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根治黃河對(duì)策的探討論文
摘要:在系統(tǒng)評(píng)述現(xiàn)代治黃方略基礎(chǔ)上,把江、淮、河、海四流域作為一個(gè)系統(tǒng)考慮,針對(duì)“水少、沙多”這兩點(diǎn)黃河難治的癥結(jié),確定治黃對(duì)策為:
。1)采用現(xiàn)代工程措施,將中游水土嚴(yán)重流失區(qū)改造成錯(cuò)落有致的相對(duì)平原,以大大減少入海沙量;
。2)從漢江、淮河上游調(diào)水入黃,沖沙減淤,解決黃河下游水資源供需矛盾,改善河口地區(qū)生態(tài)環(huán)境。若如此,根治黃河將非夢(mèng)幻。
關(guān)鍵詞:黃河對(duì)策
黃河流域是中華文明的主要發(fā)祥地,但由于地理和環(huán)境的原因,黃河又是世界上含沙量最大、地上懸河河段最長(zhǎng)的河流。從先秦時(shí)期到民國(guó)年間的2500多年時(shí)間里,黃河共泛濫1500多次,改道26次,給兩岸人民的生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大的損失。自人民治黃以來(lái),創(chuàng)造了黃河連續(xù)55a伏秋大汛不決口的歷史奇跡和綜合開(kāi)發(fā)的豐碩成果,治黃成就舉世公認(rèn)。然而,黃河畢竟是世界上最難治理的河流,目前展現(xiàn)我們面前的是:上游源頭不斷萎縮;中游土地沙化、水土流失日益嚴(yán)重;下游河床仍不斷淤積抬高、懸河形勢(shì)更為嚴(yán)峻;整個(gè)流域水資源供需矛盾愈加突出……。
有關(guān)部門(mén)在“21世紀(jì)黃河防洪形勢(shì)和對(duì)策”中,針對(duì)性地提出了系統(tǒng)的治黃方略,包括“以下游大堤加培和河道整治工程為重點(diǎn),盡快完善黃河下游防洪工程體系,合理調(diào)度小浪底水庫(kù),充分發(fā)揮其防洪、防凌、減淤作用;堅(jiān)持不懈地搞好黃土高原的水土保持,有效減少入黃泥沙,適時(shí)修建磧口、古賢水利樞紐”等重要措施,但其目標(biāo)也僅僅是“使黃河下游現(xiàn)行河道再行河100a左右!闭?yàn)辄S河的難治,不少人視黃河為“中國(guó)的憂患”。其實(shí),就目前科技水平和國(guó)力狀況,我們完全可以根治黃河。本文擬在綜述和評(píng)價(jià)現(xiàn)代有代表性的治黃方略的基礎(chǔ)上,提出根治黃河的對(duì)策。
1現(xiàn)代治黃方略述評(píng)
1.1人工改道方案
由于黃河下游嚴(yán)重淤積,歷史上平均每隔100多年就自然改道1次。大堤不可能無(wú)限修高,自然決口不如人工改道,于是有人提出了黃河的人工改道方案。方案之一是開(kāi)辟新河,西起京廣鐵路橋附近,經(jīng)封丘、長(zhǎng)垣,東至禹城、惠民,由套兒河口東流入海。河長(zhǎng)580km,比京廣鐵路橋以下現(xiàn)河道縮短100km左右。方案之二是平行北移黃河方案,又稱(chēng)三堤兩河方案,在黃河下游北岸大堤之北再筑一條大堤,從而形成的新河道,在夾河灘以下縮短約80km,可與現(xiàn)河道交替使用。
細(xì)觀黃河流域地圖,自然能萌生在黃河上中游也實(shí)施人工改道的設(shè)想。自20多年前曾有學(xué)者向筆者提及此方案后,經(jīng)常有人提此建議。例如文獻(xiàn)提出的分流工程,即以黃河上游的劉家峽水庫(kù)作為分流點(diǎn),其中上分流仍然是黃河干流,其水量受到控制,主要保證寧夏平原、河套平原等地區(qū)工農(nóng)業(yè)對(duì)水的基本需求。上分流在河口鎮(zhèn)處斷流。下分流從分流點(diǎn)處直接?xùn)|流,通過(guò)隧道注入渭河上游,再借助渭河與黃河干流相連。這類(lèi)方案試圖使黃河干流不再輸送黃土高原溝壑區(qū)和黃土丘陵溝壑區(qū)的泥沙。
