黃河下游防洪大堤常見病害及危險元素和防治措施

楊萍萍

水利部提出21世紀黃河下游“堤防不決口、河道不斷流、水質不超標、河床不抬高”宏觀治理目標。其中最難的是河床不抬高。黃河長期的泥沙淤積使黃河下游形成比降很陡的河床，又是洪水危害的根本原因，若河床不再抬高，洪水不漫灘便可得到根本性解決。

1.黃河中上游的治理已經使下游的防洪形勢發生不可逆轉變化

（1）黃河洪水變化[1]

由于海河流域的治理，華北平原上的河流已經相繼都變成干河，只偶爾才會有洪水下泄。黃河流域也屬干旱、半干旱地區，中上游大量興建水庫，灌溉農業與水土保持的發展，引起下墊面匯流的巨大變化，也使黃河實測洪水大幅減小。

黃河下游防洪形勢變化與治理前景展望

（2）黃河年沙量變化

黃河中游的潼關站控制黃河流域面積的91%、徑流量的90%、泥沙的近100%。

20世紀60年代以前，實測輸沙量基本可以代表水利水土保持措施實施前的天然情況。20世紀80年代中期以來，隨著龍羊峽水庫的蓄水運用以及黃土高原水土流失治理力度進一步加大，尤其是1999年以來實施退耕還林還草工程、2003年以來實施“淤地壩亮點工程”，黃河徑流量、輸沙量明顯減少。

2、小浪底水庫運用15年下游河道強烈沖刷過流能力迅速增大

小浪底水庫是一座以防洪、防凌、減淤為主，兼顧供水、灌溉、發電，除害興利，綜合利用的樞紐工程，水庫的調水調沙運用方式應充分體現開發任務的要求，盡可能充分滿足各方面的需求，為黃河下游河道治理做出應有的貢獻。從2000年至2014年，小浪底庫區淤積量為31億立米，下游河道沖刷25億t，平灘流量迅速增大，表1給出河槽過洪能力變化[3]：高村以上河段河床平均沖刷2米多，目前花園口站以上河段平灘流量大于7200m3/s， 夾河灘站以上河段平灘流量大于6500m3/s，高村站以上平灘流量達6100m3/s以上，平灘流量最小的孫口河段也有4350m3/s，加上高1.5m生產堤的作用在高村以上可過15000m3/s大流量。艾山以下河段平灘流量也達到6800-8050m3/s。今后小浪底水庫還要進行調水調沙，河段平灘流量還會增大。

目前黃河下游生產堤雖是地方修建，但高2至3米。堤寬4至8米具有相當大的規模的生產堤普遍存在，應該考慮生產堤對灘區防洪中的保障作用！黃委會破除生產堤的決定是有問題的，因為淤灘與河槽沖刷沒有必然聯系，二級懸河形成是由于小水淤槽與河道不能自由擺動的結果。正因如此，破生產堤受到地方和群眾的強烈抵制。錢正英院士主張把生堤變成防洪大堤是有道理的，在下游防洪中應考慮該生產堤實際作用。

黃河下游防洪形勢變化與治理前景展望

小浪底水庫死庫容淤滿即可利洪水相機排沙輸沙入海，河槽還會發生刷，平灘流量還會繼續增大。

3.小浪底水庫泥沙多年調節可以長期發揮作用

“攔、排、調、放、挖”以調為核心的治河方略，也為下游形成窄深河槽提供了技術支撐。三門峽水庫的改建成功，創造了在多沙河流上長期保持水庫有效庫容的范例。然而三門峽水庫的“蓄清排渾”運用方式經驗有其局限性。其一是受潼關高程的限制，調沙庫容小，不能對黃河泥沙進行多年調節，其二是水位變幅小，不能產生強烈的溯源沖刷，形成充分利用洪水輸沙的出庫水沙條件，因而不能充分利用下游河道的輸沙能力。小浪底是峽谷型水庫（壩前水位可由254降至200米），具有進行泥沙多年調節能力，會有更多的泥沙調節到洪水期輸送，為進一步整治游蕩性河道創造了條件。其調節庫容可以長期利用{4-6}。

