黄河下游悬河现状与治理刍议.doc

1 黄河下游悬河现状与治理刍议摘要:由于进入黄河下游的沙量远大于能输往深海的沙量, 黄河下游河道及河口的整体淤积是不可避免的。增加河道水流挟沙能力只能推迟河道淤积的到来, 从长远看, 并不能使河道由淤转冲, 因此, 控制河床抬升的治河原则, 主要并不是提高河道水流挟沙能力, 而是减少来沙量, 增大落淤面积, 并使淤积物各得其所, 以尽量减少其对壅高上游水位的影响。关键词:悬河来沙量侵蚀基点疏浚放淤 1 黄河下游悬河现状黄河以多沙著称于世,其所挟带的巨量泥沙,在进入下游冲积平原之后, 沿程发生严重淤积, 形成河床高踞于两岸背河地面之上的“悬河”。其悬河程度,就滨河区而言,一般为 3~ 5m ,多者高达 10m ,就距河较远的平原区而言,相 2 差可达 10~ 20m 以上。这种悬河状态在汛期往往带来严重的洪水灾害, 一旦堤防决口, 洪水居高临下, 一泻千里, 淹没范围广, 发展速度快, 造成的灾情往往十分严重。特别是当悬河程度较高时, 全河向决口奔流, 形成新河, 决口以下故道全部淤废, 灾情尤烈。这一现象在黄河上称为改道,历史上大的改道有 5 次之多,改道范围,北犯天津,南袭江淮, 整个黄淮海大平原几乎全受其害。这种改道的发展过程, 正是黄河本身为了从不稳定的悬河状态中解脱出来, 周期性地恢复到暂时较稳定状态的一种手段, 运用这种手段, 黄河将其所挟带的巨量泥沙较均匀地分布在黄淮海平原之上,完成它“移山填海造神州”的历史任务。它所塑造的大平原,实际上为一鸟趾状大三角洲, 这是由于每一次改道都留下一条悬河河床的缘故。历史上的治河, 虽然众说纷纭, 莫衷一是, 但由于受经济基础及技术条件的限制,并无大的作为,一般限于在改道形成的新河上,根据其发展情况,相机修建防洪堤坝,对洪水加以约束而已。今天谈论治河, 经济基础与技术条件已远非当年可比, 可以从更广阔的范围, 对更全面的因素进行考虑, 作出决策。但由于泥沙问题实在过于复杂, 对于许多原则性问题, 言人人殊, 难以形成共识。然而有一点可以肯定的是,历史上迫不得已采用,但却行之有效的办法,已 3 难再用。这种办法是顺应河床演变趋势, 当悬河达到某种程度而改道时,不力求恢复故道,而是俟雏形河道形成后,再逐步修建新的防洪堤坝, 加以约束保护。不能继续运用这种办法的原因为, 时至今日, 黄淮海平原地区经济已十分发达, 改道的破坏性太大, 这就使问题转化为, 如何减小河床抬升速度,使悬河状态基本或完全得到抑制。 2 黄河下游河床演变中的几个关键问题要深入认识黄河下游河床抬升的机制,有必要对黄河下游河床演变中的关键问题有较为正确的理解。黄河下游河道可大体上分为三段,第一段为 A—A至B—B 之间的河道段;第二段为 B—B至C—C 之间的河口段,后者又分为河口E 以上的河口河道段和河口 E 以下的浅海段; 第三段则为 C—C 线以外的深海段(图 1)。 黄河下游河床演变关键问题之一是河口 E 以上悬河纵剖面塑造的机制问题[ 1] 黄河一个最突出的特点是, 通过 A—A 断面进入黄河下游的年输沙量远大于通过 C—C 断面输往深海的年输沙量。后者在定量上难以确定, 60 年代我们曾根据少量河口地形变 4 化实测资料, 将大于 15m 水深, 冲淤变化甚小的海域视为深海,曾粗略地估算为不足 4亿t ,这大体上相当于当年进入河口段( 利津以下) 沙量的三分之一[ 2] 。近期的分析成果有的类似,有的更小[ 3,4] 。这种状况是黄河口外海滨水浅潮弱的特点造成的,在这种状况下, A—A及C—C 断面之间将发生严重淤积,其中包括 A—A至B—B 之间的河道淤积,B—B至E—E 之间的河口河道淤积, 再加上 E—E以下由河口沙咀及邻近海岸向前推进所造成的淤积。这里特别值得注意的是, 由河道淤积造成的河床抬升Δy, 为河口延伸Δx 造成的河口抬升Δ ye(= Δ ,Je 为河口比降) 所抵消,从而不可能通过淤积增大比降,来制约淤积的进一步发展(图 1), 致使自我控制系统的反馈作用完全丧失。与此相反, 如果黄河口外海滨为深水强潮,入海泥沙均能被带出 C—C 断面之外, 河口不向前推进, 则河床比降将逐渐增大, 至不再发生淤积为止。如图 2 所示。这是黄河下游持续淤积的根本原因所在[ 1]。5 图1 黄河下游纵剖面变化示意图图2 输沙平衡纵剖面示意图 Variation scheme of longitudinal profile of the Lower Yellow River Scheme ofa river longitudinal profile under equilibrium sediment transport 图1 反映的是一个形态基本稳定,但淤积仍在继续进行的动态纵剖面, 这