黃河人工改道的策略自古就有人提及,即使不討論上中游的改道設(shè)想,僅黃河下游的改道,工程量就十分巨大,牽涉面廣,未知因素太多,對(duì)區(qū)域環(huán)境,氣候的影響風(fēng)險(xiǎn)太大,特別是在現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)、人口密集的情況下,改道之議更難以得到理解。
1.2放淤及淤背方案
黃河細(xì)沙淤泥肥好,結(jié)合引黃河水淤地,發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)并處理泥沙無(wú)疑是一件一舉兩得的幸事。歷史上北宋的王安石曾放黃淤地,20世紀(jì)50年代也實(shí)行過(guò)放淤造田的方案,但都因土壤鹽堿化問(wèn)題未能取得成功。
曾有人提出放淤稻改,從農(nóng)業(yè)著手達(dá)到治黃目的,最終導(dǎo)致喝光吃凈的后果。分流淤沙方案也有類(lèi)似效果,總結(jié)山東河段及河口三角洲群眾放淤改土的經(jīng)驗(yàn),曾有放淤治河的多種方案。不過(guò)應(yīng)該想到,若在河道內(nèi)放淤,縮小過(guò)洪斷面,影響防洪;在河道外放淤,尾水難歸大河,水資源浪費(fèi)較嚴(yán)重,多數(shù)情況下還可能增加引水口下游的河道淤積等問(wèn)題,都需要進(jìn)一步研究。
幾十年來(lái)一直在黃河下游大量進(jìn)行著引黃淤背工作。且借助水力吹填和機(jī)械化施工,將黃河泥沙淤筑在大堤兩側(cè)(主要在背河一側(cè)),形成高于河道的人工崗嶺,淤筑成相對(duì)地下河,潰決改道之虞可以避免。不過(guò),該方案工程量巨大,眾多跨河建筑物也必須不斷改建,尤其是到了一定程度,現(xiàn)有入黃的洛河、沁河、汶河、金堤河和山東左岸山區(qū)河流的出路,更是難以解決。此外環(huán)境問(wèn)題也是十分棘手的。
1.3河道整治方案
歷代治河專(zhuān)家都想通過(guò)“束水攻沙”、“穩(wěn)定中水河槽”,達(dá)到治理黃河下游河道的目的。目前多通過(guò)河道整治方案,因勢(shì)利導(dǎo),借助修建丁壩等控導(dǎo)工程,所謂“以壩護(hù)灣”、“以灣導(dǎo)溜”進(jìn)行護(hù)灘刷槽,形成穩(wěn)定的河槽,降低洪水水位,使中小洪水不漫灘,從而可用較少的水輸送更多的泥沙。
由于國(guó)家對(duì)黃河治理愈加重視,上中下游河段都大力實(shí)施河道整治工程。不過(guò)對(duì)于黃河這條水沙及河床邊界條件都十分復(fù)雜的河流,在泥沙尚未得到有效控制的前提下,河道整治工程很難“以靜制動(dòng),以不變應(yīng)萬(wàn)變”。模型試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在超飽和高含沙狀態(tài)下,大量泥沙堆積,主槽過(guò)流能力銳減,大洪水時(shí)河道整治工程很難控導(dǎo)河勢(shì),嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)主流上灘的所謂“滾河”現(xiàn)象。因而,對(duì)于治黃來(lái)講,河道整治僅為治標(biāo)之策。
1.4挖河疏浚方案
