新形勢下黃河的治理方略

關鍵詞：治理方略；河道治理；灘區治理；水土保持；水沙調控；外流域調水；黃河流域

中圖分類號：ＴＶ８５；ＴＶ８８２．１ 文獻標志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０９．００２

引用格式：張紅武．新形勢下黃河的治理方略［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（９）：８－１７．

０引言

黃河是華北平原的主要塑造者，按現行的省級行政區劃，其流域涉及和曾經涉及的除現在熟知的九省區外，還有冀、京、津、皖、蘇等五省市［１－２］ 。干流上游段占黃河總長的６３．５％，總落差３ ４９６ ｍ，其中瑪曲至龍羊峽段從高山峽谷中穿過，龍羊峽至黑山峽段川峽相間、落差集中，這兩個河段蘊藏著豐富的水能資源，多年平均天然徑流量約占黃河徑流總量的６２％，是全河主要的來水區［３］ 。蘭州至河口鎮河段，因支流入匯而含沙量逐漸增大［４］ 。黃河中游地區絕大部分屬黃土高原，暴雨引起黃土高原土壤強烈侵蝕使大量泥沙入黃［５］ ，黃河超過８０％的泥沙來自河口鎮至潼關的多沙區［３］ 。黃河下游河道以善淤、善徙、善決著稱［２，６］ ，公元前６０２ 年至１９３８ 年的２ ５４０ ａ 中，經歷了２６ 次改道、５ 次大改道遷徙，下游至少“三年兩決口”［７］ ，近千年幾乎一年一決口［８－９］ 。歷代治河方法，主要為“疏”或“堵”［９］ ，甚至在黃河立法時出現“以疏為主、疏堵結合”的表述［１０］ 。遠古傳說鯀禹治水的理念，將鯀治水失敗歸結于堵障，將禹的成功歸結于疏導。其實傳說共工倚仗封地的較高地勢（因“共工”的合音為“鯀”，故兩者可能為一人，共工之子“句龍”實是“治水土定九州”的“禹龍”），決滔天洪水致使中原沼澤之地一片汪洋，從保他的民眾角度看，又可歸結于“疏”。

自古以來江河治理典籍浩如煙海，尤以黃河問題最復雜［１１－１３］ ，爭議最大，最有挑戰性，即使僅限于下游治理，現存著述也十分豐富，各時期都有代表性觀點出現［１４－２３］（特別是張含英、張仁、張楚漢等更是以研究治黃方略為志［６，２１］ ），均與當時自然狀況、社會制度、經濟狀況息息相關。歷代治河之策，對于現代治黃依然可供借鑒。本文在闡述對當今黃河治理影響較大的近代以來治河對策基礎上，探索新形勢下的治黃方略。

１近代及人民治黃方略

１．１近代治黃方略概述

近代對黃河影響最大的事件首推１８５５ 年銅瓦廂決口改道［１，９，２４］ ，是形成現行流路的直接原因。當時正值風起云涌的太平軍、捻軍農民革命和英法聯軍入侵，清王朝無力顧及筑堤，黃河流路在蘭陽至張秋之間遷徙２０ 余年，將魯西很多河道沖斷、淤廢、遷改，在漫流所及之處廣泛淤積。當時治水以黃河為界，南北分治，使南四湖南流為主。民眾筑埝自保，右岸上段將改道前北堤作為南堤，左岸則以北金堤（屬于東漢黃河南堤）為擋水屏障［１３］ ，客觀上使海河水系很少再受黃河影響，現東壩頭至高村段兩岸大堤基本是以此為基礎修筑的，同時使這部分“寬河段”很寬，改道后原有村莊大部分留在堤內，從而灘區成為百萬群眾賴以生存的家園［１３］ 。決口的洪水穿過運河后匯進大清河入渤海，使大清河迅速沖寬刷深。光緒初年后，隨著運河西面修起堤防使漫流逐漸集中，引起進入大清河水流的含沙量增加而轉向淤積，光緒九年至十一年，大清河兩岸建堤而初步形成“窄河段”，這段現存堤防基本屬于清代、民國等后人沿用明代潘季馴“束水攻沙”之策的體現［１３］ 。其治黃方略實際受西漢賈讓“治河三策”、張戎“以水攻沙”和東漢王景“筑堤理渠、絕水立門”以及同時期萬恭等“因水治沙、以沙治河”方略的影響較大［１，９，２５］ ，他在治河實踐中逐漸構建了由遙堤、縷堤、格堤等協調治理的堤防體系［５，２０］ 。而之后靳輔、陳潢等治河官員多繼承潘公方略，并有所創新。

我國近代水利先驅李儀祉曾留學德國，是接受西方水利教育的治黃代表人物［１，９，２１］ 。１９３３ 年初他任國民政府黃河水利委員會委員長，主張治黃要上中下游并重，總結修筑谷坊和淤地壩之利，治理溝壑侵蝕，以攔減泥沙為治黃之本，改變了古人只重下游的治水思想［１９］ 。他受德國Ｅｎｇｅｌｓ 影響，認為治黃試驗是研究黃河“唯一可用的手段”，１９３３ 年建議在武陟廟宮做露天試驗［２１］ 。水利模型試驗的奠基人Ｅｎｇｅｌｓ 早在１９２３ 年即采用褐煤粉作為模型沙進行黃河丁壩模型試驗，其弟子Ｏｔｔｏ Ｆｒａｎｚｉｕｓ 考察黃河后，１９３１ 年在漢諾佛大學的鐵槽內自行開展了概化黃河模型試驗。在李儀祉協調下，１９３２ 年國民政府委托Ｅｎｇｅｌｓ 在Ｏｂｅｒｎａｃｈ 水工實驗室塑制直槽與連續彎曲流道代表中水河槽，先后開展了兩組黃河模型試驗，按模型任務書要求檢驗潘季馴“束水攻沙”方略后，提出“固定中水位河槽”的治河方案［２５］ ，得到了治河部門推崇，并被李儀祉河槽治理方略所吸收或借鑒。其試驗成果至今仍對黃河河道采取治導線布局，以及將北宋之后推行消減溜勢的埽工改建成下挑丁壩之法有引導作用，也表明當代以治黃專家徐福齡、胡一三、張明德、王渭涇等為代表的以彎曲型治導線布局策略開展河道整治的做法，受到了西方近代水利科學的直接影響［８］ 。

