黄河下游河道淤积影响因素及对策探讨

齐海龙

河南黄河勘测设计研究院，河南郑州 450002

1 黄河下游河道、淤积的基本情况

黄河下游河道上宽下窄，比降上陡下缓，花园口至高村河段两岸堤距为5km～10km，最宽处达20多km，河道比降2.65～1.72；高村至陶城铺堤距1.4km～8.5km，河道平均比降1.15；陶城铺至垦利宁海河段，堤距0.4km～5km，一般为1km～2km，河道平均比降1左右 。河道排洪能力上大下小，花园口、高村、孙口站的设防流量分别为22 000m3/s、20 000m3/s和17 500m3/s，而艾山以下仅为11 000m3/s。

根据黄委水科院《黄河下游断面法冲淤量分析与评估》，1952年～1999年黄河下游小浪底－渔洼间的淤积量56.34亿m3。1965年以后河口段河道（渔洼至罗13或清7）的累计淤积量为5.92亿m3，若包括1952年～1964年在内，淤积量估计将超过8亿m3。全下游总淤积量估计将达到64.3亿m3以上。

大断面测量成果显示，郑州花园口以下除局部高滩外，河道基本呈“二级悬河”形态，从滩唇到滩根普遍存在较大的断面横比降。其中东坝头－陶城铺河段滩唇普遍高于大堤附近滩面2m以上，最严重的河段滩唇已高出堤根滩面4m多，滩地高出背河地面4m～6m；主槽过洪能力只有3 000m3/s左右，洪水一旦漫滩，偎堤水深为3m～5m，临背水头差一般为7m～11m。

2 影响淤积的原因分析

近几年黄河下游部分堤段“二级悬河”发展很快，有研究者认为是由于1986年以后径流量减小，水流夹沙能力降低所致，也有研究者认为是受滩区生产堤影响的结果。笔者认为造成这种状况的原因是多方面的，其中有水流自身的因素，也受边界条件的影响，还有两者共同作用的结果。

2.1 水沙条件的影响

来水来沙条件是影响下游河道淤积的决定性因素，对下游河道的淤积状况起决定性作用。

黄河下游之所以成为举世闻名的地上悬河，正是其“水少沙多、水沙不协调”的基本特点决定的。所谓“水少沙多”是一个相对的概念，他的含义主要不在于水沙的绝对数量而在于水沙的相对关系。过去我们曾经把减沙的远期目标定在每年来沙8亿t，近年来这个来沙量不期而遇。1986年～1999年进入下游的年平均沙量只有6.84亿t，比1952年～1999年50年的平均来沙量10.64亿t减少了35.7%，比多年平均来沙量减少一半以上。同期的年均径流也相应减少至276.4亿m3，比上述50年均值减少了32.3%。随着水沙的同比减少，下游河道的淤积量非但没有减少，而且明显增加，达到年均2.23亿t，比50年均值1.96亿t增加了20%，这说明下游河道的淤积不单取决于来沙的绝对量，更取决于水沙的配比关系。沿程输沙能力的不均衡是造成下游淤积严重的另一个重要原因。黄河进入下游以后失去沟谷的约束，河道变宽，比降渐缓，挟沙能力渐次降低，加之漫滩后洪水削减，造成输沙量上大下小，泥沙沿程淤积。研究表明，在一定的边界条件下，水流的夹沙能力与流量的高次方成正比，近年随着降雨量的减少、用水量的增加以及蓄水工程对洪水控制力度的加强，洪水的频次和量级降低，河道流量调平，使水流的挟沙能力大幅减弱，这也是近年下游河槽淤积严重、“二级悬河”发展加快的主要原因之一。

2.2 边界条件的影响

边界条件主要包括控导工程、生产堤、片林与高干作物等。大量的资料分析结果表明，边界条件在一定情况下影响淤积的形态和部位。

1）控导工程

是药三分毒，任何事物都具有两面性。控导工程的修建一方面控制了河势，阻止了河道游荡摆动，对黄河下游防洪减灾起到重要的作用，另一方面，也不可避免的带来一些负面影响。黄河下游河道具有多来多排多淤的特性，控导工程固定河槽的同时，也把中小流量的沉沙范围固定在了河槽附近，大量泥沙只能淤积在主槽和靠近主槽两侧的滩地上。所以说，近年“二级悬河”加剧，虽然主要与洪水频次和量级降低、含沙量增加的水沙条件有关，但控导工程的影响也不能完全排除。

