實(shí)施洪水泥沙管理維持黃河健康生命

實(shí)施洪水泥沙管理維持黃河健康生命

    摘要:河流的高程度開發(fā)利用,帶來了防洪、灌溉、供水、發(fā)電等巨大社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益,但是,天然洪水水沙過程改變了,水庫(kù)淤積了,河床抬高了,河道斷流了……這種現(xiàn)象在黃河上尤為嚴(yán)重。河流和人類一樣是有生命的,人類對(duì)水、河流的開發(fā)利用應(yīng)有一定限度,否則就會(huì)影響河流的健康,進(jìn)而影響人類自己。
    關(guān)鍵詞:泥沙 管理 黃河
    流的高程度開發(fā)利用,帶來了防洪、灌溉、供水、發(fā)電等巨大社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益,但是,天然洪水水沙過程改變了,水庫(kù)淤積了,河床抬高了,河道斷流了……這種現(xiàn)象在黃河上尤為嚴(yán)重。河流和人類一樣是有生命的,人類對(duì)水、河流的開發(fā)利用應(yīng)有一定限度,否則就會(huì)影響河流的健康,進(jìn)而影響人類自己。
    “維持黃河健康生命”是一種新的治河理念,其初步理論框架為:“維持黃河健康生命”是黃河治理的終極目標(biāo),“堤防不決口,河道不斷流,污染不超標(biāo),河床不抬高”是體現(xiàn)其終極目標(biāo)的四個(gè)主要標(biāo)志。河流生命的核心是水,命脈是流動(dòng)。河流生命的形成、發(fā)展與演變是一個(gè)自然過程,有其自身的發(fā)展規(guī)律,并對(duì)外界行為有著巨大的反作用力和規(guī)范性。初步考慮,要實(shí)現(xiàn)“維持黃河健康生命”的目標(biāo),黃河治理應(yīng)通過九條途徑,即:減少入黃泥沙的措施建設(shè);流域及相關(guān)地區(qū)水資源利用的有效管理;增加黃河水資源量的外流域調(diào)水方案研究;黃河水沙調(diào)控體系建設(shè);制定黃河下游河道科學(xué)合理的治理方略;使下游河道主槽不萎縮的水量及其過程塑造;滿足降低污徑比使水質(zhì)不超標(biāo)的水量補(bǔ)充要求;治理黃河河口,以盡量減少其對(duì)下游河道的反饋影響;黃河三角洲生態(tài)系統(tǒng)的良性維持。
    對(duì)于黃河下游的洪水泥沙管理來講,維持黃河健康生命的內(nèi)涵具體可描述為:利用中游水庫(kù)群的水沙聯(lián)合調(diào)度塑造協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系,恢復(fù)、維持下游主槽過流能力;利用人工、自然的措施逐步緩解“二級(jí)懸河”嚴(yán)峻形勢(shì),調(diào)整灘槽洪水期分流比,減少“橫河、斜河、滾河、順堤行洪”幾率,確保黃河安瀾;將具有典型滯洪沉沙功能的黃河下游灘區(qū)納入蓄滯洪區(qū)管理,灘區(qū)享受國(guó)家蓄滯洪區(qū)補(bǔ)償政策,從政策面上構(gòu)筑人、河、沙和諧的管理環(huán)境,以使洪水泥沙管理能夠?qū)嵤┖脱永m(xù)。
    一、黃河中、下游洪水控制現(xiàn)狀
    目前,黃河下游防洪的關(guān)鍵性控制工程小浪底水利樞紐工程已經(jīng)建成,并于2001年投入運(yùn)用。除了正在規(guī)劃階段的中游磧口、古賢和沁河河口村水庫(kù)外,黃河中下游的防洪體系已基本建立,以萬家寨、三門峽、小浪底、陸渾、故縣五座水庫(kù)為主形成了水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度體系。1998年以來,國(guó)家又加大了對(duì)黃河下游治理的投入力度,開展了下游堤防加高加固,險(xiǎn)點(diǎn)處理,險(xiǎn)工加高改建和河道整治工程建設(shè),形成了河道工程體系,以東平湖、北金堤、南北展等蓄滯洪區(qū)形成了蓄滯洪體系。水文、通訊、組織指揮、搶險(xiǎn)救災(zāi)等防洪非工程措施也在近些年得到了發(fā)展和提高,整體上使黃河下游防洪形勢(shì)明顯改觀。上述工程體系“上攔下排,兩岸分滯”和非工程措施構(gòu)成了當(dāng)前黃河下游總的洪水控制現(xiàn)狀。
