首页 >> 学术论坛

当前治黄工作中几个急需解决的重大问题(彭瑞善)

发布时间: 2011-03-24 来源: 中国水科院泥沙所

(1)黄河干支流已建的大量水库、电站、引水工程,并实施了大规模的流域水土保持措施等,现在黄河流域的下垫面(包括流域地面和干支流河道)已发生巨大变化,遭遇与过去同样的降雨,将产生与过去不同的水沙径流数量和过程。因此,过去的水沙径流资料和典型水沙系列难以代表今后可能发生的情况,为了尽可能准确地预估今后进入黄河各河段的水沙量及其过程, 应深入细致地研究黄河水沙变化与降雨和下垫面之间的关系,可将过去黄河流域(特别是中游流域和小陆故花无控制区间流域)的降水资料,降到现在黄河流域的下垫面上,重新推算其产生的水沙径流量和过程,按此办法对过去的水沙资料进行系统的修正,用修正后的资料和近年的观测资料一起,重新计算各控制站的洪水频率和用水保证率等水沙特征值,以及选配各种典型的水沙系列,作为今后一段时间编制、修订治黄规划和工程设计、运用、河道整治以及对已有工程进行校核计算的依据。

(2)对水沙资料应有动态分析的观念。洪水出现的频率和进入河道的水沙量都是一种随机现象,并受人类活动的影响,观测资料的系列越长,计算出的成果越接近实际,因此,最好对全河的水沙资料进行连续的跟踪研究,每5~10年可将新近观测的资料添加到原来分析计算的资料系列中去,重新计算洪水频率和各种水沙特征值,作为此后工程规划设计的依据,并对已建工程进行校核,若某个时期下垫面等因素发生巨大变化,则应对此前观测的水沙资料,按新的下垫面等因素进行修正,再用修正后的水沙资料计算洪水频率和各种水沙特征值,这样做可以使分析计算结果更接近此后可能出现的实际情况。同时,对相关水利工程的运用或规划,也应采取动态管理的方法,使工程的运用方案或规划设计,尽量与实际情况相适应,以最大限度地发挥综合效益。

(3)输水输沙是河流的自然属性,服务于人类的生存发展是河流的社会属性。河流的治理必须在顺从河流自然属性的前提下,尽可能满足其社会属性,使河流充分、全面、可持续的造福于人类。

(4)流域下垫面的变化,极大地减小了进入河道的水沙量,引起河道淤积萎缩。宁蒙河段因来水来沙和洪峰流量远小于黄河下游,尽可能通过河道整治等措施,去适应上游梯级电站为提高发电、灌溉、调洪等综合效益所下泄的水沙过程,宁蒙河段的治理主要是防淤、固河、固沙、节水,即通过各种措施,缩窄河槽,稳定流路,集中水流,以提高河槽的挟沙能力,并兼顾保水作用,治河工程除采用土石结构以外,还可采取生物措施,沿滩地、堤岸种植林木及活柳护坎防冲等,对沿河沙丘要采取各种固沙措施,并加强对十大孔兑流域的治理,以减少其进入黄河的泥沙量.采用先进的灌溉技术,减少水分的蒸发渗漏,减少引用水量。龙潼河段的滩地堆沙和控导河势等综合治理,须与古贤水库的规划设计紧密结合。

(5)建议修改黄河下游河道治理方略。根据进入黄河下游水沙量和洪峰流量大量减小的情况, 今后的黄河下游不再需要过去那样宽的河道,“宽河固堤”没有必要再作为治河方略的内容。黄河流域防洪规划在治河方略一节的前两段已经论述了综合管理洪水、控制洪水和综合处理泥沙的理念和措施,不必再重复“调水调沙”,故建议将下游河道治理方略修改为“稳定主槽,平衡输沙,关注滩区和滞洪区”。根据现在和今后进入黄河下游的水沙条件和国家的经济实力与科技水平,有条件逐步实现平衡输沙和改善滩区人民的生产生活条件与促进滞洪区的开发建设。

(6)为了有利于滩区和滞洪区人民的生产生活,除应大力加强小陆故花区间流域的水利水保工作以外,还要加密雨量观测站点布设,研究水库群联合调度决策支持系统,并采用最先进的量测传输手段, 及时预报小陆故花无控制区间流域的暴雨产流汇流状况, 适时调控上游水库群联合运用方式,充分发挥三门峡、小浪底、陆浑、故县四水库拦截上游来水的作用,力争使花园口的洪峰流量只来源于小陆故花区间的降雨,从而降低花园口各级频率的洪峰流量.滩区可采取修建防8 000 ~10 000 m3/s洪水的生产堤等措施, 使滩区的防洪标准接近中小城市的防洪标准,滞洪区的使用频率将更小。