１．２人民治黃方略

自１９４６ 年人民治黃以來，在民國“寬河行洪”做法基礎上，采取“寬河固堤”等方略，取得了黃河下游歲歲安瀾的壯舉，體現出社會進步乃治黃成功之本［４，２０］ 。但黃河畢竟是最復雜難治的河流，治河道路異常曲折。新中國第一代領導人十分關心“三年兩決口，災害年年有”的黃河，決心以舉國體制治理黃河水患。黃河水利委員會受李儀祉、張含英等治河前輩“興建水庫，蓄洪減沙”方略影響，１９４９ 年前后已按挪威專家安利森１９３５ 年查勘比選意見開展三門峽水庫等工程的前期工作，并于１９５２ 年提出“興利除害、蓄水攔沙”治黃方針，同時在蘇聯專家指導下提出防洪治沙的思路是“干流水庫要大，支流水庫要多，水土保持工作要同時進行”“節節蓄水，分段攔沙”［１８］ 。

１９５５ 年７ 月３０ 日，全國人大一屆二次會議通過了《關于根治黃河水害和開發黃河水利的綜合規劃的決議》。１９５７ 年三門峽一期工程按正常高水位３５４ ｍ（大沽高程）施工，相應庫容３５４ 億ｍ３（僅次于幾十年后長江三峽工程正常水位下庫容３９３ 億ｍ３）［１８］ ，實為黃河下游防洪的中流砥柱。施工全面展開后很快發現設計趕不上施工，而且開工之前對樞紐正常高水位選擇和水庫運用方式兩方面的爭議依然持續，清華大學黃萬里教授和水電建設總局青年技術員溫善章是不同意見的代表［１８］ 。兩種意見可概括為“蓄水攔沙” 與“滯洪排沙”之爭，當時多數專家認為后者不能制止下游河床繼續抬高，既沒解決防洪問題，亦未能發揮樞紐綜合效益，故不宜采用［１８］ 。隨著上中游水土保持效果不佳及李保如、沙玉清等專家開展泥沙模型試驗［２１，２５］成果發布，不斷暴露出各方面擔憂，為此，周總理曾要求水利部對各種規劃方案、水庫上游浸沒影響和下游河道整治等問題作進一步研究，指示黃河流域規劃委員會致電蘇聯電站部暫緩進行技術設計。周總理１９５８ 年４ 月在現場會議聽取匯報后指出，修建三門峽水利樞紐的目的應以“防洪為主，其他為輔”“先防洪，后其他”“確保西安，確保下游”為原則［１８］ 。三門峽水庫１９６０ 年按“蓄水攔沙”運用后，由于多沙支流擬建的“五大五小”攔泥庫均未落實，當初預計的水土保持減沙效果短期不能達到，因此水庫只運行了３ ａ 便產生了嚴重淤積，不僅遠沒有達到原規劃設計的開發治理目標，而且水庫回水淤積范圍超過潼關，渭河和北洛河入黃口都淤起“攔門沙”，庫尾泥沙溯源淤積，出現“翹尾巴”現象，導致渭河洪水排泄不暢，兩岸土地鹽堿化面積增大，嚴重危及關中平原［２２］ 。后來不得不對工程兩次改建，運用方式先改成“滯洪排沙”，１９７３ 年又改為“蓄清排渾”［２４］ 。

盡管如此，三門峽水庫依然發揮了調節水沙的重大作用，否則小浪底水庫發揮作用前黃河下游河道淤積更多、防洪壓力更大。參加過工程改建的夏震寰、何國楨、林斌文等專家曾指出，三門峽工程不僅在１９６０年運用后多次幫助戰勝了極為嚴重的下游凌汛洪水，而且確保了伏秋大汛不決口。據分析，若無三門峽水庫滯洪攔沙，“８２·８”洪水花園口洪峰流量將達１７ ０００ｍ^３／ｓ，洪水位普遍較１９５８ 年洪水位高１．２ ～２．２ ｍ；而１９７７ 年洪水屬于典型的高含沙洪水，水位表現異常高［２５－２６］ ，將普遍較１９５８ 年洪水位高^３ ｍ 以上。

通過該樞紐的實踐，讓人們認識到只靠“攔”并不能解決黃河泥沙問題，必須將“排”作為“攔”的補充，采取“上攔下排”治河方略［２１］ 。“上攔”主要靠干支流水庫攔蓄洪水，調節水沙，還可采取淤地壩等水土保持工程措施來實現，而“下排”主要面對“水少沙多”“水沙搭配不協調”“河勢不規順”三方面問題，依靠下游河道排洪入海，大量泥沙在河口地區堆積延伸，尤其按照李殿魁“三約束”理論治理河口，奇跡般穩定現行入海流路近半個世紀［１７］ 。２０世紀８０年代根據黃河大洪水以及“７５·８”淮河特大洪水的啟示，認為三門峽至花園口段也是黃河的主要暴雨區之一，且隨著河床淤積抬升，下游防洪標準自行降低，故以王化云、張瑞瑾、謝鑒衡為代表的治黃專家，提出對于攔、排都不能解決的洪水開辟滯洪區，從而形成“上攔下排，兩岸分滯”治黃方略［２４］ 。錢寧、趙業安等合作完成的“集中治理黃河中游粗沙來源區”研究成果［２１］ ，成為黃河水土保持治理方略的技術支撐。隨著“八七”分水方案的實施和小浪底水庫的建成，減輕了黃河水資源短缺壓力，達到下游不斷流的目的，通過調水調沙理論及實踐的突破［７］ 提高河道輸沙入海效率，通過大規模黃河標準化堤防的修建倍增了黃河安瀾的可能性［７］ ，并探索和總結出“攔、排、放、調、挖”綜合減沙措施［２３－２４］ 。人民治黃取得下游年年伏秋大汛不決口的勝利，黃河中上游星羅棋布的淤地壩，勢必對持續攔減泥沙產生深遠影響，成為陸地生態系統中有效發揮保碳、減排、增匯等多種碳匯作用的場所。以２００４—２０２３年潼關站多年平均沙量１．９２６ 億ｔ 計，年均進入下游泥沙量已減少約８８％，顯然這些功績當屬人民治黃標志性巨大成就［２３］，都為黃河長治久安打下了基礎。