    具體表現(xiàn)為:一是小浪底水庫(kù)和三門峽、故縣、陸渾等水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度,調(diào)蓄洪水,顯著削減了黃河下游稀遇洪水,使花園口斷面百年一遇洪峰流量由29200立方米每秒削減到15700立方米每秒,千年一遇洪峰流量由42100立方米每秒削減到22600立方米每秒,接近花園口設(shè)防流量22000立方米每秒�！吧洗蠛樗�”逐步得到控制,“下大洪水”和“上下較大洪水”得到一定程度控制。二是利用小浪底水庫(kù)攔沙和調(diào)水調(diào)沙庫(kù)容可減輕下游河道淤積76億噸相當(dāng)于20年左右的淤積量。三是堤防已經(jīng)滿足2000年水平設(shè)計(jì)水位的高度要求,抗洪能力得到加強(qiáng),同時(shí)高村以下河勢(shì)也得到初步控制。
    二、洪水泥沙管理的實(shí)現(xiàn)途徑
    黃河復(fù)雜難治的主要癥結(jié)在于“水少、沙多,水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)”,因此,只有抓住這一主要矛盾,正確認(rèn)識(shí)和處理洪水與泥沙問題,才能真正實(shí)現(xiàn)由洪水控制向洪水泥沙管理的轉(zhuǎn)變。
    自古以來,黃河洪水威脅一直是中華民族的心腹之患。經(jīng)過多年建設(shè),現(xiàn)已初步形成“上攔下排,兩岸分滯”的工程體系,基本具備了控制和處理洪水的“硬件”。同時(shí),隨著“數(shù)字黃河”工程建設(shè)的加快,“數(shù)字防汛”等一系列“軟件”逐步配套,這些“硬件”和“軟件”構(gòu)成了較為完整的黃河防洪體系。依靠這一體系,可以針對(duì)不同量級(jí)的洪水實(shí)施有效控制和高效利用,也可以根據(jù)治黃需求,通過聯(lián)合調(diào)度塑造洪水,防止河道萎縮,減少河道淤積,實(shí)現(xiàn)由過去單一控制洪水向洪水泥沙管理的轉(zhuǎn)變。
    1有效控制黃河大洪水、貫徹水沙聯(lián)調(diào)指導(dǎo)思想
    對(duì)于黃河大洪水和特大洪水,要致力于提高控制能力,依據(jù)水文預(yù)報(bào)、工程布局和可控能力,按照科學(xué)合理的洪水處理方案,通過干支流水庫(kù)的聯(lián)合調(diào)度和蓄滯洪區(qū)的適時(shí)啟用,將洪水控制在兩岸標(biāo)準(zhǔn)化堤防之間,確保大堤不決口,盡最大努力減少災(zāi)害損失。同時(shí),黃河大洪水和特大洪水發(fā)生時(shí),除三花間洪水外,一般都伴隨較高含沙量,因而在控制的同時(shí),貫徹水沙聯(lián)調(diào)指導(dǎo)思想,盡可能做到水庫(kù)、河道沖淤兼顧,依據(jù)階段管理目標(biāo),塑造協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系,但該類洪水泥沙的主要管理目標(biāo)是黃河安瀾。
    2利用黃河中常洪水,實(shí)施水沙合理配置(調(diào)水調(diào)沙)
