黄河下游是地上河流。到底是从哪里开始的?

“悬河”是中国第二大河流黄河的独特称谓。

黄河是中华民族的摇篮,也是闻名中外的浑河。它像一条金龙横卧在祖国北方的辽阔土地上。所谓“悬河”,是指黄河下游,当地也称“天河”。

黄河年均径流量560多亿立方米,仅为长江年均径流量的二十分之一,而年均输沙量却高达654.38+0.6亿吨,接近长江的4倍,因此成为世界上含沙量最大的河流。如果把1.6亿吨泥沙堆成高1米、宽1米的土堤,可以绕地球赤道27圈。

黄河从青藏高原奔流而下,汇成利剑,劈开峰峦,贯穿深谷。在峡谷最窄的地方,从底部仰望天空,天空是一条线;俯瞰山谷,激流涌动的是马立克奔腾。黄河中游流经世界上最大的黄土高原。黄土高原丘陵沟壑区水土流失严重,是泥沙的主要来源。河流过中游后离开峡谷,进入下游冲积平原,河道870多公里,横贯河南、山东两省。由于下游河道平坦,水流减缓,大量泥沙淤积,使得河床逐年上涨。每年黄河下游带来的泥沙中,约有四分之一堆积在下游河道中。由于河床逐年抬高,年复一年,黄河下游河床一般高出大堤外地面3 ~ 5米,有的高达9 ~ 10米,故名“悬河”。

地球表面的悬河

黄河-地面上的悬河[河道特征]

黄土高原是盆地型地貌,暴雨洪水带泥沙排放,汇水迅速,下游来水高峰高,浪高流急,但水量小。为适应洪水特性,下游实行宽河防洪策略,使洪水滞止于广大滩区,洪水泥沙主要由主航道运入海中。整个下游河道的特点是上宽下窄,上陡下缓,下小为防洪。艾山以下山区河道狭窄部分宽400—500米,最窄处仅287米,一直是黄河下游防洪的瓶颈河段。

黄河下游洪水威胁严重,主要是洪水不能把泥沙全部输送入海,河流淤塞抬升造成的。从1920到198363,铁斜-利津河共淤积泥沙165亿吨。从1950到1983的33年间,沉淀了70亿t。

黄河-地面悬河[冲淤特征]

在天然河道条件下,洪水淤滩刷槽,加大了滩槽高差,改善了泄洪条件。中小洪水和非汛期小水淤积在主航道内,抬高了主航道,降低了平滩流量和防洪能力。

在相当长的时期内,大洪水和中小洪水交替出现,从而保持了河流下游高滩深槽的形态,具有一定的防洪能力。

黄河——地面上的悬河[防洪]

在黄河下游,洪水和泥沙主要在河道中输送入海,堤防、险工和滩地共同构成下游防御体系。

历史上黄河决堤,多发生在大洪水的尾水或随后的洪水。由于黄河大堤含沙量高,遇水易液化,抗腐蚀能力下降快。

干流摆动、穿河、歪河、滚河、倚堤、沿堤洪水,是黄河防洪的严重险情,是因为洪水直入大堤或大堤液化后跑出险情。这是黄河上游防洪与其他清水河流(地下河)的最大区别。

而且黄河大堤决口,洪水和泥沙倾泻而下,不仅造成洪涝灾害,而且泥沙淤积严重。河流、湖泊、坑塘、村落、耕地被夷为平地,长期形成沙丘。

与此同时,高含沙量的液化堤坝和河床被洪水迅速刷深加宽。河床与后方地面的巨大高差也使得决口极难封堵。

黄河——一条悬在地上的河[“96.8”洪水]

三门峡水库运用以来,下游河道由高滩深槽变为二级悬河,从根本上改变了输水输沙主航道的基本条件,导致防洪抗洪困难,对下游造成严重的洪水威胁。

自人民治黄以来,1958成功防御花园口22300m3/s洪水。8月5日1996,花园口7600 m3/s的中型洪水被淹。黄河“96.8”中型洪水严重异常,下游洪水威胁严重。

1,洪峰演变速度特别慢。

一周后,第二次洪水发生,8月13日花园口洪峰5520 m3/s,赶上8月15日孙口第一次洪水。两个峰合并成一个峰,流量只有5540m3/s..