(7)黄河下游河道整治的基本要求是保持河道的纵向输沙平衡和平面上的河势稳定,须根据水沙减少的情况修订规划. 提高河道输沙能力的基本途径是减少河床的阻力损失,与流量相适应的河湾曲率半径、窄深河槽和平整连续的护湾工程,以及各河湾之间流势的衔接配合,有利于稳定主槽和平衡输沙。在规划黄河下游河道整治方案、工程布置和选择工程结构时,尽量减少水流的能耗(减小n),这不但有利于工程的稳定,而且可以提高输水输沙能力。

(8)比降是影响输沙能力的重要因素,沿程整治河宽应随比降的减小而减小。高村以下河道,特别是艾山以下河道,比降大幅度减小,是造成非汛期冲河南,淤山东的主要原因。必须相应缩窄河宽,才能达到与上游河段输沙能力一致。修建潜水丁坝,可改善艾山以下小比降河段在非汛期的淤积。

(9)挖过渡段浅滩难以改变弯曲型河道起伏不平的纵剖面。原型观测和模型试验资料均证明,弯曲型河流河床纵剖面的基本形态是起伏不平的,两弯道之间的过渡段浅滩的高程总是高于上下弯道深槽的高程,这是弯曲型河道的水力特性和冲淤特性所决定的。浅滩挖深后还会回淤.治理的根本途径是通过河道整治,提高整个河段的输沙能力.

(10)黄河下游河道治理,必须从调节水沙和改变河床边界条件两方面着手.因此,水库的调水调沙运用,应与下游河道整治相互配合,才能更有效的发挥冲深河槽,稳定流路,输沙入海的作用。今后每年的调水调沙运用方案,最好能根据该年下游河道的冲刷情况,河床粗化情况,来水来沙情况,各处的需水供电情况,上游相关水库群的各种情况, 以及下游河道整治规划的要求等,进行综合分析,按照综合效益最大的原则确定.

(11)“二级悬河”的治理,可研究局部改变流路的办法,选择河床高于河滩地较为突出的“二级悬河”河段,将主流改走原为滩地但高程最低的位置。并按平衡输沙和各控制河湾平顺衔接的要求,选择流路和河槽的整治河宽。使新流路更趋顺畅,控导工程的布设与今后的水沙条件更相适应,水流能耗更小,有利于河道泄洪输沙, 以彻底改变“二级悬河”的状况,实现长治久安的要求。

(12)黄河水流的挟沙能力,由于含沙量大,改变了水流的物理力学性质,影响因素众多且经常变化和相互作用,其函数关系非常复杂,要提高计算精度和更准确的预估今后河道的冲淤情况,还需加强原型观测,增加测量频次、项目和提高测量精度,并进行试验研究,不断改进分析方法,把各种影响因素及其变化过程和相互作用的机理搞清楚,对于治黄工作是十分有益的.初步分析认为,黄河水流挟带泥沙的能源来自γmQJ,阻力和负载为nωm,γm与ωm等因素均与含沙量有关,因此,黄河水流的挟沙能力,不仅与水力因素和泥沙粒径有关,而且随含沙量的增大而增大,具有多值关系(多来多排)和隐函数特性。改进的张瑞瑾公式和张红武公式,均包含了影响挟沙能力的主要因素,对于研究各河段输沙的相对关系还是基本可信的,结合实测资料进行输沙计算,也可得出近似的成果。

    (13)由于人类活动和气候变化等因素的影响, 当前的治黄工作面临许多新问题,需大力开展新的研究项目,以推动治黄工作稳步发展,实现长治久安。要深刻总结治黄工作的经验教训,全面研究水利水保措施和干支流水库及取水工程等,对进入各河段水沙条件的影响。采用科学的分析方法,力争预估未来的水沙系列,接近未来实际发生的情况。沙量和洪峰流量估算小了不行,估算太大也会带来一些麻烦和障碍。需要强调的是,对于难以预料的大洪水等不利情况,要有可行的对策预案,确保防洪大局安全。
分享到:

京ICP备05073364号  京公网安备11010802017700号

地址:北京市复兴路甲一号  邮编:100038 管理员邮箱:news@iwhr.com

Produced By CMS 网站群内容管理系统 publishdate:2023/07/07 14:37:51