黃河下游“二級(jí)懸河”成因及治理措施初探

楊桂芳 崔慶瑞 張 偉

(聊城黃河河務(wù)局 252000)

黃河下游河道上寬下窄，比降上陡下緩，排洪能力上大下小。黃河水少沙多，水沙不平衡，造成河道不斷淤積抬高。黃河下游河道排泄大量泥沙的同時(shí)，泥沙淤積使河床不斷抬高，排洪能力降低，將下游河道塑造成“地上河”，加大了洪水對(duì)兩岸的威脅。由于泥沙淤積，河床變形更為劇烈，在高含沙量洪水期間，泥沙強(qiáng)烈淤積，使中常洪水也可能出現(xiàn)異常高水位，主流擺動(dòng)頻繁，河槽形態(tài)劇烈調(diào)整，極易形成橫河、斜河和順堤行洪，增加了防洪搶險(xiǎn)難度，對(duì)防洪安全威脅極大。近年來，黃河水資源持續(xù)偏枯，下游漫灘幾率減少，河槽淤積抬高加快，造成主槽高于兩岸灘地，灘地又高于黃河大堤背河地面。險(xiǎn)工、控導(dǎo)工程控制了河道的擺動(dòng)范圍，減少了灘地淤積，加劇了灘地橫比降的發(fā)展，形成“槽高、灘低、堤根洼”的新格局，加速了黃河下游河段“二級(jí)懸河”不利局面的形成。

1 “二級(jí)懸河”的成因及危害

1.1 主槽淤積速度快，灘地淤積速度慢

在一定的來水來沙條件下，河流的輸沙能力與流量的高次方成正比，當(dāng)大河流量接近平灘流量時(shí)，河道的輸沙能力達(dá)到最大值。由于水少沙多，水沙不平衡，長期以來，黃河下游河道一直處于強(qiáng)烈的淤積抬升狀態(tài)，致使黃河下游河道高出兩岸地面，形成地上“懸河”。尤其是近十多年來，黃河水量一直較小，黃河來水來沙條件變化較大，中小洪水和枯水期泥沙主要淤積在主槽內(nèi)，致使主槽的淤積速度大大高于灘地的淤積速度，河槽平均高程大于灘地平均高程，逐步形成“二級(jí)懸河”。根據(jù)黃河下游水文站的觀測(cè)資料，1950～1990年下游河道共淤積泥沙70多億t，導(dǎo)致水位大幅抬高。黃河蘭考夾河灘以下至山東洛口河段河床抬高了1m多。1985～1993年在年均輸沙量8億t的情況下，下游河道年均淤積量仍達(dá)2億t，且絕大部分淤積在河槽內(nèi)。1986年以來，水沙條件改變了淤積部位，主槽淤積加重，灘槽的淤積量分別占全斷面淤積量的23%和77%，艾山至利津河段主槽淤積更為嚴(yán)重。1985～1996年，高村、艾山、濼口、利津4個(gè)主要水文站主槽分別淤高0.31m、1.11m、1.77m和1.52m。由于泥沙大部分淤積在主槽，使漫灘流量由過去的6000m3/s左右降至 2000 ～3000m3/s，3000m3/s的水位大部分河段年平均抬高0.1m，形成了小流量、高水位、大險(xiǎn)情的不利局面。

1.2 堤根附近淤積較少

黃河水量的日趨減少和灌溉用水的增加，使得黃河水流速度慢，水流的挾沙能力逐步降低。特別是啟用小浪底水庫后，洪峰被削減，漫灘的幾率將會(huì)更小，主槽的淤積量將變得更大。嫩灘附近淤積厚度較大，而遠(yuǎn)離主河槽的灘地因水沙交換作用不強(qiáng)，淤積厚度較小，大堤根部附近淤積更少，致使平灘水位明顯高于兩邊灘地，形成堤溝河。一旦發(fā)生較大洪水，極易發(fā)生“橫河”。

1.3 防洪工程建設(shè)加劇了堤溝河的形成

自1998年以來，國家投巨資改建、加固了許多黃河防洪工程，使防洪工程的抗洪能力進(jìn)一步增強(qiáng)。修建防洪工程的過程中，動(dòng)用了大量土方，使得征地、挖地難度加大，部分防洪工程土場劃在了臨河堤防保護(hù)范圍外的灘地內(nèi)。尤其是機(jī)淤固堤工程，直接從臨河嫩灘取土，土方量大。由于近年來黃河水量較小，還淤困難，逐步形成了堤根洼的不利局面，加大了“二級(jí)懸河”的形成速度。