幾千年來，治河方略經歷了從水來土擋到筑堤分流、從治河防洪到水沙共治、從下游整治走向全流域治理的轉變。面對新條件、新要求對應的新形勢，需要在明晰新問題基礎上，提出更適用于全黃河治理、生態保護和高質量發展的治河方略。

２治黃面臨的新形勢

２．１概述

在《黃河黃土黃種人》人民治黃５０周年紀念專刊（１９９６ 年）上，錢學森、張光斗等權威專家的文章強調了黃河的復雜難治性，其中錢老寫道：“比起治河，那發射人造衛星是件簡單工作了！”當時筆者發表了《社會和科技的進步乃治黃成功之本》一文［２０］ ，認為“前4d908c68432c9be93a81c5e1804f2cfbbf4b8f2b180a107da16c44109746dc0f人未能實現的種種治黃方略，于今都可能獲得成功，即使采用諸如‘挖河筑堤’這種古老而簡單的治標之策，也能把黃河的事情辦好”。１９９６ 年潼關沙量１１．４億ｔ，而２０２３ 年沙量僅０．９５ 億ｔ，表明近年的來沙并沒給治河帶來多大壓力。麥升威、趙業安、潘賢娣、劉月蘭、王愷忱等對黃河下游及河口演變的分析深化了對河性的認識，費祥俊、錢意穎、趙文林等對高含沙水流規律的探討，都為黃河治理理論的完善打下了基礎。而今水流挾沙力公式［２６］ 與動床阻力公式［２７－２８］ 兩大重要難題均取得突破，治導線的數學描述和摩阻曲線方程研究［２９］ 也有實質性進展；在規律研究和方案論證手段方面，黃河模型相似律［１５，２５］ 、高含沙洪水理論與模擬技術［２５］ 、數學模型計算［２７，３０－３１］ 等方面的突破（尤其是水庫異重流相似理論與模擬方法［１６］ 達到國際領先水平），使黃科院、清華大學、黃河設計公司、武漢大學等能通過大規模的模型試驗及數學模型計算進行治黃方案論證，尤其１９８７ 年后，在李保如、李昌華、屈孟浩、竇國仁等前輩研究成果［２１］ 基礎上，開展的花園口至東壩頭河道整治（早在１９３６ 年黃河水利委員會即在開封黑崗口旁購地，擬建該段“巨型試驗場”，１９３７年還委托清華大學施家煬進行黃河河道整治模型試驗，后因日寇入侵上述兩項試驗計劃被迫放棄［２１］ ）、小浪底水庫攔沙期下游整治、下游規劃治導線檢驗修訂及寧蒙河段河道整治等模型試驗，將黃河干流需重點治理的河段全部進行了試驗研究，并“能繼續檢驗和探索各種黃河治理方案的得失”［２０］ ；在河道治理技術方面，清華大學、北京大學、黃河設計公司等承擔的“十三五”國家重點研發計劃專項研發的新型河道治理工程系列技術［３２］ ，可以多快好省地解決河道與灘區治理難題；在流域泥沙治理技術方面，清華大學與中國水科院聯合研發的鋼混預制管板樁組合法修建淤地壩等專利技術［１９］ 以及新工藝新材料淤地壩示范成果可確保新建淤地壩不潰決、舊壩提質增效，且目前開展的內蒙古水科院揭榜、筆者掛帥的“十大孔兌風水復合侵蝕區泥沙阻控與近自然生態修復技術集成與示范”研究，借鑒孔兌沙源解析及入黃機制、風－水－重力侵蝕產沙機理與輸移過程等成果和建立的“固－攔－輸－置”流域泥沙綜合防治體系，提升流域攔減泥沙和生態修復的技術支撐［３］ 。

２．２來水來沙形勢變化

來水情況分析表明［２３］ ，隨著黃河中上游大量興建水庫與開展水土保持工作等，使下游洪水流量大幅度減小［３２－３３］ 。近４０ ａ 來花園口站洪峰流量均小于８ ０００ｍ３ ／ ｓ，小浪底水庫運用后下游洪峰流量更小，表明干支流水庫對大洪水的控制很有效，水土保持工程的作用也較大，使下游發生大洪水的概率變得極小［３２］ 。

２０世紀８０年代中期以來，隨著上中游龍羊峽等水庫的蓄水運用以及水土保持工作不斷加大力度［３２］ ，尤其是１９９９年以來實施退耕還林還草工程，同時溝道治理布局的淤地壩系持續大規模修建［３４］ ，黃土高原工程治理與植被構建效應逐漸顯現［３５］ 。相關規劃往往以潼關站年均沙量８ 億～１０ 億ｔ 為下游來沙條件［２３］ ，與近２６ ａ 實際情況差別較大。吳賓格、姚文藝、徐建華等學者已關注這個問題。著名水利專家寧遠２００８年指出黃河下游來沙情況實際已出現趨勢性變少，并預估年均來沙量為３ 億～４ 億ｔ［２３］ ，后來又在古賢水利工程相關報告專家評審會上談到下游未來年均輸沙量１ 億ｔ 左右也可能常見。國家發展改革委最近對于古賢水利樞紐的審批意見中采納了他的意見。劉曉燕等學者在“十二五”期間，基于流域尺度構建的黃土丘陵溝壑區林草植被覆蓋率與產沙系數和梯田比與減沙幅度之間的響應關系，在多年平均降雨條件下分析黃河龍門、渭河咸陽和涇河張家山等５ 個水文站以上的黃土高原主要產沙區，現狀林草植被和梯田的減沙量為１０．６５ 億ｔ［３３］，折算至潼關站為９．７ 億ｔ，表明已占該區天然年均來沙量的６０％，若考慮水庫、淤地壩攔沙量及灌溉引沙量，進入下游沙量會更小（筆者根據各項研究數據［３３］ ，估計為３ 億～４ 億ｔ／ａ，與劉曉燕團隊最近預測的１００ ａ后理想情況下來沙量接近）。此后，蔡蓉蓉等［３６］ 通過數據分析，預測潼關站年均徑流量與沙量分別為２４９ 億ｍ^３、３．１ 億ｔ；王光謙等［３７］ 預測潼關站未來１０、５０ ａ 平均年輸沙量分別為２．８３ 億、４．１２ 億ｔ；胡春宏等［３８］ 預計未來５０～１００ ａ 潼關站年均徑流量、輸沙量分別為２１０ 億ｍ^３與３億ｔ。“十三五”國家重點研發計劃兩個項目預測［３９－４０］ ：未來２５～３０ ａ 中游龍門等五站年均沙量大概率不超過３ 億ｔ，２０７０ 年后年均沙量為４ 億ｔ 左右；另一個項目２０１７ 年初預測潼關站未來３０ ａ內年均沙量為２．２ 億ｔ，未來５０ ａ 內年均沙量為２．２ 億ｔ 以下［４０］（與２０１７—２０２３ 年７ａ實測年均１．９７ 億ｔ 接近），對應的徑流量年均為３００ 億～３５０ 億ｍ^３，其上限與２０１７—２０２３ 年年均徑流量３４６．５ 億ｍ３接近。