    由于小浪底等水庫(kù)在初步設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于黃河中常洪水一般不予控制,而中常洪水在洪量、洪峰流量、含沙量、沙量等特征值方面,又都處于中游水庫(kù)群調(diào)控能力之內(nèi)。因此,管理的途徑是:合理承擔(dān)適度風(fēng)險(xiǎn),充分考慮黃河洪水的資源屬性和造床功能。一是通過塑造協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系,讓洪水沖刷河槽,挾沙入海,恢復(fù)河槽的過流能力。二是將黃河洪水資源化,可對(duì)汛期洪水進(jìn)行分期管理,科學(xué)攔蓄后汛期洪水或低含沙量洪水為翌年春灌和確保黃河不斷流提供寶貴的水資源。三是實(shí)施小北干流放淤“淤粗排細(xì)”。在三門峽水庫(kù)以上禹門口至潼關(guān)河段660平方公里的河道灘地上,利用彎道水力學(xué)、緩流分選泥沙水力學(xué)等原理,通過設(shè)置引洪放淤閘、彎道溢流堰、淤區(qū)格堤、退水閘等工程,靠水流自然力量,人為控制泥沙的顆粒級(jí)配,達(dá)到“淤粗排細(xì)”的目的。小北干流放淤分無壩放淤試驗(yàn)、無壩放淤和有壩放淤三個(gè)階段實(shí)施?首先通過無壩放淤試驗(yàn)取得基本參數(shù),在此基礎(chǔ)上實(shí)施無壩放淤,遠(yuǎn)期在黃河北干流建設(shè)以放淤為主要目的的水利樞紐,通過水庫(kù)的水沙調(diào)控進(jìn)一步擴(kuò)大放淤區(qū)域和提高放淤效率。四是利用小浪底水庫(kù)等干流骨干水庫(kù)“攔粗泄細(xì)”。小浪底水庫(kù)是調(diào)控黃河下游水沙的關(guān)鍵工程。按照設(shè)計(jì),在其126.5億立方米的總庫(kù)容中,攔沙庫(kù)容為75.5億立方米?可攔蓄泥沙100億噸。要科學(xué)設(shè)計(jì)小浪底水庫(kù)的運(yùn)用方式,盡可能做到攔蓄粗沙,泄放細(xì)沙,以最大限度地提高水庫(kù)的攔沙減淤效率,同時(shí)延長(zhǎng)水庫(kù)攔沙使用年限。將來在古賢等骨干水庫(kù)建成后,也可通過“攔粗泄細(xì)”運(yùn)用,顯著減少進(jìn)入下游河道的粗泥沙。
    3塑造黃河洪水,調(diào)整泥沙
    河道是洪水和泥沙的輸移通道,當(dāng)河道內(nèi)長(zhǎng)期沒有洪水通過時(shí),河道主河槽就會(huì)發(fā)生萎縮。事實(shí)上,20世紀(jì)50年代,黃河發(fā)生的最大洪水為22300立方米每秒,相應(yīng)河槽平灘流量為8000立方米每秒;20世紀(jì)80年代,黃河發(fā)生最大洪水為15300立方米每秒,相應(yīng)河槽平灘流量為6000立方米每秒;20世紀(jì)90年代,黃河發(fā)生最大洪水為7600立方米每秒,相應(yīng)河槽平灘流量為3000立方米每秒;進(jìn)入21世紀(jì),黃河沒有發(fā)生一次大于4000立方米每秒的編號(hào)洪峰,相應(yīng)河槽平灘流量已衰減至2000立方米每秒以下。因此,要樹立強(qiáng)烈的洪水造床及輸沙意識(shí),在河道里沒有洪水且條件具備時(shí),要通過中游水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度等措施塑造人工洪水及其過程,達(dá)到減少水庫(kù)泥沙淤積、調(diào)整泥沙淤積形態(tài)、防止河道主河槽萎縮和攜沙入海的多重目的。
    需要強(qiáng)調(diào)指出的是,目前,控制黃河洪水的意識(shí)根深蒂固,但利用黃河洪水,特別是塑造黃河洪水的理念較為淡薄,甚至尚未建立,根據(jù)黃河的特點(diǎn)和存在問題,今后必須建立洪水利用和洪水塑造的概念,并認(rèn)真加以研究利用塑造洪水的方法、途徑及手段,通過不斷探索與實(shí)踐,使之逐步調(diào)整、完善,讓黃河洪水為“維持黃河健康生命”服務(wù)。
    三、洪水泥沙管理的實(shí)踐
    1.黃河首次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)