近年來(lái)有關(guān)部門(mén)借鑒國(guó)外疏浚航道的事例,提出挖河主張!饵S河治理開(kāi)發(fā)規(guī)劃綱要》中也已把挖沙疏浚作為一項(xiàng)重要的治黃措施。實(shí)際上,該措施在黃河上曾多次運(yùn)用。如果把此作為輔助性措施,在有堆存泥沙空間的情況下是有一定作用的。但是黃河泥沙挖不勝挖,大規(guī)模挖沙治河,必定事倍功半,甚至半途而廢。作用最明顯的可能是在河口區(qū)挖沙,但是由于控制流速與輸沙能力的主要是水面比降,海平面不變,其作用也是有限的。關(guān)鍵是通過(guò)諸如挖通攔門(mén)沙之類(lèi)的措施,降低河口侵蝕基準(zhǔn)面。如果在下游河道中間選擇某河段進(jìn)行開(kāi)挖,筆者1996年開(kāi)展的模型試驗(yàn)表明,挖沙后淤積反而加重,使原本能排到下游的泥沙在所挖河段紛紛落淤,說(shuō)明在侵蝕基點(diǎn)不可能降低太多的條件下,挖沙疏浚對(duì)減輕河道的淤積作用是很有限的(挖沙所減少的泥沙量相當(dāng)于被原應(yīng)下排入海的泥沙所置換)。
1.5攔沙措施
黃河中游黃土高原12.95×104km2的多沙粗沙區(qū)占入黃泥沙總量的80%,攔截這部分泥沙是黃河的治本之策。
建國(guó)以來(lái),我國(guó)在黃河干流上修建了龍羊峽、劉家峽、三門(mén)峽等多座高壩大庫(kù),小浪底水庫(kù)也已投入使用。高壩大庫(kù)能迅速地控制入黃泥沙,無(wú)疑是最易見(jiàn)成效的應(yīng)急措施。但干支流壩庫(kù)容畢竟有限,而上游來(lái)沙無(wú)限,此舉終非治本之策。
黃土高原歷史上群眾就有打壩淤地的傳統(tǒng)。在黃土高原以小流域?yàn)橹卫韱卧,修建溝道壩系工程,就地(cái)r蓄水沙,淤成的壩地水土肥沃,成為當(dāng)?shù)刂匾霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地。該方法具有投資少、當(dāng)年見(jiàn)效、群眾積極性高等優(yōu)點(diǎn)。目前應(yīng)對(duì)壩系穩(wěn)定和優(yōu)化規(guī)劃等理論進(jìn)行深入的研究,對(duì)當(dāng)?shù)厝罕姷拇驂谓?jīng)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)總結(jié),加強(qiáng)統(tǒng)一規(guī)劃和領(lǐng)導(dǎo)工作。
1.6調(diào)水調(diào)沙方案
早在20世紀(jì)60年代有關(guān)專(zhuān)家就提出了調(diào)水調(diào)沙治理黃河的新方略。即利用水庫(kù)調(diào)節(jié)水沙工程,充分發(fā)揮水流對(duì)下游河道的沖沙減淤作用。根據(jù)已有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和研究成果,水庫(kù)調(diào)水調(diào)沙包括蓄清排渾、留粗排細(xì)、控制泄量、人造洪峰等形式,試圖將河道泥沙直沖入海。據(jù)估算,要輸出這部分泥沙,每年得消耗22~24km3黃河水。但由于黃河水資源嚴(yán)重短缺,憑借自身的徑流量進(jìn)行調(diào)水調(diào)沙是難以解決問(wèn)題的。
在已經(jīng)實(shí)施的各種治黃措施中,只有“攔、排、調(diào)”最為有效,這三者又是相互聯(lián)系、缺一不可的。只有“調(diào)”好水沙,才能有效地“攔”和“排”;沒(méi)有“攔”和“排”,水沙也就無(wú)從“調(diào)”起。要解決黃河全流域的防洪問(wèn)題,緩解水資源供需矛盾,改善生態(tài)環(huán)境,最必要的條件就是要完善黃河水沙調(diào)控體系。而今在黃河上最為重要的三大控制性骨干工程中,龍羊峽、小浪底水庫(kù)已經(jīng)修建,只有位于其中的大柳樹(shù)水利樞紐沒(méi)有動(dòng)工。該工程具有承上啟下、反調(diào)節(jié)徑流、統(tǒng)籌兼顧的功能,能夠同龍羊峽、小浪底兩水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)用,構(gòu)成全河水沙調(diào)控體系的主體。此外,大柳樹(shù)水庫(kù)可滿足南水北調(diào)西線工程反調(diào)節(jié)要求,使其充分發(fā)揮調(diào)節(jié)效益。因此,必須把興建大柳樹(shù)水利樞紐工程放到治理黃河的高度去認(rèn)識(shí)。