鑒于水土保持、水利工程建設及退耕還林（草）力度還有不斷加大趨勢，而今農民對當地生態修復的追求遠低于對財富增長的渴望，上山種地熱情越來越低，隨著“光伏產業治沙模式”的大力推廣，將持續減少支流入黃沙量，全流域采（用）砂對減沙也有貢獻，故預測來沙量時應將近２０ ａ“現狀資料”的權重加大一些，否則就會出現所取時間尺度越大預測沙量越大的結果。再者，徑流量有的年份以伏汛為主，有的以秋汛為主，資料代表性也不應相同，秋季植被抗蝕能力大，故此時徑流量與輸沙量之間的關系不密切［３４］ 。此外，氣候變化引起降雨量與來水量呈周期性變化［４１］ ，受治沙措施影響較大的產沙量并非如此。黃河比其他河流更加難治的癥結是“沙多”，而今該病癥明顯減輕，未來黃河治理難度當大為減小，故應承認根治黃河確實不是夢幻。

２．３治黃面臨的新問題

新形勢下黃河治理主要暴露出如下新問題。

１）下游寬河段整治尚存在河勢控制不力、輸沙能力不足問題（齊璞等對現方案產生異議后提出“雙岸整治”方案［２４］ ，也值得研究）；“二級懸河”形態造成的堤溝河發育，大洪水時易產生橫河、斜河、順堤行洪而引發堤防出險［４２］ ；屬于基本農田的灘地邊沿遭受沖刷而坍塌不止，在進入下游沙量不足已成常態條件下，灘邊不再遵循“此沖彼淤”規律，農田蝕退后很難淤還，河槽因塌灘變寬后，降低對水流的約束而使中水流路擺動不定［４３］ ，由耕地坍塌而成的濕地會隨時沖失，不僅影響糧食與生態安全，而且河道與灘區也將處于復雜難治的惡性循環之中。

２）黃河下游使用傳統拋石壩結構修建河道工程，須長期搶險拋石后方能維持穩定，但水流強度加大或河勢突變時，壩垛根石仍會走失甚至發生壩體坍塌等險情，必須繼續搶險防護，耗費巨量人力物力，且所需塊石必須開山采石，嚴重破壞生態環境［４０］ 。此外，傳統丁壩壩頭凸入河內，激化水流與壩岸之間的矛盾，消耗水流能量而降低輸沙效率［４２］ ，還大量占用灘岸耕地（通常一道丁壩占地約１．３３ ｈｍ^２）［４０］ 。

３）下游寬河段內形成總面積達３ １５４ ｋｍ^２的灘區（約７２％為耕地），是中水河槽面積５ 倍以上。以往大洪水時灘區承擔行洪、滯洪、沉沙重任［４２］ ，解決下游“窄河段”過洪能力不足的問題。１９５８ 年汛后，灘區干群以為將建成的三門峽水庫攔蓄洪水且中游大規模減沙措施均能生效，大建生產堤［１４］ ，幾十年來屢清屢建，規模越來越大，竟然出現了汛前在生產堤上破口、汛后再堵的局面。由于近２８ａ幾乎沒出現漫灘洪水，目前灘區更是存在高灘不高、生產堤亂建狀況，河道排洪受到影響，灘區群眾經濟社會發展同防洪安全的矛盾長期沒得到解決［４４－４５］ 。

４）下游大堤堤線很不規律，堤距最寬處竟達２４ｋｍ，是陶城鋪至利津河長３０７ ｋｍ“窄河段”堤距的幾十倍，更是艾山卡口的８７ 倍，使堤距呈“上寬下窄”狀態［１３］ 。如此堤線、堤距及窄河段河道工程布局狀況，在只重視寬河段采取“寬河固堤”方略［２４］ 的影響下一直未被糾正，反以艾山卡口過流能力不足為由開辟滯洪區，并給灘區加上過高的滯洪、行洪要求［４０］ 。從設計洪水講，盡管已將１８４３年調查洪水重現期從當初２１０ ａ 改為６００～１ ０００ ａ，后又改成“至少１０００ ａ”而減少了偏差［４６］ ，但這個先定頻率曲線走向再確定設計洪水成果的方法不可靠［１３，４７－４８］ ，且設定的防洪調度方案余地偏大，不能利用中游干支流已建水庫與下游河防工程科學地“上攔下排”，導致將北金堤與東平湖相關區域劃為滯洪區，制約了相關地區發展［４０，４９－５０］ 。

５）按保守計，黃河已建水庫總調節庫容２８５．５ 億ｍ^３，占黃河現狀河川徑流量的５３％［５１］ 。然而，現在具有且能發揮較大調控能力的大型骨干工程只有龍羊峽、小浪底這兩座相距約為２ ５００ｋｍ 的水利樞紐，對寧蒙河段及禹門口至潼關河段，尚無能力通過真正有效的調水調沙改變河床淤積狀況，中間可發揮承上啟下作用并能給予足夠水流動力的古賢與黑山峽工程都未建成［３］ ，水沙調控的主體框架目前尚沒有形成，對下游水資源更沒有能力優化配置。

