄河下游游荡型河道整治对河势的控制效果。结果表明:经采用微弯型整治方案后,游荡型河段的主溜平均摆动范围逐渐减小,河流稳定性明显提高;每处工程稳定靠溜长度不小于2300 m、工程长4 500 m左右,可以基本稳定游荡型河道的河势,但主流仍会在一定范围内变化。     

未来黄河下游治理的主要对策

针对黄河下游治理难度大、河情十分特殊的实际,提出了黄河下游治理的主要对策：①必须把握黄河未来水沙变化的规律;②要解决好黄河下游水资源不足的实际问题,在加大减沙入黄措施的同时寻求调水济黄途径;③应加大宽河道整治力度,重点研究“二级悬河”治理的对策;④对黄河下游宽河道边界应有新的布局;⑤黄河口治理应采取“输、挖、分”并举的方案,即束水冲沙、输沙入海,挖沙疏浚和科学分洪。     

黄河下游游荡河道萎缩过程中的河床演变趋势

由于人类活动与自然因素影响下的水沙变化。黄河下游自20世纪70年代初期特别是80年代中期以来发生了明显的河床萎缩,河宽束窄,宽深比减小,主流线摆动幅度减小,深泓线弯曲系数增大,这表明,黄河下游的游荡程度有所降低。     

黄河堤防溃口对策研究

黄河下游历史上决口改道频繁,当前的防洪形势依然严峻,下游堤防仍有决口的可能。在分析决口口门形式,口门发展变化过程,溃口洪水演进及洪灾损失模拟计算的基础上,提出黄河堤防溃口总体对策是：抢修裹头,控制口门;水库拦蓄,削减洪水,导流入槽,杀减水势;相机分水,服务堵口,堵口复提,重归大河,排围结合,尽力减灾,可概括为“裹、拦、导、分、堵、排、围”七个方面的内容。     

黄河下游水沙变异与河道响应

对龙羊峡、刘家峡和三门峡3座水库修建后黄河下游的水沙变异与河道响应情况进行了分析,认为:①三门峡水库运用后,汛期下泄水量占全年的比例平均为45%,和天然情况相比减少了15%,排沙量更为集中(占全年的95%以上),和天然情况相比增大了10%左右,水沙更趋不平衡;②汛期洪水减少,洪峰流量和洪峰期水量减小,含沙量增大,形成小水带大沙;③洪水的造床作用明显减弱,使得河流平面尺度和断面尺度减小,河床冲淤演变所涉及的范围有所减小,河道的淤积更加局限在中水河槽内,主槽和嫩滩的淤积导致了“二级悬河”的发育和发展。建议在现有水库对水量实行调节的同时,尽快修建中游泥沙调节水库,实现黄河水沙的统一调控,创造比较和谐的水沙关系,维持黄河健康生命。     

黄河下游游荡性河段现有整治工程的研究

黄河下游荡性河道整治已积累了一套成熟经验，对整治规划与典型河段整情况的分析后指出，运用河势演变规律，拟定规划治导线，据此砷设工程，控导主溜，当工度达到河道长度约８０％左右时，即可控制河势；否则，盲目修建工程，不能控制河势，效益很差。两头整治工程虽不完善，但在控制河势、共等方面作用显著，游荡性河道可否整治的标准是能否控导主溜。根据对整治的有利手不利条件、简单性复杂性，尤其是游荡性的易塑性、主溜的易导     

黄河下游堤距对河道沉积速率的影响

以黄河下游堤距和1934～1985年间河道淤积速率的实测资料为基础，研究了堤距与沉积速率的关系。沿流程向下，黄河下游堤距在总体上表现出先增大，然后再迅速减小的趋势。水位变幅与堤距之间有较强的负相关，堤距越小，水位变幅越大。水位变幅较大，反映洪水中水深的增加幅度较大，在其他条件相同时，流速会因此而增大，使得水流挟沙能力也增强。沉积速率随堤距的变化是非线性的。当堤距由15km缩窄到10km时，堤距的缩小对沉积速率不发生影响；当堤距由10km减到6km时，河槽中的水流动力并不会因堤距束窄而显著加强，由于堤距束窄使泥沙的堆积空间减小，故沉积速率反而增大，并达到峰值；当堤距从6km继续减小时，大堤对水流的约束作用使水动力得到显著强化，挟沙能力加强，这一作用抵消了堤距减小使堆积空间减小的影响而有余，因而沉积速率减小。