1.7植被措施
傳統(tǒng)的植被種草攔沙方案主張?jiān)邳S土高原廣種草、樹(shù),以茂密的植被減少水土流失,攔截入黃泥沙。該方案早在民國(guó)時(shí)期就有人提出,建國(guó)后開(kāi)始大力提倡,并多次形成高潮。
實(shí)踐證明,希望通過(guò)植樹(shù)種草,恢復(fù)植被的單一方法來(lái)改變黃土高原的生態(tài)環(huán)境,減少水土流失的戰(zhàn)略思路是行不通的。黃河所流經(jīng)的中游地區(qū),特別是現(xiàn)代界定的嚴(yán)重水土流失區(qū)中的大部分地區(qū)自古即是自然條件極為嚴(yán)酷、水蝕風(fēng)蝕較為嚴(yán)重的地區(qū),加之當(dāng)?shù)厮Y源匱乏,原始的或常規(guī)的生產(chǎn)方式很難保證植物生長(zhǎng)有良好的立地條件,也就難以達(dá)到或長(zhǎng)期保持具有一定覆蓋度的植被狀況。
1.8調(diào)水沖沙方案
調(diào)水治黃主要是引外流域水入黃,加大黃河徑流,增加黃河挾沙能力,將泥沙輸送入海,同時(shí)解決黃河水資源短缺問(wèn)題,促進(jìn)沿黃工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。方案之一是藏水北調(diào),引“四江”(金沙江、瀾滄江、怒江、雅魯藏布江)之水到黃河上游的“兩湖”(扎陵湖、鄂陵湖)線路全長(zhǎng)1171km,每年調(diào)水43.5km3。但“四江”的調(diào)水點(diǎn)均在海拔4000m左右,要進(jìn)入“兩湖”存在一定的高差,需要大量的水電作為動(dòng)力,因而該方案只能停留在設(shè)想階段。方案之二是實(shí)施南水北調(diào)西線工程,從長(zhǎng)江源頭引水入黃,每年可調(diào)水20km3。該方案投資大,施工難度大,但技術(shù)上可行,水資源利用率高,效益顯著,目前已作為黃河治理的遠(yuǎn)期方案。
1997年有關(guān)專(zhuān)家提出引海沖沙的構(gòu)想。該方案提出從萊州灣引海水,注入利津以下河道,一方面引起溯源沖刷,使注入點(diǎn)以上河床全面下降,同時(shí)刷深河口段,加大了河槽比降,增加泄洪能力。由于問(wèn)題的復(fù)雜性,即使不考慮環(huán)境問(wèn)題,僅就引海水沖河床之沙的效率而言,也是不容樂(lè)觀的。
另外還有不少治理黃河的建議和方案,例如,為達(dá)到黃河下游的治理目標(biāo),必須建成相互配套的六大工程,即:
。1)黃河口雙導(dǎo)堤工程;
(2)西河口分洪工程;
。3)濟(jì)南堰工程;
。4)軟約束林帶導(dǎo)流工程;
。5)改造分洪方式,變現(xiàn)行的底閘分洪為高位分洪;
。6)建設(shè)完整的、徹底的分洪體系。顯然頗有科學(xué)依據(jù)和實(shí)踐意義。
2根治黃河的對(duì)策
2.1改造“黃土高原”,銳減入黃沙量
20世紀(jì)80年代中期,筆者認(rèn)為:對(duì)于黃土高原地區(qū)的水土保持,必須跳出傳統(tǒng)框框,應(yīng)該采用工程措施,如修筑控制性攔沙壩及必要的擋土墻工程,包括采取人工定向爆破及機(jī)械化推土等方法,使一座座高聳的峁峁梁梁填充溝壑。通過(guò)這些措施把經(jīng)多年治理如今占黃土高原地區(qū)總面積已小于20%、而入黃河泥沙卻占總?cè)朦S沙量80%左右的水土嚴(yán)重流失區(qū),改造成一片片錯(cuò)落有致的相對(duì)平原。通過(guò)工程措施改變水土嚴(yán)重流失區(qū)的侵蝕地理環(huán)境,自然能遏制水土流失,入黃泥沙可減少70%以上。水土流失有一個(gè)從小到大的過(guò)程,從最基本的流域單元進(jìn)行整治,投資有限,見(jiàn)效迅速。根據(jù)現(xiàn)代的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件,是完全可行的。