６）上游寧蒙河段１９８６年以來由于水沙關系失調、主槽淤積萎縮、河情惡化，在汛期遭多沙支流突發高濃度泥流淤堵而形成“沙壩”，河水上漲倒流進而引起決堤洪災；在初春上游解凍開河后冰水洶涌齊下，相擁相撞，易在狹窄、彎曲、淺灘阻流處卡冰結壩，致使水位陡漲出現漫堤潰決凌災［３］ ，其危害程度與發生次數均超伏秋大汛洪災。對于流域治理，采用粉質壤土修筑的淤地壩，暴雨期易沖毀或潰壩，甚至造成連鎖反應，故工程攔沙可能出現泥沙“零存整取”后果；而長期大規模實施的林草植被存在建植難、穩定性差等問題［３５］，在水資源日趨短缺的現實下，大片植被退化或枯死，生物措施效果不佳，而且促使地下水超采區不斷擴大。此外，龍門至潼關河段早春河面流冰壅塞河道也會引起凌汛洪水災害。

７）黃河流域是資源性缺水流域，人均水資源量僅為全國平均水平的２３％，農田灌溉用水定額不到全國平均的１５％［５１］ 。筆者１９９３ 年６ 月赴美期間拜會了諾貝爾物理學獎獲得者李政道，他對黃河治理問題饒有興致，告別之時還欣然題詞“一定要重視黃河生態保護問題！”也表明我們在尋求治黃之路時，國際學者已超前關注黃河生態保護問題。果然目前經濟社會發展對黃河水資源需求激增，導致生態安全風險日趨增大，不少區域出現了湖泊萎縮、濕地干涸、地下水超采、地面沉降、土壤沙化等生態災害。

３新形勢下治黃方略

３．１黃河水少沙多解決方略

３．１．１應對沙多的方略

針對黃河沙多問題，必須采取工程措施對黃土高原侵蝕狀況進行治理，大減入黃沙量，實乃治本之策［５，１９］ ，即大量修筑淤地壩系及必要的擋土墻，將溝壑與坡地變成相對平原［５，２０］ 。按照現在的經濟與施工能力，完全能夠在干支溝上下游布局壩系，提高土壤侵蝕基準高程，將占流域中上游總面積約３０％但入黃泥沙占入黃總沙量８０％以上的水土嚴重流失區（根據對流域水沙阻控及其效率的研究，進入下游的粗沙實際是流域廣大土壤侵蝕區粗顆粒的集體貢獻，多沙區作用更大，中游粗沙區未必是入黃泥沙的主要貢獻者，現在８０％入黃沙量總量減少，實際對應面積卻比以前有所增加），修建成錯落有致的相對平原，同時采用需水閾值較小的鄉土植物合理配置的近自然生態修復措施，即可將入黃泥沙減少８０％以上［５，３２］ 。客觀講，蘭州、延安等地在黃土高原大規模實施削山填谷而“造地、建城”，和上述改變侵蝕基準面對策的原理是一致的，對于減少入黃泥沙也無疑有效［４］ 。至于孔兌突發性洪水淤堵干流形成“沙壩”災害，可運用“水沙調控、支流攔沙堤外放淤”處治模式［３］ 。

有學者認為自然修復對保持水土也很有效，其實在高強度降雨條件下植被對泥沙的阻控作用不大。比如，２０ 世紀３０ 年代前黃河流域人類活動對植被破壞較少，但１９３３ 年出現高強度降雨后，陜縣水文站出現了３９．１ 億ｔ 的罕見輸沙量；再如，林草植被覆蓋率在８５％以上的延安云巖河（流域面積為１ ７８５ ｋｍ^２），其控制站新市河站２０１３ 年７ 月實測輸沙量竟達建站以來最大值１ ６４５ 萬ｔ。表明在高強度暴雨作用下，高蓋度林草植被仍然擋不住出現很大的侵蝕產沙量。從社會與生態環境協調的角度講，持續利用工程措施主動攔減入黃泥沙更為有效和必要。

２００３年筆者提出了“兩道防線”方案［８］ ，同時認為在黃土高原修建攔沙治溝工程對于黃河下游減沙最易生效。為克服傳統淤地壩易潰決的缺陷，可運用清華大學與中國水科院聯合發明的預制管板樁組合法及除險加固技術提升淤地壩結構［１９］ 。

隨著林草植被大片退化，暴露出生物治理措施抗干旱、病蟲害等風險能力不足。近年筆者到黃河上中游督查發現，即使根系發達的鄉土植物，大量種植后也對生態和地下水產生嚴重影響。現場發現為爭取獲得更多的補償大片荒地被劃為草地，為完成種草任務，粗暴地用大型設備開槽，嚴重破壞原始地表而風蝕嚴重，表明在有一定鄉土植被基礎的荒地，不應強力推行林草治理措施。因此，應按通過工程措施改變侵蝕地理環境的治理思路，以提升水沙處置、生態服務、經濟社會等功能為目標，因地制宜研發侵蝕源泥沙阻斷、減風阻沙固沙治沙和滯水減蝕技術，重視淤地壩系持續攔減泥沙作用，形成全要素多維梯級協同治理局面，且要以“宜荒則荒”和不嚴重破壞地表為原則。

３．１．２解決水少問題的方略

黃河中上游地區煤炭、石油、天然氣和有色金屬資源豐富，是我國重要的能源、化工、原材料和基礎工業基地，具有“富甲能源熱土，唯缺水資源” 的突出特點［３］ ，也是我國畜牧業和糧食生產基地；中游汾渭盆地及下游黃淮海平原更是糧、棉、油穩產豐產區。

應該承認，黃河上已建水庫對水資源調節能力有限，不少水量并未有效利用而入海。為此，在北金堤等分滯洪區未解放和下游窄河段尚未擴寬的情況下，可在啟用概率極小的北金堤滯洪區石頭莊溢洪堰、渠村分洪閘等附近建設平原水庫，同時恢復山東位山水利樞紐１９５８ 年修建前黃河、汶河自然進出東平湖條件，達到河湖不分家的自然調蓄狀態，恢復魯西南洪水入黃狀態［１７］ ，甚至在南四湖洪水位高時恢復北流入黃功能，這些顯然是增加黃河下游水量最易實現且投資最小的方案。再將東平湖和沿黃已建、擬建的白云、董口、楊莊集、古宋金河等引黃平原水庫相互連通，即可協同發揮水資源調配與水生態修復作用［１３］ ，特別是能利用現有引黃濟冀補淀、引黃濟津、引黃濟青等工程自流向華北、膠東等地供水，使地下水位漏斗區深層地下水位回升。在三門峽水庫尚不能正常蓄滯洪條件下，若多水秋汛來臨則科學補水，每年可多供水１８０ 億～３００ 億ｍ^３給海河流域，其效益極其顯著［４０］ 。同時，上述互連平原水庫還可作為下游防洪體系的有機組成，發揮分滯洪作用。