1.4 黃河下游的自然條件容易形成“二級(jí)懸河”

黃河下游河道屬于游蕩型河道，河道較寬處多達(dá)20km，最窄處僅275m。80年代以前，黃河水量較豐，漫灘幾率大，灘地得到一定程度的淤積;80年代后，隨著黃河水量的減少，主槽淤積日益加重，再加上灘地較寬，順堤堤溝河長，灘地間橫比降遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于縱比降，使得河槽更容易發(fā)生大范圍的游蕩和擺動(dòng)，加大了出現(xiàn)滾河的可能性，加劇了“二級(jí)懸河”的形成。漫灘水流通過串溝沖向大堤，沿著靠近堤防的低洼地帶順流直下，形成順堤行洪，對(duì)堤防安全構(gòu)成較大威脅。

2 “二級(jí)懸河”的治理措施

2.1 修筑防護(hù)工程，確保堤防安全

黃河下游新修、改建的滾河防護(hù)工程和控導(dǎo)工程對(duì)控導(dǎo)河勢(shì)起著重要的作用，基本控制了主溜游蕩不定的局面，歸順了河道流路。小浪底水庫建成后，由于河床邊界條件的變化，黃河下游河勢(shì)發(fā)生部分變化，原來不靠水的險(xiǎn)工壩岸出現(xiàn)靠水，部分靠水壩岸出現(xiàn)脫河。針對(duì)溜勢(shì)的上提或下挫，應(yīng)充分發(fā)揮現(xiàn)有河道整治工程“以壩護(hù)灣，以灣導(dǎo)流，護(hù)灘保堤”的作用，控制現(xiàn)有流路，穩(wěn)定河勢(shì)，防止?jié)L河，確保堤防安全。

2.2 淤堵串溝，防止小水漫灘

串溝是洪水漫灘時(shí)在低洼處沖刷形成的，是造成小水漫灘的主要原因，淤堵串溝是保障灘區(qū)不漫灘的主要措施之一。采用人工淤灘的辦法，向串溝附近有計(jì)劃地實(shí)施人工放淤，縮小主槽與灘地之間的相對(duì)高差，改善灘地橫比降，達(dá)到小水不漫灘的目的。在條形大灘上首，修建放淤閘，利用汛期高含沙量的水流，有計(jì)劃地放淤淤灘，從根本上改善灘唇高仰、堤根低洼的嚴(yán)峻局面，確保黃河下游防洪安全。

2.3 淤填堤河，防止順堤行洪

近十幾年來洪水漫灘的幾率減少，河道斷面橫向淤積不平衡，以及修建防洪工程取土，致使灘唇淤積抬高的速度比灘地及堤根快，再加上大水時(shí)順堤行洪的沖刷，逐漸在靠近堤防臨河坡堤根附近形成低洼狹長地帶，成為“堤河”。由于堤根處落淤幾率小，堤河長時(shí)間得不到淤填。堤河的存在加大了河勢(shì)突變直沖大堤及順堤行洪發(fā)生的可能性，增加了偎堤長度及偎堤水深，使堤坡出險(xiǎn)幾率大大增加，直接威脅堤防安全，對(duì)黃河下游防洪極為不利。因此，栽植活柳壩，減小行洪速度，定期采用人工進(jìn)行淤筑或?qū)Φ毯舆M(jìn)行填墊，有計(jì)劃地治理堤河，縮小河道斷面橫比降，加快“二級(jí)懸河”的治理速度，對(duì)實(shí)現(xiàn)黃河長治久安具有重要意義。

2.4 廢除生產(chǎn)堤

生產(chǎn)堤的修建，縮窄了河道行洪斷面，打破了行洪規(guī)律，使洪水漫灘的幾率降低，泥沙大部分淤積在主槽內(nèi)，灘地長期得不到淤高，加劇了灘地橫比降的發(fā)展，使“二級(jí)懸河”的不利局面進(jìn)一步加劇。生產(chǎn)堤對(duì)不同流量級(jí)的洪水漫灘影響不同。中小洪水漫灘，漫灘水量少，水流含沙量低，灘槽水沙交換較弱，生產(chǎn)堤的存在對(duì)其影響不甚明顯。對(duì)大洪水漫灘，由于生產(chǎn)堤和險(xiǎn)工、控導(dǎo)工程限制了河槽的擺動(dòng)，影響了灘槽水流的水沙交換，致使灘地的淤積量明顯減少，加劇了灘地橫比降的形成，使槽高、灘低、堤根洼的局面進(jìn)一步加劇。因此，應(yīng)徹底廢除生產(chǎn)堤，擴(kuò)大河道行洪斷面，給洪水和泥沙以出路，增加水流漫灘的幾率，保持灘槽水沙的充分交換，使灘槽同步上升，減小主槽和灘地之間的橫比降，減緩“二級(jí)懸河”的形成速度，解決“二級(jí)懸河”的問題。