2）生产堤

生产堤对淤积的影响受到水沙条件的限制，不同量级、不同含沙量的洪水，生产堤的影响程度和效果也不一样。研究表明，流量过小或过大、水位过低或过高，生产堤对滩槽淤积形态影响不明显，但对最大漫滩水深与生产堤高度相当、洪水流量（或能量）不易造成生产堤决口的中常洪水影响最为显著。同时，生产堤存在破口或决口可很大程度上减小这种影响。当含沙量超过河流的挟沙能力，生产堤约束水流使泥沙淤积在主槽附近，对“二级悬河”形成不利影响，但从总的河道淤积数量来看，生产堤的约束水流使输沙入海的数量增加；当含沙量低于河流的挟沙能力，生产堤阻止水流漫滩，堵截串沟，塞支强干，还有一定的束水攻沙作用。

3）片林与高干作物

片林与高干作物主要对漫滩的大中型洪水发生影响。漫滩洪水受片林与高干作物阻碍，流速下降，挟沙能力降低，泥沙发生筛选淤积。

2.3 两者的辩证关系

在造成河道淤积的诸多因素中，来水来沙条件是内因，是造成河道淤积的最直接最根本的原因；边界条件是外因，在一定条件下、一定范围内、一定程度上影响淤积的形态部位和数量。当水沙条件发生改变时，边界条件的影响效果也随之相应改变，两者相互联系，共同作用，造成了黄河“地上悬河”以及“二级悬河”的不利局面。

3 治理对策

针对上述原因，不同情况应采取不同治理措施。

3.1 改变水沙条件

改变水沙条件是从根本上解决黄河的泥沙问题，可以从以下几方面采取措施：

1）增水

增水的措施包括流域内节水和流域外调水两种办法。流域内节水是一种相对增水的措施，运用经济的、技术的、法律的、行政的手段，促进水资源的节约使用，逐步建立节水型工业、节水型农业和节水型社会。流域外调水是一种绝对增水的措施，运用工程的手段，跨流域调水，弥补黄河水资源的不足，增加下游河道径流量，提高输沙能力。

2）减沙

减沙主要是黄土高原水土保持、水库拦沙、小北干流放淤三种措施。

3）调水调沙

调水调沙是通过建立完善的黄河水沙调控体系进行科学调控，变天然不利的水沙关系为有利于泄洪输沙的协调过程，调水调沙的作用是利用有限的水量达到下游河槽的最大输沙能力。调水调沙的功能有两点：集中输沙入海和提高下游河道行洪能力。

3.2 改善边界条件

改善边界条件虽然无法从根本上阻止泥沙淤积，但可以在一定程度上人为影响河道的淤积效果。现状生产堤又高又大，两岸间距小，平面布局杂乱无章，对河道淤积极为不利。我们设想，按照河道整治工程的规划原则对现状生产堤进行合理科学改造：废除位于河槽内影响行洪的生产堤，并将高度由原来的2m～3.5m降低至高出滩面1.0m，严格按照各河段排洪断面宽度要求将两岸间距放大。使生产堤与整治工程配合，既有利于中小流量高含沙水流输沙入海，又有利于小浪底调水调沙运用，对于挟沙能力尚有富裕的低含沙水流，还有一定的塞支强干、束水攻沙的效果。在生产堤或控导工程的适当位置设置引洪放淤闸门，遇适宜高含沙洪水打开闸门或利用串沟进行有计划的引洪淤高滩地特别是滩根，可以增加滩地淤积量，缩小滩槽高差，减少生产堤与河道整治工程给河道淤积带来的不利影响，改善“二级悬河”的不利局面。清除行洪河宽范围内的片林和高干作物，减少洪水期间其对滩槽水沙交换的影响。

3.3 变水沙条件与边界条件的不利联合为有利联合

这一措施的主要原理是：在边界条件一定的情况下，改变水流条件，使之尽量运行在边界条件能够带来有利影响的范围，避免运行在边界条件的产生不利影响的范围；在水流条件一定的情况下，改变边界条件，消除或减少边界条件带来的不利影响，发挥边界条件的有利作用；或者两者同时改变，使他们联合起来达到最有利的影响效果。

4 结论

“提防不决口”、“河床不抬高”作为体现“维持黄河健康生命”这一终极目标的两个主要标志，实现起来涉及到水沙条件的内因与边界条件的外因以及内外因的共同作用，复杂多变。因此，建议黄委对边界条件开展专题研究，量化边界条件的影响范围、效果、程度以及针对各种可能的水沙条件所采取的应对措施；对水沙调控体系的应用开展专题研究，制定对下游河道最有利的水沙调控预案。

[1]黄河下游滩区生产堤利弊分析研究.河南黄河河务局，2004，12.

[2]河南省黄河滩区近期治理与开发问题研究报告.河南省老科协，2004，8.

[3]黄河下游断面法冲淤量分析与评价.黄河水利科学研究院，2002，4.

[4]黄河下游“二级悬河”成因及治理对策.黄河水利委员会，2003，4.