解決黃河水少的關鍵措施是外流域調水。為直接增加黃河下游水量，按照李殿魁２００１ 年提出的構建國家水網的設想［１７］ ，可利用黃河鄭州桃花峪段南岸所處獨特位置，在南水北調中線工程以東沿鴻溝修建有航運功能的運河，在入黃口修建調節閘，對進入黃河的水量加以調控。《漢書》問世前“河”專指黃河，故稱此運河為“河南運河”［５２］ ，向南同淮河、漢江流域河流相連通，沿途經過幾大暴雨中心，直達丹江口水庫，將黃河下游河道當成淮河、漢江相關區域無法承受的洪水的入海通道，把災害水轉化成下游河道沖沙、工農業發展及河口生態用水，解放沙潁河大片滯洪區，并改變沙潁河上游洪災頻繁及南陽局部暴雨災害嚴重的局面。

早在１９８７年，國家計委即批準南水北調西線工程列入國家“七五”期間超前期工作項目，著名專家吳致堯任設計總工，１９８８年率談英武等１８０位專家進行了連續半年的現場查勘，研究通天河、雅礱江、大渡河引水方案，編寫了《南水北調西線規劃研究報告》，次年提交《南水北調西線工程初步研究報告》［１８］ 。研究表明，西線工程調水入黃的位置高，受水范圍大，可靈活對極度干旱缺水的西北內陸河湖區應急供水，還可“東西互濟”，提高黃淮海平原及相關地區引黃能力［４］ ；通過調整黃河分水指標，采用補充和置換方式提高西北地區城市供水保障能力；依靠適度補水和生態改善的雙重作用，提高西部糧食生產能力。

更迫切的是通過南水北調西線工程解決能源工業項目缺水問題。黃河流域被稱為“能源流域”，青、甘、寧、蒙、晉、陜等省（區）大批新能源和能源化工項目因缺水無法實施，預計２０３５ 年能源工業缺水量在３０ 億ｍ^３ 以上，西線工程無疑是保障國家能源安全、助力能源綠色低碳轉型的重要保證［４］ 。

南水北調西線工程實施后，可以還水于河，置換被擠占的生態水，保障黃河上中游地區生態環境用水；有利于推進風光水儲一體化基地建設，保證河道外綠洲生態系統穩定，遏制烏蘭布和、庫布齊、騰格里沙漠擴張，有效減少黃河上游地區風沙對東部和京津冀地區的侵襲，從而捍衛西北、華北地區的生態安全［４］ 。

川水北調會減少長江流域梯級水電站的發電用水，勢必導致相關企業利益損失。從規劃調水量看，西線調水對當地經濟發展和生態保護不會造成大的影響，從生態資源價值化的角度，以多種且靈活方式對水資源調出地區給予一定補償和支持是可行且合理的。跨區域調水重在考慮國家總體效益，長江沿線梯級電站的電量減少也可通過項目補償、資源置換、資產重組、業績考核等方式予以調節，更可考慮引藏水入川，將與四川存在界河的西藏豐富之水調入，置換或補充四川所需水量，同西線調水方案結合起來，即“川水濟黃、藏水補川”［５３］ 。可利用金沙江已建或規劃的梯級樞紐多部位補水，溝通怒江、瀾滄江與雅魯藏布江，調取更多西藏之水，為黃河全流域水沙調控增加更大動力，是黃河流域與華北平原戰略性水資源持續配置方案，可破解生態保護與高質量發展的剛性約束。藏水外調方式和形式較靈活，還能減少單位調水量投資及對生態的影響，屬于關系中華民族永續發展的根本大計。

筆者通過調研認為景來紅、張金良等優化提出的西線工程方案已較合理、可行，其調水選址、輸水選線、工程實施等已有可靠方案，一期工程可望近期開工。

３．２新形勢下黃河下游治理方略

３．２．１下游寬河段治理方略

２０１２年，十分關心黃河的前輩錢正英提請寧遠帶領王光謙、胡春宏、張紅武等到黃河下游考察，提出“穩定主槽、改造河道、完建堤防、治理懸河、灘區分類”治理思路［５０］ 。黃河水利委員會隨之組織開展了系統研究和論證工作，再經過“十三五”國家重點研發計劃專項研究［４０］ ，進一步證明這一治河思路是正確的，同時認為可行治河方略的提出，應以尊重古人智慧和現已實施的舉措為原則，而不宜追求別出心裁的“創新”。為此，寬河段須以“兩道防線”為治理思路，在現有穩定靠溜河彎工程與“節點”即“束流節制工程”依托和約束下［１２］ ，對兩岸與護灘控導工程聯壩相連的生產堤，采用投資少、施工便捷的“鋼筋混凝土預制板樁組合壩”專利技術［４２］ ，改建成工程結構堅固的防護堤，作為第一道防線，發揮控制流路及避免有可能發生洪災的作用，確保１０ ０００ ｍ^３／ｓ以下洪水不上灘（加上合理的設計超高，今后洪水實際很難上灘）；再利用異型板樁與透水樁護岸技術，將傳統工程改造成“平順護彎”形式，對拋石結構壩垛升級改造，實現不搶險與利輸沙目標（僅此舉即可節約土地約1.33萬ｈｍ^２，土地效益千億元以上），以“平順護彎、以彎導流”為整治原則，以中常洪水河勢穩定控制及稀遇洪水行洪共適應為目的，實施流路控導、主槽輸沙能力提升工程措施。目前當務之急是在工程對岸被劃為基本農田的灘區邊沿實施保灘治灘工程，遏制灘沿坍塌后退與河道不穩定勢頭，從而形成“槽灘共治”的局面。