2.5 挖河疏浚，保證洪水流路

疏浚河槽是治理黃河下游“二級(jí)懸河”的有效措施。有計(jì)劃地對(duì)河槽進(jìn)行疏浚，保證沖淤平衡和水流暢通，逐步形成相對(duì)地下河，可以減少串溝及順堤行洪發(fā)生的可能性。利用疏浚土方淤筑串溝、堤河，淤背加固堤防，減小灘面橫比降，使堤河處與現(xiàn)狀地面相平，形成相對(duì)“地下河”，減輕“二級(jí)懸河”的不利局面。堤防加固后堤防的安全得到了保障，起到了一舉多得的效果。

2.6 利用調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)，有計(jì)劃地淤積灘面

黃河自2002年起已連續(xù)進(jìn)行了13次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)及生產(chǎn)運(yùn)行，從實(shí)際情況來看，黃河下游灘地出現(xiàn)了不同程度的淤積，抬高了堤河、串溝等處的地面高程，減少了河道斷面的橫比降，對(duì)控制“二級(jí)懸河”起到了一定的作用。另外，可以利用小浪底水庫調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)，有計(jì)劃地淤積灘地，達(dá)到治理“二級(jí)懸河”的目的。

2.7 加強(qiáng)河口治理

黃河下游河道排送的大量泥沙淤積在黃河尾閭段和濱海地區(qū)，使河口不斷淤積延伸，侵蝕基準(zhǔn)面相對(duì)抬高，加重了上游河槽的溯源淤積，這也是造成下游河道淤積的原因之一。結(jié)合油田開發(fā)建設(shè)和河口演變發(fā)展的情況，用擺動(dòng)改道的方法來分散泥沙淤積，加強(qiáng)河口地區(qū)防洪防凌建設(shè)的統(tǒng)一管理，盡可能減少河口淤積延伸對(duì)黃河下游帶來的溯源淤積影響，也是緩解“二級(jí)懸河”進(jìn)一步加劇的措施之一。

2.8 及時(shí)清除高稈作物

近幾年，由于黃河水量持續(xù)偏枯，黃河下游出現(xiàn)大量嫩灘，兩岸群眾種植了大量片林、玉米等高稈作物。這些高稈作物減緩了水流前進(jìn)的速度，造成河道主槽的進(jìn)一步淤積，給黃河防洪帶來較大的壓力。這些阻水障礙物是人為因素造成的，本著誰設(shè)障、誰清除的原則，及時(shí)清除高稈作物，減少高稈作物對(duì)河道行洪的阻力，確保水流暢通，能夠減緩“二級(jí)懸河”的形成速度，保證防洪安全。

3 建議

3.1 加強(qiáng)“二級(jí)懸河”治理的前期工作，確保治理工作有計(jì)劃地實(shí)施

“二級(jí)懸河”的形成是黃河泥沙長期淤積的結(jié)果，是黃河水資源短缺的必然趨勢(shì)，治理“二級(jí)懸河”需要一個(gè)長期的過程。建議在“二級(jí)懸河”規(guī)模治理前，進(jìn)行長期規(guī)劃，按照輕重緩急的原則，結(jié)合黃河下游堤防建設(shè)，分期分批進(jìn)行治理。

3.2 加大“三新”技術(shù)應(yīng)用，保證治理成果

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，“三新”技術(shù)在黃河治理和開發(fā)中越來越多地得到應(yīng)用和推廣?！叭隆奔夹g(shù)的應(yīng)用，提高了防洪工程的科技含量，增加了防洪工程的抗洪強(qiáng)度，減少了出險(xiǎn)幾率，對(duì)實(shí)現(xiàn)科技治黃和黃河的長治久安具有明顯效果。建議在“二級(jí)懸河”的治理過程中，從工程前期開始，就注重“三新”技術(shù)應(yīng)用，引進(jìn)和推廣先進(jìn)技術(shù)，加快“二級(jí)懸河”的治理速度，保證“二級(jí)懸河”的治理效果。