洪水从花园口到利津耗时369.3小时,是正常洪水时间187小时的两倍。夹河滩至高村河长度120km,洪水时间120小时,是正常洪水时间的6倍。

2.洪水水位异常高。

花园口、孙口、泺口都是历史最高洪水位。高村以上的病险工程和试点工程水位普遍超过历史最高水位0.16—1.29米..花园口站最高洪水位为94.73m,比洪水位1958高出0.91m,洪峰流量为22300m3/s..就连河南省元阳、封丘、开封等自1855年决口以来140多年未被淹没的高滩,也普遍被淹,水深超过1m。中型洪水在1855分流前漫过元阳、封丘、开封等高滩,黄河下游洪水威胁的严重程度表明已经超越分流前的灾情。

黄河——地上悬河[二级悬河]

宽河道主槽平流量3000 m3/s,具有漫滩流速慢、滞水时间长、积水深、排水困难等特点。然而,在三门峡水库运用前的50年代,天然河流的平流量为7000-8000m3/s..河道横断面具有高槽、低滩、堤根凹陷的特点。

河道的平面形状是生产堤、滩唇和控制工程连在一起,河道与主航道分割成若干个封闭的滩区。当洪水流量达到3000 m3/s时,会淹没滩地,演变成一系列相互连通的滞洪、滞沙平原水库,基本丧失了泄洪和输沙通道的功能。“96.8”洪水,宽河道洪泛区滞洪6543.8+0亿m3。

根据计算,宽河道滩地的滞洪能力可达20亿m3。变成了一个大的平原水库,又分成几个首尾相连的不规则的小水库。当洪水在这样的河道中流动时,必然会出现横河、斜河、滚河、堤垸、堤垸普遍泛滥的情况。

黄河——地上悬河【二级悬河的演变】

1958成功防洪时,河道为高滩深槽,在1982航测时已经是二级悬河。从高滩深槽向高槽低滩堤根洼高滩唇二级悬河演变,主要是浑水河段三门峡整治所致。

1950至1960自然河道期间,铁斜-利津淤积25.786亿吨,其中76.77%淤积在滩地,23.23%淤积在主航道。主航道淤积中,宽航道占98.79%,窄航道占1.438+0%。海滩淤积中,宽河道占84.23%,窄河道占15.77%。可见下游河道淤积分布合理,符合河道上部宽度较窄,主航道面积占1/3,滩面占2/3的构成。基本是平行淤积抬升,防洪能力维持。

三门峡1960至199110运行期内,铁斜-利津总淤积量为23.827亿m3,其中滩地20.1100亿m3,占844。主槽淤积量为21.81.6亿m3,占91.56%。主航道淤积中,宽航道占78.55%,窄航道占21.45%。海滩淤积中,宽河道占13.13%,窄河道占82.87%。宽河道滩的淤积只占总淤积的1.1%。可以看出,三门峡等主、支流水库调蓄洪水,下游河道冲淤的后果是:宽阔的江滩没有淤积,但主航道、窄河道淤积加重。

另一个重大变化是大洪水的减少。黄河下游是“大江大河好河”。如1958洪水,滩淤105万t,主航道冲刷8.65亿t,滩槽高差增大,平流增大,河道变好。20世纪50年代,10000m3/s以上的洪水有9次,而1960以后的洪水只有2次。淤地滩冲刷作用的丧失导致主槽淤积为主,使主槽由淤积变为淤积高度,进而形成二级悬河的演变。

黄河——地面悬河【二次悬河形成原因】

根据黄河的研究成果,下游河道的洪水输沙能力与较高的泄洪功率成正比。水库中上游防洪的基本功能是蓄洪削峰,以减轻下游防洪负担。清水河这一行之有效的防洪措施,却造成了主河道的严重淤积,削弱了洪水挟沙输沙的能力,丧失了河道的防洪能力。三门峡水库调水调沙,其洪峰库容的防洪作用是以淤积主航道和牺牲下游防洪能力为代价的。从二次改建完成,泥沙排出,到70年代下游主航道淤积,河道进入下降阶段。在1982航测中,铁斜至利津内滩(滩唇与生产堤之间)面积为969km2,外滩(生产堤与大堤之间)面积为1818 km2,中水道(包括嫩滩、边滩、心滩)面积为1017 km2。20世纪80年代后,二级悬河开发加速,“96.8”中型洪泛区证明,现有河道已失去泄洪输沙通道功能。

黄河——一条悬在地上的河流[“96.8”洪灾]

“96.8”洪水期间,黄河下游堤防出现渗水、塌坡等险情170处。控导工程140处有1500根坝桩。病险工控工程共有大坝2960座,坝次5280次。其中,河南境内河流76条,大坝521座,事故2263起;山东河有255座大坝,2448座大坝,3017座大坝。

河南、山东两省40个县、173个乡、1345个村,受灾人口107万人,受淹耕地23万公顷。滩区受影响人口占常住人口654.38+0.688万的63%。

黄河——一条悬在地上的河流【洪水的严重威胁】

“96.8”洪水仅相当于三年一遇。如果发生60年一遇设防标准的洪水,宽河段水位一般会高出1.2-3.3m,孙口以下河段水位一般会高出2.5m,其中泺口站高度超过3.25m,将大大增加堤防的危险性。