為堅持底線思維，由已完成標準化建設的大堤（包括險工與防滾河工程）構成第二道防線；再將大堤與控導工程的連接道路加固升級成格堤，便于群眾交通的同時，限制萬一出現的漫灘洪水的擴散范圍，形成三堤共存的局面，故可稱黃河下游寬河段治理方略為“三堤共存、槽灘共治”［４０］ 。該項目的“河道輸沙閾值及水沙調控作用潛力研究”課題組，統籌防洪保安、生態環境保護、社會經濟高質量發展需求，提出了黃河下游生態治理思路［４４－４５，５４］ 。張金良、蘇茂林等專家通過調研認為生態保護需求與灘區現狀發展不協調，灘區居民外遷會衍生一系列問題，全部外遷更存在較大困難，建議結合“黃河下游河道與灘區綜合提升治理”“二級懸河”治理等措施，打造“大堤生態防護、高灘建鎮安居、二灘生態農業、嫩灘生境成廊、河槽綠色航運”的綠色生態走廊，推進灘區防洪和經濟社會一體發展［５４］ 。尤其在臨河側選用根系不影響堤防質量的適宜植物，構建防沖促淤喬灌草結合防護林體系，筑牢黃淮海平原生態安全屏障。

實施黃河下游河道與灘區治理提升工程和生態走廊建設，能破解下游治理與灘區群眾防洪保安、生態保護、高質量發展之間的矛盾。相對于保護耕地和解放部分灘區等方面產生的系統性綜合效益，預算投資所占比例很小，下述窄河段擴寬經費更可忽略不計，資金即使由獲益最大的豫魯兩省政府自籌或社會融資，也不難解決。此外，可為河南打造“出海口”，黃河下游段可采用“上黃（河） 下運（河）” 的立交平穿過黃方案［５５］ 連通京杭運河，實現南北兩岸水系連通，向南可達江淮，向北可抵京津冀，有效助力華北平原實現“雙碳”戰略目標。

筆者團隊在黃河下游辛店集至周營河段修建鋼結構異型板樁組合壩、鋼管輪胎透水樁、Ｚ 型鋼板樁護灘等示范工程［４０］ ，共同發揮中水河勢穩定控制、輸沙能力提升與特殊洪水行洪共適應的作用，經近幾年洪水考驗，頗有抗水毀能力強、施工速度快、工程造價低、不搶險等優點。

３．２．２下游窄河段治理思路

近８０ ａ 來黃河河務部門根據修防和臨時搶險需要，在山東窄河段重點險段修建了不少河道工程，使本來就存在不少堤線急彎之處的窄河段，進一步形成“限制性彎曲河段”，除東阿井圈險工１３ 號壩修建后出現僅有２７５ ｍ 河寬的艾山卡口外，還有不少局部明顯阻水的卡口［１３］ 。如周孟護灘工程，將主流直逼對岸霍家溜險工，將本已很小的有效過流寬度減少５０％以上；再如，濟南曹家圈鐵路大橋處河寬僅４４４ ｍ，利津小李險工處河寬僅４４１ ｍ。

實事求是地講，即便是受極端天氣影響產生的特大洪水，經過河南境內已建的小浪底、三門峽、故縣、陸渾、河口村等水庫攔蓄后，若按現行對特大洪水防洪調度方案推算，下游洪峰流量依然不可能大于１９５８年洪峰流量（當年沒有水庫攔蓄且下游堤防遠非今日可比，這場世紀大洪水不分洪仍安然入海），故通過對山東窄河段局部卡口擴寬即可明顯增加河道過洪能力［１３，４０］ 。若運用異型板樁技術實施卡口擴寬，則可節省工程空間和投資，并保障防洪安全。如果再將窄河段內過于礙洪的河道工程進一步改造或拆除，不僅可消除人造“橫河”“斜河”和人為險情，而且可減輕上游河段防洪壓力，更能解放北金堤等蓄滯洪區，并改善上游寬河段灘區治理的約束條件和防洪體系運行方式［４０］ 。

３．３構建水沙調控體系

３．３．１新時期須發揮三門峽水庫的巨大作用

在入黃沙量已大幅減少且國家更加重視實施攔減泥沙工程措施和生態建設的形勢下，隨著上中游攔減泥沙工程不斷修建，三門峽入庫沙量必然越來越少。同時在現有設計洪水成果留有較大余地前提下，三門峽水庫運用方式應盡早優化調整［２２］ ，通過限規模短期滯洪，適度發揮調蓄洪水泥沙與調度水資源的作用，在小浪底水庫汛前調水調沙期伺機排沙，給水沙調控提供足夠的含沙濃度，提高小浪底水庫調控水沙的效率，提高發電調控效果［２２］ 。即使不修正設計洪水成果，也能通過三門峽水庫的攔蓄作用降低花園口百年一遇以上洪峰流量，確保黃河發生萬年一遇洪水時不使用北金堤與東平湖滯洪區。

黃河秋汛洪水時干支流來水如果遭遇，在下游漫灘有限制、水文預報精度尚難提高的現狀下，小浪底水庫攔峰錯峰調度就可能冒超過允許水位的風險［５６］ 。為此，可利用秋汛含沙量小的特點［２］ ，提前啟用三門峽水庫攔蓄洪水至非汛期水位，甚至有所突破，降低小浪底斜心墻堆石壩高水位時的安全風險，并為后續非常洪水預留庫容，兩水庫聯合調度有利于干支流洪水錯開下泄［２２］ 。

在三門峽與小浪底等水庫優化調控下，下泄流量可適當增大，以便打破不游河床表面粗化層的制約［５７－５８］ ，在灘槽高差不足的灘地修建防護堤，可使河槽不斷沖刷而增加下游過洪能力。應該承認，三門峽水利樞紐不愧為國之重器，其調控水沙的巨大作用一旦激發，治黃興利局面立即改觀。即便按《２０２１ 年黃河中下游洪水調度方案》要求設計標準以上洪水必須充分運用三門峽水庫攔洪滯洪，萬年一遇“上大洪水”三門峽水庫最高運用水位３３２．６５ ｍ，滯蓄洪量５０．３３億ｍ^３，仍然能使花園口洪峰流量控制在１２ ０００ ｍ^３／ｓ以內（削峰率７７．１％）。

