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黄河下游防洪规划

2020-04-09 21:01

黄河在河南桃花峪以下称下游,河床高于两岸地面,全靠大堤约束洪水。黄河下游南有淮河,北有海河。历史上黄河多次决口改道,约有25万km2土地受其洪水威胁,曾给这些地区带来巨大灾难。治黄历来是中国治河的重点,黄河下游防洪又是治黄的重点(参见黄河下游防洪调度)。

河道概况

黄河桃花峪以上流域面积73万km2,以下有金堤河、大汶河等支流汇入,流域面积2.3万km2。下游河道全长785.6km,平均坡降约为0.12‰,主流游荡多变。河道上宽下窄,排洪能力上大下小,易淤易决。自有历史记载以来,黄河已有多次变迁,在河南荥阳以下、北至海河、南至淮河的扇形土地上摆动(参见黄河改道)。西汉以后至北宋末年,大致都在现在河道以北摆动。南宋初期(1127年以后)大河逐渐南移。金明昌五年(1194年)河决阳武入淮河,形成南北分流。明弘治八年(1495年)堵断北道,黄河水全部入淮。清咸丰五年(1855年)在今河南兰考县铜瓦厢改道,夺大清河入渤海,形成现在的河道。其中,1938~1947年间,因人为扒口,黄河又改道南流9年。

河道特性

黄河下游按河道形态可分为4段。①桃花峪至高村段,两岸堤距5~10km,最宽达20km,河槽宽1~3.5km,河势摆动频繁,水流宽、浅、乱,属游荡型河道。②高村至陶城铺段,两岸堤距宽1.5~8km,河槽宽0.5~1.6km,属过渡型河道。③陶城铺至利津段,堤距0.4~5km,河槽宽0.4~1.2km,属弯曲型河道。④利津以下属河口段,为弱潮多沙、淤积、延伸的陆相河口。下游河道滩区串沟多,堤根低洼,极易发生滚河冲决大堤。东坝头以下,河流改向东北;封冻或解冻期,上段淌凌,下段尚未解冻,常发生冰塞、冰坝而抬高水位,威胁堤防安全,甚至决口成灾。

洪灾

黄河历史上的多次决溢改道,曾埋没过不少城镇,淤废过许多湖泊、河道,故道所经,成为高出地面的沙岭。自周定王五年(公元前602年)至民国27年(1938年)的2 540年中,黄河改道26次,决口泛滥的年份有543年,一年之中常多次决溢,共计决溢1 590次。清乾隆二十六年(1761年)三门峡至花园口间发生特大洪水,向南决口经贾鲁河、惠济河入淮,河南、安徽28个州县被淹;清道光二十三年(1843年)三门峡以上地区发生特大洪水,也向南决口,河南、安徽严重受灾;1933年黄河大水,南北两岸决口104处,淹没面积1.1万km2,受灾人口达270多万人,死亡1.8万人。

治理成就与问题

黄河下游河道经过历代治理,两岸建立了堤防系统。但以往堤身单薄,河工简陋,且上游来水没有控制,不足以抗御较大洪水。中华人民共和国成立后,国家将黄河流域作为一个整体统筹考虑,投入大量人力、物力、财力修建黄河下游防洪工程,初步建成了“上拦、下排、两岸分滞”的防洪工程体系,可防御花园口站22000m3/s的洪水。到20世纪末,先后完成了以下主要防洪工程:①对两岸大堤进行了4次加高培厚,改建和新修各类险工,以适应河床不断淤积抬高的趋势和河势变化。②改秸料埽工为石坝,修建控导护滩工程,整治河道。③在下游两岸先后修建了北金堤、东平湖和南、北展宽等分滞洪工程。④修建了小浪底、三门峡、陆浑、故县等干支流水库。⑤加强了水文、通信等防洪非工程措施建设和人防体系建设。1949年以来,依靠上述工程体系和非工程措施,加之沿黄广大军民的严密防守,战胜了历年洪水,取得了半个多世纪伏秋大汛岁岁安澜的伟大成就。

黄河下游河道存在的问题主要有:①下游仍有发生大洪水的可能。小浪底至花园口的无控制区(即小浪底、陆浑、故县和沁河流域至花园口区间)100年一遇设计洪峰流量为12 900m3/s,考虑该区间以上来水,经三门峡、小浪底、陆浑、故县等4座水库联合调节后,花园口100年一遇洪峰流量仍达15 700m3/s,且预见期短,对堤防有较大威胁。②泥沙问题在相当长时期内难以根本解决,历史上形成的地上悬河局面将长期存在。黄河大堤一般高7~10m,滩面高出背河地面4~6m,最高达10m以上,河道不断淤积,“悬河”形势加剧,河势游荡多变,一旦遇大洪水可能出现更大的危险。实践证明,大力开展水土保持是减轻土壤侵蚀和减少入黄泥沙的根本措施,但需要经过几代人长期不懈的艰苦奋斗才能达到显著的效果。利用中游水库拦沙,减淤效果显著,但拦沙期有限。悬河的严峻形势将长期存在。③堤防工程存在许多薄弱环节。黄河下游现行堤防是在历代民埝基础上加修而成,基础条件复杂,堤身土质差,虽经多次加固处理,至今仍存在许多隐患和薄弱环节。遇较大洪水时常出现渗水、管涌、堤岸坍塌等险情,如抢护不及,可能造成溃决,酿成重大灾害。④河道整治工程标准低,特别是桃花峪至高村河段,由于整治工程少,河道主流摆动尚未得到有效控制,河势游荡变化仍然很剧烈,易发生“横河”、“斜河”,严重威胁堤防安全。⑤黄河滩区洪水风险大,安全设施不完善。黄河下游滩区面积3 956km2(包括封丘自然倒灌区),居住人口179万人,土地25万hm2。近年来黄河来水偏少,加上频繁断流,泥沙绝大多数淤在河槽中,同流量水位逐步升高,排洪能力降低,平槽流量由20世纪80年代中期的6000m3/s左右降低为3000m3/s左右,滩区漫滩几率增多,“小洪水、高水位、大漫滩”的局面加剧;而黄河滩区的村台、避水台面积不足,撤退道路少,临时安置任务艰巨,从而大大增加了防洪的难度和风险。⑥东平湖滞洪区围坝基础质量差,渗水十分严重,湖区退水不畅,有近12万人的避水工程和撤退道路亟待完善。⑦小浪底水库投入运用后,进入下游的水沙将发生较大变化,下游河道冲淤及河势会相应调整,特别是水库运用初期,出库水流含沙量较小,现有河道整治工程对下泄清水需要逐步适应,河道工程出险的可能性将会增加。⑧黄河河口需要加快治理。⑨防洪非工程措施不适应防汛抢险要求,主要是水文测报设施、设备陈旧老化,数量不足,洪水预报精度低、预见期短;防汛抢险交通运输条件差,防汛机动抢险队伍数量少、装备不足,防汛决策指挥系统自动化水平低等。

