黃河下游河道淤積影響因素及對策探討

齊海龍

河南黃河勘測設計研究院，河南鄭州 450002

1 黃河下游河道、淤積的基本情況

黃河下游河道上寬下窄，比降上陡下緩，花園口至高村河段兩岸堤距為5km～10km，最寬處達20多km，河道比降2.65～1.72；高村至陶城鋪堤距1.4km～8.5km，河道平均比降1.15；陶城鋪至墾利寧海河段，堤距0.4km～5km，一般為1km～2km，河道平均比降1左右 。河道排洪能力上大下小，花園口、高村、孫口站的設防流量分別為22 000m3/s、20 000m3/s和17 500m3/s，而艾山以下僅為11 000m3/s。

根據黃委水科院《黃河下游斷面法沖淤量分析與評估》，1952年～1999年黃河下游小浪底－漁洼間的淤積量56.34億m3。1965年以后河口段河道（漁洼至羅13或清7）的累計淤積量為5.92億m3，若包括1952年～1964年在內，淤積量估計將超過8億m3。全下游總淤積量估計將達到64.3億m3以上。

大斷面測量成果顯示，鄭州花園口以下除局部高灘外，河道基本呈“二級懸河”形態，從灘唇到灘根普遍存在較大的斷面橫比降。其中東壩頭－陶城鋪河段灘唇普遍高于大堤附近灘面2m以上，最嚴重的河段灘唇已高出堤根灘面4m多，灘地高出背河地面4m～6m；主槽過洪能力只有3 000m3/s左右，洪水一旦漫灘，偎堤水深為3m～5m，臨背水頭差一般為7m～11m。

2 影響淤積的原因分析

近幾年黃河下游部分堤段“二級懸河”發展很快，有研究者認為是由于1986年以后徑流量減小，水流夾沙能力降低所致，也有研究者認為是受灘區生產堤影響的結果。筆者認為造成這種狀況的原因是多方面的，其中有水流自身的因素，也受邊界條件的影響，還有兩者共同作用的結果。

2.1 水沙條件的影響

來水來沙條件是影響下游河道淤積的決定性因素，對下游河道的淤積狀況起決定性作用。

黃河下游之所以成為舉世聞名的地上懸河，正是其“水少沙多、水沙不協調”的基本特點決定的。所謂“水少沙多”是一個相對的概念，他的含義主要不在于水沙的絕對數量而在于水沙的相對關系。過去我們曾經把減沙的遠期目標定在每年來沙8億t，近年來這個來沙量不期而遇。1986年～1999年進入下游的年平均沙量只有6.84億t，比1952年～1999年50年的平均來沙量10.64億t減少了35.7%，比多年平均來沙量減少一半以上。同期的年均徑流也相應減少至276.4億m3，比上述50年均值減少了32.3%。隨著水沙的同比減少，下游河道的淤積量非但沒有減少，而且明顯增加，達到年均2.23億t，比50年均值1.96億t增加了20%，這說明下游河道的淤積不單取決于來沙的絕對量，更取決于水沙的配比關系。沿程輸沙能力的不均衡是造成下游淤積嚴重的另一個重要原因。黃河進入下游以后失去溝谷的約束，河道變寬，比降漸緩，挾沙能力漸次降低，加之漫灘后洪水削減，造成輸沙量上大下小，泥沙沿程淤積。研究表明，在一定的邊界條件下，水流的夾沙能力與流量的高次方成正比，近年隨著降雨量的減少、用水量的增加以及蓄水工程對洪水控制力度的加強，洪水的頻次和量級降低，河道流量調平，使水流的挾沙能力大幅減弱，這也是近年下游河槽淤積嚴重、“二級懸河”發展加快的主要原因之一。

2.2 邊界條件的影響

邊界條件主要包括控導工程、生產堤、片林與高干作物等。大量的資料分析結果表明，邊界條件在一定情況下影響淤積的形態和部位。

1）控導工程

是藥三分毒，任何事物都具有兩面性。控導工程的修建一方面控制了河勢，阻止了河道游蕩擺動，對黃河下游防洪減災起到重要的作用，另一方面，也不可避免的帶來一些負面影響。黃河下游河道具有多來多排多淤的特性，控導工程固定河槽的同時，也把中小流量的沉沙范圍固定在了河槽附近，大量泥沙只能淤積在主槽和靠近主槽兩側的灘地上。所以說，近年“二級懸河”加劇，雖然主要與洪水頻次和量級降低、含沙量增加的水沙條件有關，但控導工程的影響也不能完全排除。