附帶指出，在中上游較多產沙區實際土壤侵蝕模數相對于設計依據明顯變小［５９］ 、不少已建淤地壩攔沙不足的現狀下，從技術層面判斷，下游來沙量總會向不斷減少的趨勢發展，這種條件盡管有利于“懸河” 治理，但河口造陸難免受到影響甚至出現岸線蝕退等嚴重生態問題，到那時人們會真正認識到泥沙資源的重要性。為遏制岸線蝕退、維持河口生態，需對三門峽等工程排沙設施進行改造，通過巧妙調配為下游河道及河口供沙，有效恢復水庫自身攔沙庫容。

３．３．２古賢、黑山峽與三門峽工程是構建水沙調控體系主要構架的關鍵

黃河上游寧蒙河段洪凌災害嚴重及多條溝道易突發高含沙山洪入黃而淤堵干流，導致該地區土地資源、能源資源、礦產資源富集的優勢難以發揮［３］ ；黃河水少沙多且時空分布不均，干支流建立的水庫零散分布，未能協同控泄調節。因此，建立水沙調控與流域水資源調度體系的主要構架，是實現黃河流域水沙調控與高質量發展的必由之路［３２］ 。

已進入建設階段的古賢水利樞紐位于中游北干流河段，對其下游調控能力強大。最近研究表明［５７］ ，該樞紐在主汛期下泄高效輸沙流量，可顯著沖刷小北干流，將潼關高程降低１．３ ｍ 左右，進而引起渭河溯源沖刷發展至涇河口，恢復渭河下游過洪能力，防洪壓力大為減小。再通過三門峽、小浪底水庫調控水沙，即能長期保持小浪底水庫的有效庫容和調水調沙功能［５６］ ，為下游河床不抬高提供水動力保障。此外，古賢工程如對入庫洪水采取分級控制運用，可降低“上大洪水”進入三門峽庫區的滯洪水位，減少灘庫容損失，持續保持攔減洪水和調控水沙的能力。古賢水庫運用后，冬季不再有大量流冰進入壺口以下河段，解除壺口至潼關河段冰凌災害。

黑山峽河段地處甘肅、寧夏交界處，是黃河上游最后一個可建高壩大庫的峽谷河段。擬建的黑山峽水利樞紐高位供水優勢顯著，在黃河調水調沙及調電中具有承上啟下、興利除害的地位，在黃河水沙調控體系中具有不可替代的重要作用。據趙業安等研究［５８］ ：“黃河上修建水庫進行徑流年調節及多年調節，其必要條件是總庫容至少相當于年入庫沙量的１００ 倍。”黃河已建和規劃的水利樞紐中，只有龍羊峽和黑山峽工程位于水多沙少河段，總庫容符合上述必要條件，可長期保持巨大的有效庫容。此外，清華大學、北京大學、中國科學院、黃科院等聯合研究表明［３］ ：“黑山峽水利工程通過調蓄并提高下泄水溫，使寧夏河段不再封河，解決內蒙古河段上段的冰塞問題；通過對上游梯級電站反調節多發電，使其放手進行水沙調控，扭轉寧蒙河段河情惡化趨勢，還能進一步加大萬家寨、古賢、三門峽、小浪底等水庫的水沙調控作用。”

４結論

本文分析認為新形勢下黃河依然存在水資源嚴重不足、傳統淤地壩攔沙不穩定、林草植被建植難、“二級懸河”形態仍存、灘區發展與治河矛盾突出、寬河段河勢仍難控制、部分河道工程易出險等問題。以尊重古人智慧和現已實施的舉措為原則，在肯定現有“上攔下排”等治黃方略前提下，得出如下結論：

１）隨著社會經濟發展與科技進步，歷代先賢未能成功實施的治河策略而今大部分能成功。當代治黃方略涉及全流域治理，可采用工程措施與淤地壩修筑技術改變水土嚴重流失區的侵蝕地理環境，結合喬灌草近自然修復良性生態治理技術，大幅度減少入黃沙量；通過全河水沙調控體系構建，優化配置水沙資源，破解防洪、生態建設與區域經濟發展難協調問題，而且有能力將外流域調水入黃作為治黃舉措。

２）寬河段應以靠溜險工、控導工程為依托，對生產堤升級改建成結構堅固的防護堤，構成第一道防線；利用新技術將傳統壩垛升級改造，達到不搶險與利輸沙目標，按“平順護彎、以彎導流”的原則整治河槽，同時在工程對岸灘區邊沿實施護灘工程，形成“槽灘共治”局面；堅持底線思維，由大堤及其防護工程構成第二道防線，再將大堤到控導工程的道路升級為格堤，防范萬一漫灘洪水擴散，形成“三堤共存、槽灘共治”治理方略。對窄河段只需局部擴寬即可大幅增加過洪能力，另需將明顯礙洪工程進行改造或拆除，解放相關滯洪區并降低寬河段灘區行洪要求。

３）全河最突出的問題是水沙調控體系的主體構架還未構建完成，在入黃沙量越來越少且設計洪水成果所留余地過大條件下，三門峽水庫運用方式應盡早優化調整。只有及早建成古賢與黑山峽水利樞紐，并激發三門峽這一大型骨干水庫的調控作用，才能共同構建起黃河水沙調控體系的主體構架，真正建立起全河水沙調控機制。通過全河水沙調控、水資源優化配置，確保水沙關系協調，遏制寧蒙等河段河情惡化勢頭，促進流域生態建設與區域經濟發展相協調，使治黃事業處于良性循環狀態，實現黃河成為幸福河的目標。

４）為解決黃河下游水少問題，在南水北調中線工程以東沿鴻溝修建“河南運河”，向南與淮河、漢江流域溝通，將淮河、漢江上游災害水或多余水調引入黃，變成黃河輸沙、工農業及生態興利用水；恢復黃河、汶河洪水進出東平湖條件及南四湖洪水入黃功能，將沿黃已建和擬建平原水庫連通，緩解下游水資源供需矛盾，最大限度實現黃淮海平原的水資源優化調配。

５）實施南水北調西線工程（即“川水濟黃”），為國家能源安全和促進西部地區經濟社會發展提供水資源支撐。進一步實施藏水外調補川舉措后，能永續給黃河水沙調控增添足夠的水流動力，為黃河流域生態保護和高質量發展提供水資源保障，還能夠減少西線工程單位調水量的成本及對生態的影響。因此，“川水濟黃、藏水補川”這一戰略性水資源優化配置方案，實屬關系中華民族永續發展的根本大計。