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[游记]黄河防洪攻略

2008-06-14    109888.net

主要是修建水库,拦蓄调节洪水,削减洪峰,减轻下游防洪负担。水库工程一般可以结合水资源开发利用取得综合利用效益,因而也有防洪和其它目标之间的矛盾,需要统筹解决。若防洪是首要任务,则其它目标应在防洪要求满足后才予以考虑。如防洪仅是多目标水库的任务之一,一般在水库总库容中划出专门的防洪库容。由于水库下游区间径流的加入,水库调节洪水的作用一般是随距水库的距离增大而减小。同时,水库泥沙淤积问题是严重威胁水库有效库容的另一个重大问题。对于在多泥沙河流上修筑的水库,必须综合进行水沙调节,以解决保库与防洪、兴利的矛盾。
4.分(滞)
在重点保护对象以上或邻近的下游设分(滞)洪工程,可以配合堤防提高保护对象的防御标准,常作为防御超标准洪水的一种措施,牺牲局部,保护全局。在平原地区,如有合适的地形条件,又有提高附近河段的防洪能力或平衡上下河段泄量的任务,可以考虑采取分(滞)洪措施。
每种措施,其防洪作用均有一定的限度。如堤防高度有一定的限度,堤防过高,不但修守困难,防洪安全的风险也大,将给被保护地区带来很大的负担。因而,堤防的防洪能力是有限的,一般只能解决常遇洪水,对于较大的或稀遇洪水,还必须修建水库或分(滞)洪工程进行控制调节。又如水库防洪,受坝址的限制,只能调蓄坝址以上的洪水,水库下游区间洪水问题,还得依靠堤防和分(滞)洪工程来解决。综合利用水库,其防洪库容有限,大量洪水仍需要由水库以下的河道来排泄。对于多泥沙河流,随着淤积,水库、堤防等工程的防洪能力将日益降低,洪水治理必须和泥沙问题统筹考虑解决。目前,对于一条河流,或一个地区的防洪任务,一般趋向于采用综合治理,由多种工程措施结合,构成防洪工程体系来完成。我国许多河流都采取了“蓄泄兼筹”的方针,既在上中游山区修建水库,调蓄控制上中游洪水,又在中下游进行河道整治,修筑堤防,充分利用河道的宣泄能力,并利用沿岸低洼地区作为分(滞)洪区,分滞超额的洪峰、洪量,以减轻和缩小洪水灾害。具体实施时,应根据每个流域、每条河流的自然地理条件、洪水泥沙特性、社会经济发展情况和防洪任务作出相应的治理决策。
洪水灾害作为一种自然现象,要求通过防洪工程完全避免是不现实的,也是难以做到的。因为从经济合理性和工程可行性来看,江河的防洪标准不可能定得很高,超标准的洪水还会发生,需要制定有临时分洪、滞洪等超标准洪水的防御措施,尽可能减少其造成的灾害。同时,为更好地发挥防洪工程的效益,需要搞好洪水预报、制定优化的防洪调度方案,把防洪系统的工程措施有机地联系起来,充分发挥其作用。对于多目标开发的工程,需要妥善处理好防洪和兴利的矛盾,在尽量满足防洪的要求下,多发挥工程的综合效益,因此,必须重视并大力搞好防洪非工程措施,实行防洪工程措施和非工程措施相结合的方针,提高防洪效益,减少洪灾损失。
二、新中国成立后黄河防洪方略的发展
(一) 新中国成立初期的宽河固堤方略
新中国成立后,治黄工作由分区治理走向全河统一治理,为了保障人民生命财产安全和新中国建设,保证黄河不决口仍是治黄的首要任务。由于建国伊始,百废待举,处于国民经济恢复时期,当时的政治、经济和技术条件无力在干流上修建大型工程控制洪水,进行全流域综合治理。在黄河洪水尚未控制以前,为保证下游防洪安全,根据下游河道上宽下窄的特点和堤防工程状况,提出了“宽河固堤”的方针,在此方针指导下,主要采取以下措施:①大力培修堤防,连年不断地加高培厚堤防,提高堤防的抗洪能力;②石化险工,将历史上遗留下来的稭、埽工程一律改为石坝;③锥探、消除堤身隐患,发动沿河群众,捕捉害堤动物;④堤身两旁植树种草,防止风浪和雨水侵蚀大堤;⑤废除河道内的民埝,扩大河道行洪能力;⑥开辟东平湖、北金堤滞洪区,防御异常洪水;⑦组织群众防汛队伍,加强人力防守。这些措施的实施和完善,为战胜洪水提供了可靠的条件。