2）生產堤

生產堤對淤積的影響受到水沙條件的限制，不同量級、不同含沙量的洪水，生產堤的影響程度和效果也不一樣。研究表明，流量過小或過大、水位過低或過高，生產堤對灘槽淤積形態影響不明顯，但對最大漫灘水深與生產堤高度相當、洪水流量（或能量）不易造成生產堤決口的中常洪水影響最為顯著。同時，生產堤存在破口或決口可很大程度上減小這種影響。當含沙量超過河流的挾沙能力，生產堤約束水流使泥沙淤積在主槽附近，對“二級懸河”形成不利影響，但從總的河道淤積數量來看，生產堤的約束水流使輸沙入海的數量增加；當含沙量低于河流的挾沙能力，生產堤阻止水流漫灘，堵截串溝，塞支強干，還有一定的束水攻沙作用。

3）片林與高干作物

片林與高干作物主要對漫灘的大中型洪水發生影響。漫灘洪水受片林與高干作物阻礙，流速下降，挾沙能力降低，泥沙發生篩選淤積。

2.3 兩者的辯證關系

在造成河道淤積的諸多因素中，來水來沙條件是內因，是造成河道淤積的最直接最根本的原因；邊界條件是外因，在一定條件下、一定范圍內、一定程度上影響淤積的形態部位和數量。當水沙條件發生改變時，邊界條件的影響效果也隨之相應改變，兩者相互聯系，共同作用，造成了黃河“地上懸河”以及“二級懸河”的不利局面。

3 治理對策

針對上述原因，不同情況應采取不同治理措施。

3.1 改變水沙條件

改變水沙條件是從根本上解決黃河的泥沙問題，可以從以下幾方面采取措施：

1）增水

增水的措施包括流域內節水和流域外調水兩種辦法。流域內節水是一種相對增水的措施，運用經濟的、技術的、法律的、行政的手段，促進水資源的節約使用，逐步建立節水型工業、節水型農業和節水型社會。流域外調水是一種絕對增水的措施，運用工程的手段，跨流域調水，彌補黃河水資源的不足，增加下游河道徑流量，提高輸沙能力。

2）減沙

減沙主要是黃土高原水土保持、水庫攔沙、小北干流放淤三種措施。

3）調水調沙

調水調沙是通過建立完善的黃河水沙調控體系進行科學調控，變天然不利的水沙關系為有利于泄洪輸沙的協調過程，調水調沙的作用是利用有限的水量達到下游河槽的最大輸沙能力。調水調沙的功能有兩點：集中輸沙入海和提高下游河道行洪能力。

3.2 改善邊界條件

改善邊界條件雖然無法從根本上阻止泥沙淤積，但可以在一定程度上人為影響河道的淤積效果。現狀生產堤又高又大，兩岸間距小，平面布局雜亂無章，對河道淤積極為不利。我們設想，按照河道整治工程的規劃原則對現狀生產堤進行合理科學改造：廢除位于河槽內影響行洪的生產堤，并將高度由原來的2m～3.5m降低至高出灘面1.0m，嚴格按照各河段排洪斷面寬度要求將兩岸間距放大。使生產堤與整治工程配合，既有利于中小流量高含沙水流輸沙入海，又有利于小浪底調水調沙運用，對于挾沙能力尚有富裕的低含沙水流，還有一定的塞支強干、束水攻沙的效果。在生產堤或控導工程的適當位置設置引洪放淤閘門，遇適宜高含沙洪水打開閘門或利用串溝進行有計劃的引洪淤高灘地特別是灘根，可以增加灘地淤積量，縮小灘槽高差，減少生產堤與河道整治工程給河道淤積帶來的不利影響，改善“二級懸河”的不利局面。清除行洪河寬范圍內的片林和高干作物，減少洪水期間其對灘槽水沙交換的影響。

3.3 變水沙條件與邊界條件的不利聯合為有利聯合

這一措施的主要原理是：在邊界條件一定的情況下，改變水流條件，使之盡量運行在邊界條件能夠帶來有利影響的范圍，避免運行在邊界條件的產生不利影響的范圍；在水流條件一定的情況下，改變邊界條件，消除或減少邊界條件帶來的不利影響，發揮邊界條件的有利作用；或者兩者同時改變，使他們聯合起來達到最有利的影響效果。

4 結論

“提防不決口”、“河床不抬高”作為體現“維持黃河健康生命”這一終極目標的兩個主要標志，實現起來涉及到水沙條件的內因與邊界條件的外因以及內外因的共同作用，復雜多變。因此，建議黃委對邊界條件開展專題研究，量化邊界條件的影響范圍、效果、程度以及針對各種可能的水沙條件所采取的應對措施；對水沙調控體系的應用開展專題研究，制定對下游河道最有利的水沙調控預案。

[1]黃河下游灘區生產堤利弊分析研究.河南黃河河務局，2004，12.

[2]河南省黃河灘區近期治理與開發問題研究報告.河南省老科協，2004，8.

[3]黃河下游斷面法沖淤量分析與評價.黃河水利科學研究院，2002，4.

[4]黃河下游“二級懸河”成因及治理對策.黃河水利委員會，2003，4.