黄河是我国的“母亲河”,但历史上也有严重的洪涝灾害。你认为控制黄河中游洪水的主要措施是什么?
黄土高原有110000多座淤地坝,累计淤积泥沙280亿吨。大量数据和事实表明,黄土高原淤地坝工程为黄河减沙和黄河下游可持续安澜做出了巨大贡献。
2.开垦耕地增加了粮食产量。
现有淤地坝淤地30多万hm2,平均亩产4500-6000kg,坝高13500kg,是坡耕地的6-10倍。在山西省汾西县康河沟流域,坝区面积占流域耕地总面积的28%,但坝区粮食总产量却占流域粮食总产量的65%。
3.促进水资源利用,解决农民生活和生产用水问题。
黄土高原修建的淤地坝解决了10万人的饮水问题。同时,利用骨干坝预蓄开发灌溉面积2.33万hm2。
4.增加农民收入,发展农村经济。
仅黄土高原现有坝区每年的粮食和水果产值就达20多亿元,增加农民收入2亿多元。
5.推进退耕还林改善生态环境。
据分析,0.07hm2的坝地可促进0.4 ~ 0.67 hm2的坡耕地转化。目前,30多万公顷的坝地既满足了温饱需求,又保证了退耕还林(草)。
6.有利于区域防洪减灾和保护下游生产安全。
黄土高原现有骨干坝可保护下游沟、河、台、坝用地1.87万hm2。
7.以坝代桥改善交通状况。
坝路结合的淤地坝在黄土高原占20%,相当于修建2万多座农村公路桥。
全面推行现代黄河管理方法
黄河水利委员会“模型黄河”项目计划日前已获水利部正式批准。至此,“原型黄河”、“数字黄河”、“模型黄河”等规划已全部获批,进入全面实施阶段。
按照“三河”的现代理念,未来黄河治理将首先通过对原型黄河现状的分析,提出黄河治理决策的基本需求和物理参数,然后借助现代信息手段进行数学模拟,提出定向方案。最后,通过黄河模型反复试验,为实际黄河提供先进、经济、合理、安全、有效的整治方案。
黄河水利科学研究院总工程师姚:比如这个工程的优化设计,如果一个大坝通过模型试验研究进行优化削减,可以直接减少工程投资2-30万元,另外一个,通过每年的洪水预演,可以知道哪里可能发生险情。在防洪预案中,可以将该堤段的险情作为防洪重点,将人员转移出去。
据了解,在2003年汛期黄河防汛部署和指挥中,首次实现了“三河”联动,在防汛过程中发挥了巨大作用。根据“三黄河”整治规划,到2010年,黄河上将形成较为完善的防洪减沙体系,确保防洪安全在标准以内,水资源得到有效管理,确保黄河一般年份持续流量,使黄土高原面积达到12亿平方公里,建设淤地坝16万座,减少黄河入沙量3亿吨。
黄河治理总体规划
黄河对包括长江在内的中华民族有着不可比拟的意义。它流经中国腹地,孕育了中华民族。华夏子孙不仅得益于黄河和黄土的哺育,也深受黄河下游“好淤积、好决心、好迁徙”之苦。在中华民族生存和发展的历史上,有很大的篇幅与黄河治理有关。在历代,如何制定治理黄河的方略,是我国国民的决策课题。最早的治理黄河的成功范例,为后人所推崇的,就是传说中的大禹。他改进了工人和枪炮“阻水”的做法,采取“疏河导滞”的策略平息洪水。这个传说,其实是先民治河的总结[1]。从周代以后的文献记载可以证实,黄河防洪大堤的雏形早在春秋战国时期就已存在。诸侯国崛起后,可以组织更多的人力物力从一个地方开始,河流两岸出现支离破碎甚至以邻为壑的堤防。更大更长的就成了中国早期的长城。有文字记载,西汉哀帝即位之初,贾让提出了三项治河方略,是继鲧、禹之后的又一项重要治河方略。贾让当时面临的问题是,黄河下游的河水“高于民房”,已经是“地上悬河”。堤防宽度不一致,布局更加混乱,所以他最后主张的就是筑堤治河。三种策略中,最好的一种主张弃旧河道,人工北引。