防洪规划

规划任务仍以防御花园口站洪峰流量22000m3/s为目标,确保大堤不决口、不改道。遇超标准洪水,充分发挥各类防洪工程的作用,采取一切办法减小灾害。防洪减淤的总体思路、布局和规划安排如下。

总体思路

解决黄河洪水问题,必须采取综合措施,“上拦、下排、两岸分滞”,有效地加以控制。“上拦”是根据黄河洪水陡涨陡落的特点,在中游干流修建大型水库,以显著削减洪峰;“下排”即充分利用河道排洪入海;“两岸分滞”即在必要时利用滞洪区分洪,滞蓄洪水。泥沙问题是黄河难治的症结所在,需采取“拦、排、放、调、挖”多种措施,妥善处理利用。“拦”主要靠上中游地区的水土保持和干支流控制性骨干工程拦减泥沙;“排”就是通过各类河防工程的建设,将拦不住的泥沙利用现行河道尽可能多地输送入海;“放”主要是在下游两岸处理和利用一部分泥沙;“调”是利用干流骨干工程调节水沙过程,使之适应河道的输沙特性,减少河道淤积或节省输沙水量;“挖”就是挖河淤背,加固黄河干堤,逐步形成“相对地下河”。

总体布局

在黄河上中游继续兴建干流骨干工程,形成以龙羊峡、刘家峡、大柳树(待建)、碛口(待建)、古贤(待建)、三门峡和小浪底等7座骨干水利枢纽工程为主体的黄河水沙调控体系。在黄河下游,建成以堤防、河道整治工程为主的“下排”工程和配套完善的分滞洪工程;结合挖河淤背固堤,淤筑“相对地下河”。在黄河干流宁蒙河段、禹门口至潼关的小北干流河段及渭河下游等重点防洪河段建设标准河防工程。搞好重点支流治理。完善水文测报、洪水调度、交通、通信等非工程措施。结合中上游水土保持措施,形成防洪减淤体系。规划措施如下。

(1)完善、巩固“下排”和分滞洪工程。①重点对未达到设计高度和不满足防渗要求的堤防加高加固,对险点和险闸加固处理,消除堤防现存的险点,对达不到设计标准的险工坝垛进行加固改建。②开展放淤固堤、挖河固堤,淤筑“相对地下河”,建成标准堤防。③完成宽河段河道整治工程布点和建设。④搞好滩区居民外迁安置和安全设施建设,加快东平湖分滞洪区工程加固改建步伐。⑤抓紧河口治理,延长清水沟流路行河年限,相对稳定入海流路。

(2)加快“上拦”工程建设步伐。在建成小浪底水库和枢纽工程的同时,加强骨干水利枢纽工程的前期工作,适时开工建设干流古贤水库和支流沁河河口村水库。①古贤水库,坝址位于黄河壶口瀑布以上10.1km,下距禹门口74.8km,控制流域面积49万km2,是一座防洪、减淤、灌溉、供水、发电综合利用的控制性工程。建成后,在防洪方面可减少禹门口至潼关河段洪水的漫滩损失,减轻三门峡库区的防洪负担,减少干流洪水倒灌渭河、汾河的机遇。在减淤方面,可减轻黄河小北干流和黄河下游淤积,减少进入三门峡水库的泥沙,抑制潼关高程继续抬升,减少渭河下游河道淤积。此外,通过水库调节径流,可较好地满足陕、晋两省沿黄两岸工农业用水的需要,并为实施退耕还林还草,搞好生态环境建设创造条件。水库水电站装机容量256万kW,多年平均年发电量71.6亿kW·h,可较好地满足国民经济发展对电力电量的需求。②河口村水库,坝址位于河南济源县沁河峡谷出口处的河口村,控制流域面积9 220km2,占沁河流域面积的72%,可提高沁河防洪标准,削减黄河洪峰,兼有灌溉、发电效益。

防洪非工程措施建设

更新改造水情测报基础设施,提高水文测报精度和预报质量,延长洪水预见期。完成黄河防汛决策及指挥系统建设,加强防汛交通道路建设,建立“全天候、快速、灵活”的机动抢险队伍,提高防汛抢险的应变能力。

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