根据目前河势,黄林大堤1.400km将全部临水,超高不足240km(不含超高小于0.5m的390km),堤身段686km不能满足浸润线要求。

目前,堤防历史上共有400多处决口,决口总长95.438+0 km。堵口时,大量稻草、木桩、麻条、砖石等。被埋在堤坝下,形成一个坚固的透水层。口门背河存在坑洼,汛期水位高时易形成过水通道,威胁堤防安全。

黄河大堤地基多为多层地基,地下7-18m为细砂、砂质壤土、壤土和粘土互层,下为砂土。该地基存在渗透变形、液化、沉降和不均匀沉降等问题。

黄河——地面悬河[高含沙洪水]

高含沙洪水是造成下游河道淤积的严重水沙。根据11950 ~ 1983年11高含沙洪水资料分析,洪水总历时102天,34年来水量占总来水量的2%,来水量占总来水量的14%,造成下游河道淤积。

黄河-地上悬河[1933洪水]

1984年,黄委水科院提出,如果再次发生1933型洪水,在落期下游含沙量会很高,沿途水位普遍较高。洪水过后,河道淤积严重,泄洪能力大大降低,应是黄河防洪的重点对策。

在其研究后的15年,河床淤积,河中阻水物增多,主航道和滩唇持续抬升,二级悬河加剧发展。

1933洪水为高含沙量洪水。花园口最大洪峰流量22000 m3/s,60年一遇。输沙量42亿t,下游河道淤积20亿t,仅元阳河段就决口107次,执行33次。

1933洪水已发生67年,目前河型为二级悬河,但7600 m3/s的中型洪水将漫滩,远离1933的高滩深槽。

黄河——地面上的悬河[1933洪水]

根据小浪底水库初报计算的1933型洪水,来水来沙资料为:

千年一遇洪水量299.8亿m3,泥沙量67.09亿t,平均含沙量223.8kg/m3。经龙羊峡、刘家峡水库调节后,洪水量变为224亿m3,泥沙量不变,平均含沙量增加到299.5kg/m3。

年洪水量353亿m3,泥沙量83.83亿t,平均含沙量237.5kg/m3。龙羊峡、刘家峡水库调度后,洪水量变为276.3亿m3,泥沙量不变,平均含沙量增加到303.4 kg/m3。

小浪底水库的建设主要是为了黄河的防洪。而且黄河防洪不仅要处理洪水,还要处理泥沙。更难的是泥沙。而小浪底工程初报没有进行洪水调度和防洪规划,没有对水库或下游河道的淤积后果进行分析和估算。

黄河治理方略

黄河--治理黄河的方略[以堵治黄]

1955治黄规划在龙羊峡以下安排了46级干流梯级,1988修编规划调整为29级。干流梯级总库容为965亿m3,比原规划减少33亿m3。总库容490亿m3,占花园口560亿m3天然径流量的87.5%,已超过可开发水量。再加上支流工程、引水工程、利用、生态控制的用水量,下游来水量减少,甚至断流或成为季节性河流、内河的问题,不是偶然的。

黄河——治理黄河的总纲[河口侵蚀]

林炳南院士提出了将海水引入黄河下游的建议。任美华院士在《科技导报》(1999)第二期发表文章指出:建设平原水库,库容5000-1000000 m3,以5000 m3/s的速度向水库引入海水,向利津河道放水,经过7年左右的治理,利津洪水位可降低3m,足以造成利津以上的源蚀。

黄河——治理黄河的方略[郑州发源]

黄委水利勘测设计院王在《当代黄河治理论坛》上撰文指出,北水北调来的河水入黄河,从郑州调水比从东平湖调水更好:清水挟沙,冲刷路线长,冲刷效果好。全年增水6543.8+000亿m3,减淤2亿t;新增水量200亿m3,下游河道基本淤积。

黄河-治理黄河的总体规划[导流规划]

根据黄委会规划,新的下游引水线路起于河南原阳,经范县、茌平、禹城、临沂,在山东无棣入海。线路全长500km,河宽10km。上段南岸利用现有的北津大堤,河道地面南高北低。洪水将主要沿着北岸的新堤流,对堤防的威胁很大,新堤要二三十年才能稳定。新河的使用寿命只有60年。

新航道占地约5000平方公里。除新航道初期运行前的决口灾害外,原航道将是一片无水荒漠,现有引水工程及相应工程将全部废弃。现有河道与原有河道之间的低洼地带,将成为渍涝和盐碱地的重灾区。调水不仅要耗费大量的资金和移民,而且会对黄河下游地区的经济社会发展和稳定产生极大的不利影响,对中原地区乃至全国的经济发展和现代化建设也会产生极其不利的影响。

水资源

黄河-水资源[未来缺水]

根据水利部、黄委会组织专家进行的“黄河主要问题及对策”研究成果,黄河天然径流量560亿m3(花园口),全流域用水量约500亿m3,实际用水量约400亿m3,河道径流消耗量约300亿m3。正常年份2010年缺水量为40亿m3,2030年为110亿m3,2050年为160亿m3,干旱年份缺水量会增加。