他认为“此功,河定民安,千年不患,故为策之一。”中策主张引渠分洪入漳州。“这是一种真诚的富国强民、兴利除害、赡养百岁的办法,故称中策。”受限于当时的社会经济条件,贾让的三策并没有得到认真实现。东汉时期大规模实施王景的宽河治涝战略。他为河流选择了更好的路线,从荥阳东到海口,行程数千里,修筑运河和堤防,利用沿河的大泽排淤。他没有实现大的分流和改变,一直为后人所欣赏。但这种安澜毕竟是相对的,有大量泥沙淤积,至少在隋唐五代时期是如此,不可能有“千年无罪”的历史事实。明代潘继勋“以水攻沙”的理论和实践值得借鉴。他主张在南北两岸“坚筑堤防”,并努力完善堤防体系,如用雷堤治水攻沙,用远堤抑洪,用格堤防洪促滩淤积;为了防止洪水,建造了一个滚水坝来排水。当时在黄河南下的条件下,充分利用淮河的水,利用洪泽湖的调节能力“蓄刷黄河”。潘继勋实现了河道治理从分流到合流、从治水到治沙的两个转折,抓住了黄河泥沙淤积的根本问题。显然,这是非常聪明的。所以在他之后,明清的治河措施大都遵循了他的治河原则。他的治河思想和方法甚至影响至今。但黄河河床持续淤塞,泥沙灾害日积月累,以至于在1855处,出现了铜瓦厢改道的剧变。
50年来,黄河治理和开发取得了巨大进展,黄河开始成为造福人民的河流。总结治理黄河的成败经验和科研成果,认为采取“堵、排、放、调、挖、综合治理”等措施,可以妥善解决泥沙问题。采取“上堵下排,两岸分开”的方针,可以有效地控制洪水。将它们有机地结合起来,形成防洪减淤的工程体系。显然,这样就把黄河作为一个整体来考虑治理对策,人们对黄河的研究和治理实践进入了一个崭新的阶段。昔日千疮百孔的黄河大堤,如今已成为雄伟的“水上长城”,成为海河和淮河的分水岭。经过人们的努力,实现了连续52年不间断洪水的奇迹和综合治理开发的丰硕成果,治理黄河的成就举世公认。然而,黄河毕竟是世界上最难治理的河流。自4000多年前大禹治水以来,经过许多前辈的治水实践,始终无法改变泥龙的游荡脾气。史书上明确记载,黄河在2600多年间,1500次泛滥,26次改道。下游决口洪水范围北至金谷,南至江淮,纵横面积25万平方公里。频繁的决口和改道给两岸人民带来了严重的灾难。如今,随着黄河流域人口的快速增长、经济的快速发展和人类活动强度的大幅增加,母亲河的隐忧依然存在。因为冲刷入海的水量大大减少,下游河床不断淤积抬高,泄洪能力大大减弱。高滩面洪水机会接近1855通瓦腔决口前,河道已趋向预警高度,悬河形势异常严峻。严重威胁下游两岸人民的生命财产安全。另一方面,存在季节性停水的灾难。1972以来的27年中,有21年停水,尤其是90年代。影响了依靠黄河供水的城乡生活和工农业生产用水,不仅直接造成了巨大的经济损失,还带来了许多生态环境问题[2,3],如河口地区土地盐碱化加剧,河口湿地生态系统退化,生物多样性减少,使黄河三角洲日益贫瘠。黄河断流和洪涝灾害造成的环境恶化交织在一起。黄河安澜暗藏危机,治理黄河事业异常艰巨,任重道远。特别是随着国民经济的发展和黄河的演变,对黄河的管理和开发提出了更高的要求,使黄河的管理面临许多问题。如何使治黄事业更加符合客观自然规律和社会经济规律,迫切需要我们继续探索和奋斗。本文在前人研究和实践的基础上,简要论述了黄河的治理。
2减少黄沙投入量的根本原因是政策