黄河下游河道自郑州桃花峪下至河口,长786km,由于大量泥沙淤积,河床逐年淤高,形成世界著名的“悬河”。滩面一般高出堤背地面3~5m,个别堤段高出10m以上,黄河与沿黄城市相对应的滩面高出新乡市地面20m,高出开封市地面13m,高出济南市地面5m。河水全靠两岸大堤约束。黄河下游现行河道是在不同历史时期形成的。桃花峪至兰考东坝头(铜瓦厢)河段,为明清河道,已有五、六百年的历史,东坝头以下河道是1855年铜瓦厢决口改道后形成的。由于历史和自然的原因,使下游河道成为一条上宽下窄的地上“悬河”。黄河下游洪水具有峰高量小的特点,花园口以下无大支流汇入,宽河段在洪水时具有明显的滞洪削峰和调节泥沙的作用,这对于减轻窄河段的防洪负担十分重要。同时,洪水漫滩以后,通过水流横向交换,泥沙大量淤积在滩地上,主槽则发生冲刷,“淤滩刷槽”使滩槽高差增大,河势规顺,排洪能力加大,对防洪有利。黄河下游河道每年要淤积3~4亿t泥沙,绝大部分淤积在阳谷陶城铺以上的宽河道内,正因为河道面积大,才使河道的抬升维持在每年不到0.1m的速度内。针对黄河下游河道上宽下窄及泥沙冲淤特性,在下游堤防建设中采用“宽河”方针,坚决采取了废除民埝(生产堤)政策,以保持陶城铺以上宽河道的削峰滞洪作用,并充分发挥淤滩刷槽作用,使河道的冲淤演变有利于防洪。
大堤是防洪的屏障,但黄河下游大堤是在历史遗留下来的旧堤基础上逐步加修而成的,有的是在过去1~2m高的民埝上经过10余次加高增厚,才成为今天10m高的大堤,原来的旧堤质量很差,存在许多隐患。历史上决口频繁,主要是由于堤防质量差,隐患多造成的。黄河下游决口一般可以分成三种类型:一是漫决,当发生大洪水及特大洪水时,超过河道的排洪能力,河床水位抬高,漫过堤顶而造成的决口;二是溃决,由于堤身或堤基有隐患,当大水偎堤后,发生渗水、管涌、流土等险情,迅速扩大,因抢护不及,以致堤身塌陷造成的决口;三是冲决,洪水期间(往往发生在洪水落水时),由于河势发生突变,形成 “横河”、“斜河”,冲击堤身,发生坍塌而造成决口。根据历史资料统计,溃决和冲决占绝大多数,1946年以后,对千疮百孔的旧堤进行了整修,由于处于战争环境,时间紧迫,对老堤堤身内部的隐患没能来得及全面处理,因此,1949年汛期花园口洪峰流量虽然只有12300m3/s,但一周内下游出现漏洞等险情400余处,造成十分危险的局面。为了确保防洪安全,建国初期在坚持废除滩区民埝、实行“宽河”方针的同时,在当时财政十分困难的情况下,投入大量人力物力,全面整修和加固堤防,同时把险工由秸料埽全部改为石坝,大大提高了抗洪能力,为战胜洪水打下了基础。
由于采取了“宽河固堤”方针,1954年洪水,花园口洪峰流量15000m3/s,大于1949年洪水,但全下游只发现一个漏洞,经宽河道滞洪削峰,到孙口站,洪峰流量只有8640m3/s,大大减轻了陶城铺以下窄河道的防洪压力。1958年洪水,花园口站洪峰流量22300m3/s,是黄河下游实测的最大洪水,宽河道亦起了很好的削峰滞洪作用。花园口至孙口河段漫滩水深一般2m左右,最深处4m以上,滞蓄水量达24亿多m3,孙口洪峰流量削减为15900m3/s,再经东平湖滞蓄后,艾山站洪峰流量进一步削至12600m/s。同时,由于采取了锥探灌浆普查和处理隐患,捕捉害堤动物,抽槽换土等一系列固堤措施,使堤防强度大大增强。虽然洪水远大于1949年,有些河段出水高度不足,山东窄河段洪水位几乎与堤顶相平,依靠临时抢修子埝才保住了堤防,但堤防出险次数和抢险用料都远少于1949年大水。依靠“宽河固堤”的工程措施和强大的人防,在不使用北金堤滞洪区分滞洪水的情况下,确保了堤防安全,战胜了1958年大洪水。直至90年代仍保持宽河固堤的工程格局。
(二)蓄水拦沙方略