經過多年研究，當小浪底水庫初期死庫容淤滿后，通過小浪底水庫泥沙多年調節，相機利用洪水排沙，把泥沙調節到洪水時輸送，可以控制下游主槽不抬高，甚至河床下切。因為每當發生高含沙量洪水時，主河槽都是沖的，洪水存在“漲沖落淤”的輸沙特性。黃河泥沙隨洪水來，洪水多，來沙多，水庫排沙機會多，會有更多泥沙調節到洪水期輸送；沒有洪水沒有沙！水庫不排沙，蓄水攔沙發電，取消輸沙用水需求！因此黃河下游不需要從千里迢迢的長江上游為黃河下游輸沙人海調水！

小浪底水庫初期運用攔沙下泄清水與人造峰沖刷，淤滿調沙庫容以后，相機利用洪水排沙，這兩個組合起來，有可能使下游河床長期繼續發生沖刷。

4.黃河下游高效泄洪輸沙通道建設與治理前景

（1）黃河窄深河槽的過洪輸沙潛力[7]

對黃河干支流不同河段的高含沙水流輸沙特性的對比分析表明，窄深河槽有利于高含沙水流輸送，適宜輸送的含沙量不是低含沙量，而是含沙量大于200kg/m3的高含沙水流。造成河道多來多排的原因，在低含沙水流時是因水流的流速達到1.8～2m/s，床面進入高輸沙動平整狀態；對高含沙水流而言，是因為黃河泥沙組成細，含沙量增高后流體的黏性增大，而河床對水流的阻力并沒有增加所致，仍可利用曼寧公式進行水力計算。

在窄深河段隨著流量的增大，河道由淤積變為沖刷：形成窄深河道“多來多排”的輸沙規律；寬淺河道“多來多排多淤”：其中主槽“多來多排”，而灘地則“多來多淤”。目前的山東河道在流量2000～3000m3/s，不僅可以輸送實測含沙量小于200kg/m3的洪水，待含沙量增加到400～500kg/m3時，更有利于輸送，該段河道具有巨大的輸沙潛力。

水深增大對河道的過洪能力影響最大。造成窄深河槽過洪能力大的主要原因，是河槽的過流能力與水深的1.67次方成正比。洪水泄洪能力的增加主要是靠河床沖刷水深增大來實現的。

（2）雙岸整治是形成高效排洪輸沙通道必要選擇

目前采用的微彎整治是引用彎曲河道整治辦法，只能減少游蕩范圍[8，9]。可研報告中“河道整治工程不完善”說明無法達到穩定主槽，及形成窄深河槽的目的，是產生目前背著石頭攆河的被動局面，如張王莊、老田庵、韋灘等大量河道整治工程長期不靠流曬太陽的根本原因，黃河下游這種做法在世界上尚無成功先例。

雙岸整治工程經常靠河，因而提高工程的利用率，將大量節省投資。基于國外河道航道整治經驗，密西西比河、密蘇里河及我國的漢江上都有成功的先例。雖然各自的整治目的不同，但整治方法卻是相同的，都是通過縮窄河寬，增大水深和流速。

5.建議盡早興建桃花峪水庫控制下大洪水與河槽進一步沖刷等

目前黃河下游出現了1960年三門峽水庫投入運用初期下泄清水下游河道強烈刷，水位降低需要修建花園口等水利樞紐進行縱向控制的局面。興建桃花峪水庫可以發揮有以下作用：

（1）可進一步控制黃河干流小浪底水庫以下干支流無控制區的洪水。

（2）對小浪底水庫投入運用后下泄的清水進行調配，滿足中原經濟區發展的需要。

（3）控制黃河下游河道上河段河床沖刷，保證花園口以上河段引水，使黃河下游的沖刷能充分向下游發展。

黃河經過今后若干年的治理開發，可以從一條災害頻繁之河變為一條效益巨大之河。黃河泥沙問題得到根本性解決，黃河將發生巨變—洪水不再泛濫，黃河的水資源得也到充分利用。沒有必要投資幾十億元加固百年不著流左岸大堤淤背工程與河南省提出的投資上千億的灘區大移民的治理方案。

參考文獻

（1）齊璞，孫贊盈，齊宏海，黃河新情況，新問題，新的治理措施[J]，中國工程院刊，2014（8），p64-68

（2）黃委會，黃河水沙變化研究，2014年10月

（3）2014年9月齊璞，尤聯元給李克強總理信《在黃河灘區大批扶貧搬遷完全沒有必要》，endprint