众所周知,黄河之难的症结在于沙,这是黄土高原水土流失严重造成的。该地区西为祁连山余脉,西北为贺兰山,东为管涔山、太行山,北为阴山,南为秦岭。* * *面积64万km2,海拔1000 ~ 100 ~ 300m,相对高差1000 ~ 300m,是世界上最深的黄土覆盖层。在特殊边界条件下,中游暴雨是黄土高原土壤侵蚀和严重水土流失的动力因素。“侵蚀越陡,侵蚀越陡”[4]黄土高原切割成片,沟壑纵横。黄土丘陵沟壑区年输沙量约654.38+00亿吨,土壤侵蚀模数可达2万t/(a.5 km2),大量泥沙进入黄河,造成部分水库淹没。很多人认为,历史上黄土高原曾经是一个繁荣富饶、植被良好的地方,希望通过植树种草来改变黄土高原的生态环境,从而达到根治黄河的目的。但也要认识到,黄河塑造的华北平原是中华民族繁衍生息的中心,黄河早在古代就是多沙河流。《左传》引用石舟:“发起河清,人生几何!”说明黄河在更早的年代是相当浑浊的,因为黄河的沙的自然现象应该比周的这首诗要早得多。她所流经的中游地区,尤其是现代界定的大部分水土流失严重的地区,自古以来就是自然条件极其恶劣、水蚀风蚀最为严重的地区。这一点可以从《诗经·潇雅·十月之交》中得到证明:“叶叶为电所惊,而不安。百川沸腾,山陵崩塌。高岸是谷,深谷是陵。”这首诗生动地描绘了2000多年前暴雨后山洪暴发时黄土高原强烈水土流失的自然景观。再如愚公,说:“御别九洲,随山疏浚河道”,说明当时黄土高原水土流失十分严重,大量泥沙进入黄河,使黄河下游淤积日益严重,人们便有了“随山疏浚河道”(即随山疏浚河道上游)的思想。原始的或常规的生产方式很难保证植物生长的良好立地条件,因此很难达到一定的植被覆盖度[5]。无论如何,在估算古黄河中游地区的植被状况时,必须考虑自然气候的影响。《诗经·大雅·韩云》描述了周宣王多年的旱灾:“旱灾十分严重,秀里见虐,如?NFDA4?如焚。”也就是说地枯如火,山川干枯。显然,在这样干燥的气候下很难有好的植被。
我们认为,对于黄土高原的水土保持,必须跳出传统的框架,采取现代化的工程措施,如修建控制性拦沙工程、淤地坝和必要的挡土墙,把沟壑变成平地;还包括人工定向爆破等措施,让高耸的岬角梁填平沟壑,把坡地变成相对的平原。同时辅以必要的生物措施。这些措施把水土流失严重的地区,经过多年治理,现在只占黄土高原总面积的20%左右,变成了错落有致的相对平原[6]。在这片失去侵蚀地理环境的“平原”上,水土流失得到遏制,流入这一地貌类型区的黄泥沙可减少70 ~ 80%(实际上,黄泥沙减少100%是不可能的,也是没有必要的,否则下游河道将遭受强烈冲刷,特别是给河口三角洲地区带来很大麻烦)。
只有从最基本的流域单元入手,通过工程措施改变水土流失严重地区的侵蚀地理环境,才是解决黄河的根本,而这绝不是时间长了就能实现的。只要立即实施,循序渐进,就需要10年以上。在这些具有水源涵养条件的人造“黄土平原”上,采取相应的生物措施,不难在不久的将来实现“再造山川秀美的西北地区”的宏伟目标。从现有的技术和经济条件来看,这是完全可行的。面向21世纪,从社会与生态环境协调的角度看,中国经济发展的战略重心向西部转移也是十分必要的。
3.与其他流域调水相结合的综合管理战略
相传中国古代“汤被洪水切割,胡爱山香菱摇曳,浩浩荡荡。”但历经沧桑,近代以来黄河水资源日益匮乏,仅占全国河流径流量的2%。大量数据表明,缺水是黄河下游持续淤积上涨的主要驱动因素,也是黄河的又一症结。模型试验表明,洪水机会减少是近年来黄河下游河床萎缩、行洪能力低的主要原因[7]。从水资源的角度来看,黄河是唯一一条流经干旱缺水的西北和华北地区的源远流长的河流。该流域幅员辽阔,环境多样,土地和矿产资源丰富,但因水资源缺乏而制约发展。因此,黄河治理不仅要考虑防洪,还要考虑水资源。花园口以上多年平均径流深77mm,是全国平均径流深276 mm的28%,黄河下游水资源严重短缺是长期性、区域性、资源性缺水。