附帶指出,減少入黃泥沙總量的70%~80%,黃河仍是渾水河流,此時(shí)實(shí)踐上已達(dá)到了根治的目標(biāo),因?yàn)辄S河保持一定的泥沙含量,對(duì)于吸附污染物、避免嚴(yán)重沖刷河床及河口造陸等,都是極必要的,從這種角度講,即使來(lái)流為清水,經(jīng)河床沖刷后也逐漸變?yōu)闇喫,黃河不可能變清,也不能變清。
2.2讓“災(zāi)害水”刷黃輸沙
黃河治理不僅要考慮防洪,而且還要考慮水資源問(wèn)題。黃河下游地區(qū)水資源嚴(yán)重短缺,屬長(zhǎng)期性、區(qū)域性、資源性缺水,緩解黃河下游水資源供需矛盾的根本措施是從外流域調(diào)水濟(jì)黃。為此可利用黃河以南所處的優(yōu)越地理位置,從丹江口水庫(kù)調(diào)水入黃,沿途與淮河流域的河流和集水區(qū)域平交,并與該流域的防洪體系相結(jié)合,形成“串聯(lián)水庫(kù)”,發(fā)揮供水和防洪的雙重作用,在淮河、漢江流域的暴雨期,將淮河、漢江流域無(wú)法承受的洪量調(diào)入黃河,把黃河下游河道作為淮河及漢江上游各大支流洪水的入海通道,減輕淮河漢江的防洪壓力。重要的調(diào)這種“災(zāi)害水”入黃,沖刷黃河下游河道,擴(kuò)大河槽斷面面積,提高過(guò)洪能力。小浪底水庫(kù)還可借機(jī)集中排沙,利用大水輸沙入海,相應(yīng)恢復(fù)水庫(kù)庫(kù)容,加大水庫(kù)調(diào)節(jié)能力,提高水庫(kù)的綜合利用效益。這一方案對(duì)改善黃河下游特別是三角洲地區(qū)的生態(tài)環(huán)境也具有重要意義,渾水不斷入海,海水養(yǎng)分大增,有利于生態(tài)平衡。大量泥沙填海造陸,不斷擴(kuò)大河口三角洲國(guó)土面積,使當(dāng)?shù)睾I鲜妥優(yōu)殛懙亻_(kāi)采,其意義頗為深遠(yuǎn)。
此外,利用東平湖和擬建的桃花峪水利工程加以調(diào)節(jié),特別是通過(guò)現(xiàn)有的下游引黃工程,包括引黃濟(jì)津、引黃入冀、引黃濟(jì)青工程,向河南、山東、河北相關(guān)地區(qū)供水,從而減輕黃河水的需求壓力。如果調(diào)水規(guī)模有保證,還可再通過(guò)河北水系的局部調(diào)整接濟(jì)京津,最大限度實(shí)現(xiàn)黃淮海平原的水資源優(yōu)化配置。在此前提下,黃河流域來(lái)水主要考慮中上游用水,相應(yīng)緩解了黃河上中游水資源短缺的局面。
該方案已提出多年,與南水北調(diào)中線方案頗有不謀而合之處。假如該方案在幾年前得以實(shí)施,2000年淮河上游持續(xù)幾十天的水災(zāi)災(zāi)情將大為緩解,同時(shí)黃河下游河道過(guò)洪能力也大大提高。
3結(jié)語(yǔ)
在系統(tǒng)評(píng)述現(xiàn)代治黃方略基礎(chǔ)上,把江、淮、河、海四流域作為一個(gè)系統(tǒng)考慮,針對(duì)“水少、沙多”這兩點(diǎn)黃河難治的癥結(jié),確定治黃對(duì)策為:
。1)采用現(xiàn)代工程措施,將中游水土嚴(yán)重流失區(qū)改造成錯(cuò)落有致的相對(duì)平原,以大大減少入海沙量;
。2)從漢江、淮河上游調(diào)水入黃,沖沙減淤,解決黃河下游水資源供需矛盾,改善河口地區(qū)生態(tài)環(huán)境。若如此,根治黃河將非夢(mèng)幻。
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