历史上下游防洪主要依靠两岸堤防,几千年来的治黄经验证明,堤防虽是重要的防洪措施,但单纯依靠堤防并不能解除洪水和凌汛的威胁。这是因为堤防只能排水排沙,不能控制和调节洪水、泥沙,更不能利用水沙资源兴利,因而只能在比较低的标准下把洪水输送入海。黄河下游堤防是多次加高培厚而成的,堤身旧的隐患很难完全消除,新的隐患还在不断产生,加上堤线长和槽高、滩低、堤根洼等不利形势,单纯依靠大堤防洪有很大的危险性。同时,黄河下游河道在不断淤积抬高,堤防的防御标准自行降低。50年代中期,社会主义建设蓬勃开展,为配合国家经济建设发展,也迫切需要利用黄河水沙资源兴利,变害河为利河。在此形势下,提出了“除害兴利、蓄水拦沙”的方略,把泥沙和水拦蓄起来加以控制、加以利用。认为只要能够控制黄河的洪水和泥沙,就不但不能成灾,而且还能造福于人民,控制洪水和泥沙的基本方式是从高原到山沟,从干流到支流,节节蓄水,分段拦泥。主要措施,一是在黄河的干流和支流上修建一系列的拦河坝和水库,拦蓄洪水和泥沙,防止水害,同时调节水量,发展灌溉和航运,进行水力发电;二是在黄河水土流失严重的地区,开展大规模的水土保持工作,保护黄土,减少暴雨时黄土被冲下山沟和进入河流,这样既避免了中游地区的水上流失,也消除了下游水害的根源。根据“除害兴利、蓄水拦沙”这一方略,制定了1954年黄河综合利用规划。规划拟在黄河干流上实行梯级开发,修建46座拦河枢纽工程。为了配合于流开发,计划在主要支流上修建24座水库,这些支流水库主要用于拦泥和防洪,在进行干流梯级开发的同时,大力开展水上保持工作。设想在50年或稍长的时间内,黄土高原的水上流失可以基本得到控制,黄河下游的洪水可以消除。实现这样的远景规划需要几十年的时间,为了综合解决最迫切的问题,特别是防洪问题,规划提出了第一期工程计划,即在干流上首先修建三门峡、刘家峡两座综合性工程,以解决防洪、灌溉、发电等迫切需要。同时,为了下游防洪安全,减少三门峡水库淤积,除在黄土高原地区大规模开展水土保持工作外,在中游多沙支流上修建一批拦泥水库和在三门峡以下伊、洛、沁河上各修一座防洪水库。这样,按规划要求,三门峡水库可以把黄河(陕县)千年一遇的洪峰流量由37000m3/s减至8000m3/5,加上下游伊、洛、沁河支流水库拦洪,洪水可以经过山东窄河道安然入海,黄河泥沙由于受三门峡及其以上的干支流水库所拦截,下游河水将变为清水,河身不断刷深,河槽日趋稳定,下游防洪负担将可以解除,刘家峡水库建成后,可把黄河(兰州)最大洪水流量由8330m3/s减至5000m3/s,兰州市及宁蒙河套地区亦可免于水灾。
基于三门峡水库建成后黄河下游洪水即可基本解决的认识,在三门峡水库蓄水拦沙下泄清水后,下游河道会出现强烈冲刷,河势摆动,河床下切,给防洪和灌溉引水带来困难,因此又提出在下游采取纵向控制和束水攻沙相结合的办法治理下游河道。相继修建了花园口、位山、泺口、王旺庄4座拦河枢纽(后两座仅建成泄洪闸即停工),并沿主河道修建了一批“树、泥、草”控导护滩工程。考虑三门峡水库最大下泄流量只有8000m3/s,三门峡以下又有支流水库控制洪水,就在下游滩区倡导修起了生产堤,缩小了河道的排洪排沙能力。
1960年9月三门峡水库建成运用后,库区淤积严重,危及关中平原。1962年3月,被迫改变水库运用方式,由“蓄水拦沙”改为“滞洪排沙”运用。以后,输向下游的洪水、泥沙较建库前没有多大变化。建成的花园口、位山拦河枢纽,也因枢纽上游河道的严重淤积,对防洪排沙极为不利,于1963年先后破除,造成人力物力的极大浪费。
采用“蓄水拦沙”方针治理黄河,是在总结前人经验的基础上,突破了长期以来治黄仅限于下游,只在下游筑堤防洪的单纯“排”的被动局面,而是根据洪水、泥沙的来源及除害兴利、综合利用的要求,强调对水和泥沙加以控制,加以利用,这样不仅把除害和兴利结合起来,在除害的同时,把黄河的水沙作为宝贵资源而加以利用,而且把洪水问题与下游淤积问题联系起来解决。众所周知,黄河下游的水患,表现在洪水决溢,其根本原因是泥沙太多,河床不断淤高,因此,要解决下游水患问题,还必须统筹考虑处理泥沙,防止或减轻下游河道的淤积。“蓄水拦沙”方略以及按照此方略制定的治黄综合规划,对黄河防洪来说,无疑是一个重大的发展,并由此获得了宝贵的经验教训,推动了治黄事业的发展。但是,“蓄水拦沙”方策不全面,不完全符合黄河实际情况,在指导思想上有片面性,单纯强调“拦”,忽视了“排”,因而并不能解决下游防洪问题。

转自:http://bbs.109888.net/viewthread.php?tid=3078&extra=page%3D1350阅读

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