    首次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)是針對(duì)小浪底水庫(kù)初期運(yùn)用的特點(diǎn)進(jìn)行的,實(shí)施的是小浪底和三門峽兩庫(kù)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度方式,主要目標(biāo)是尋求試驗(yàn)條件下的黃河下游泥沙不淤積的臨界流量和臨界時(shí)間。使下游河道?特別是艾山至利津河段 不淤積或盡可能沖刷。同時(shí)檢驗(yàn)河道整治成果、驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型和實(shí)體模型、深化對(duì)黃河水沙規(guī)律的認(rèn)識(shí)。試驗(yàn)以小浪底水庫(kù)蓄水為主或小浪底至花園口區(qū)間?簡(jiǎn)稱小花間 來水為主水庫(kù)相機(jī)調(diào)水調(diào)沙,控制指標(biāo)為花園口臨界流量2600立方米每秒的時(shí)間不少于10天,平均含沙量不大于20千克每立方米,相應(yīng)艾山站流量2300立方米每秒左右,利津站流量2000立方米每秒左右。試驗(yàn)結(jié)束后控制花園口流量不大于800立方米每秒。
    2002年7月4日上午9時(shí),小浪底水庫(kù)開始加大下泄流量,調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)進(jìn)入調(diào)度實(shí)施階段,直到小浪底出庫(kù)流量恢復(fù)到800立方米每秒以下,水庫(kù)調(diào)度歷時(shí)11天。黃河下游河道凈沖刷量為0.362億噸,下游河槽全程發(fā)生明顯沖刷,主槽沿程沖刷1.063億噸,灘地淤積0.701億噸,下游平灘流量均有一定程度的增加,以漫灘最為嚴(yán)重的夾河灘至孫口河段平灘流量增大幅度最大,平均增加約300~500立方米每秒。
    2.黃河第二次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)
    黃河第二次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)是結(jié)合防洪預(yù)泄進(jìn)行的,實(shí)施的是小浪底、三門峽、陸渾、故縣四庫(kù)水沙聯(lián)合調(diào)度,是典型的水沙多目標(biāo)調(diào)度方式,主要目標(biāo)是:水資源安全、干支流減災(zāi)、下游不發(fā)生大的漫灘損失、小浪底庫(kù)區(qū)減淤、閘前防淤堵、為2004年水庫(kù)在250米以上運(yùn)用創(chuàng)造條件、實(shí)現(xiàn)下游河道發(fā)生沖刷或至少不發(fā)生大的淤積、進(jìn)一步深化對(duì)黃河水沙規(guī)律的認(rèn)識(shí)等。
    在試驗(yàn)調(diào)控技術(shù)方面,有效利用小花間的清水與小浪底水庫(kù)下泄的高含沙量水流在花園口進(jìn)行水沙“對(duì)接”,即:“小花間無控區(qū)清水負(fù)載,小浪底調(diào)水配沙”。
    第二次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)歷時(shí)12.4天�；▓@口站平均流量為2390立方米每秒?平均含沙量31.1千克每立方米,完全達(dá)到了預(yù)案規(guī)定的水沙調(diào)控指標(biāo);下游河道全河段基本上都發(fā)生了沖刷,總沖刷量0.456億噸,達(dá)到了下游河道減淤的目的和小浪底

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中國(guó)建企"一頭睡獅"

　　自１９８５年以來，我國(guó)對(duì)外承包工程業(yè)務(wù)以年均遞增２５％的速度實(shí)現(xiàn)了快速增長(zhǎng)。在２０世紀(jì)最后一次國(guó)際最大的工程承包商排名中，我國(guó)有３３家建筑企業(yè)躋身于世界２２５強(qiáng)，就發(fā)展速度和取得成績(jī)而言已相當(dāng)不錯(cuò)。但是若要在技術(shù)、資金....

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