因此,缓解黄河下游水资源供需矛盾的根本措施是开源,即从其他流域调水补充黄河有效水资源,这是适应发展的长期战略措施。为此,我们可以利用黄河以南优越的地理位置,基本上沿着南水北调中线工程的路线,把可以从汉水、淮河上游引过来的水,经过河南的南阳、平顶山、许昌等地,引入黄河,在郑州西部的桃花峪上游(如古柏嘴附近),利用东平湖和拟建的桃花峪水利工程加以调节。然后通过现有的下游引黄工程,包括引黄入津工程、引黄入冀工程(现有的生产性引黄工程和巍山引黄工程供水能力较大)和引黄入青工程,向河南、山东、河北相关地区供水,兼顾南水北调中线和东线的调水功能。这样可以缓解黄河的水资源供需压力,达到解决下游断流、保证输沙用水量和改善下游河道淤积的目的。如果保证调水规模,不仅可以缓解河北相关地区的缺水问题,还可以通过河北水系的局部调整,帮助北京、天津满足原南水北调中线工程对北京、天津的供水要求。在此前提下,黄河流域来水可以主要考虑流域中上游的用水量,从而缓解黄河中上游缺水的不利局面。而小浪底水库可以按照“高水高利用”的原则向北方调水。
从丹江口水库向黄河调水时,沿途干渠应与淮河流域的河流、集水区平齐,并与本流域的防洪体系相结合,形成“串联水库”,不仅能起到相应的供水作用,还能产生其他巨大的社会经济效益,特别是在淮河、汉江流域的暴雨期。一是通过优化调度,将淮河和汉江流域难以承受的洪水量转移到黄河,利用黄河下游作为淮河上游主要支流的行洪通道,从而大大减轻淮河和汉江的防洪压力。其次,分洪入黄可以冲刷黄河下游,扩大主航道截面积,提高泄洪能力,减少下游淤积。赵晔安等专家的研究成果[8]和我们进行的模型试验资料[7]表明,黄河下游存在“大水大沙”、“大水好河”的规律,缺水多沙是黄河下游淤积的根本原因,水沙不协调是黄河下游淤积加剧的另一个主要原因。因此[9],只有将洪水引入黄河,使流量与含沙量相适应,才能达到最佳的输沙减淤效果。第三,小浪底水库的库容是综合利用效益的保证[10]。小浪底水库可以利用分洪引水集中排沙,利用大水排沙入海,相应增加了水库极其宝贵的库容。增加了水库的调节能力,大大提高了水库的综合利用效益。
总之,这样的调水对黄河乃至整个黄河治理的防洪减淤能产生巨大的效益,对改善黄河下游特别是三角洲地区的生态环境具有重要意义。大量泥沙填海造陆,不断扩大河口三角洲的陆地面积,有利于当地海洋石油转为陆地开采,意义深远。
为了弥补汉江下游枯水期的用水量,可以修建引江济汉工程,即从荆江沙市附近向汉江下游调水。为了节省河道长度,方便蓄水,引江济汉工程可以通过长湖。初步选择在沙洋镇以下作为汉江入海口,位于规划台阶之一的兴隆枢纽上游,便于整治。荆江多年平均径流量大且稳定,汛期长达半年,保证调水补充汉江,同时可以减轻汛期荆江的防洪压力。
4结论
必须针对“水少沙多”的症结,科学制定治理黄河的方略。为了大幅度减少流入黄土高原的黄沙量,应采取现代工程措施,将水土流失严重的地区整治成一块块分散的相对平原,改变其侵蚀地理环境。这种激进的解决方法无疑是有效的。
为缓解黄河流域特别是下游地区的水资源供需矛盾,应从汉江、淮河上游调水入黄,冲沙减淤,改善生态环境,兼顾南水北调中线和东线工程的供水功能, 并把黄河下游作为淮河和汉江上游的行洪通道,扩大黄河下游的断面,借机把小浪底水库排出的泥沙输送入海,提高水库的综合效益。
本文提出的治黄方略,不仅把黄河作为一个整体来研究治理对策,而且把相邻流域作为一个系统来考虑,把防洪和用水问题作为一个整体来考虑,最大限度地优化配置黄淮海平原的水资源。