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黄河流域规划

2020-04-09 21:01

黄河是中国第二大河流(参见彩图Ⅰ—4),流域面积79.5万km2(包括内陆河流域4.2万km2),以河水泥沙含量高、水旱灾害频繁、难以治理而闻名于世。

Ⅰ—4 黄河流域示意图

流域概况

从河源到内蒙古的托克托为黄河上游:兰州以上大部分地区,植被较好,雨雪稍丰,水多沙少;在玛多至青铜峡的干流,川峡相间,坡降较陡,有丰富的水能资源;青铜峡以下,河谷开阔,水流平缓,为著名的河套平原,灌溉发达,又可通航。托克托至河南的桃花峪为黄河中游:两岸多为黄土高原,水土流失严重,是黄河洪水泥沙的主要来源;中游除龙门至潼关外,多为峡谷,水能资源丰富。桃花峪到河口为黄河下游:河道两岸绝大部分修建了大堤,泥沙淤积使滩面高出两岸地面,一般为4~6m,有的高出10m,为地上河,故称悬河;沿岸多灌区,干流亦可通航;河口附近,黄河入海水道不断淤积、延伸、改道,造陆作用强烈(参见黄河水系示意图)。

径流、洪水、泥沙

黄河从1919~1974年平均河川年径流量在河南花园口站实测为470亿m3,如包括已引出的工农业用水等在内,则天然年径流量为560亿m3,系列延长后天然径流量变化不大。地表径流的时间空间分布不均,兰州以上来水较丰,全河汛期来水比较集中,年际变化较大,常出现连续几年偏枯。全流域水能资源理论蕴藏量40 550MW,可开发装机容量为33 440mW(装机10mW以上),年发电量为1 239亿kW·h。黄河洪水主要来自夏秋两季,称为伏秋大汛,是对黄河防洪安全威胁最大的洪水;冬季在宁蒙河段和黄河下游,由于冰凌流泄不畅,河水位上涨,常形成黄河凌汛,对两岸安全亦有一定的威胁。根据20世纪80年代前的资料分析,黄河三门峡站年输沙量约16亿t,居世界大河之冠。80年代以来,由于水土保持和水利工程拦蓄的作用,入黄河泥沙有减少趋势。泥沙主要来自黄土高原地区,它西起日月山,东讫太行山,南至秦岭,北抵阴山,面积约64万km2,其中水土流失面积有45.4万km2,年输沙模数(即单位面积的输沙量)一些地区高达2万~3万t/km2,陕县年平均含沙量36.6 kg/m3,中游一些支流达300~500 kg/m3,7~10月输沙量占全年沙量的4/5以上。最大5天沙量占年输沙量的比例:在龙门为1/3,支流窟野河达3/4。各年输沙量相差悬殊。黄河有水沙异源的特点,上游来水占全河一半以上,而来沙只占9%;三门峡以下来水约占10%,来沙量仅占2%;而托克托至龙门来水占16%,来沙量则占55%;龙门至三门峡来水占21%,而来沙量占34%。泥沙粒径大于0.05mm的粗沙约占年沙量1/4,有80%的粗沙来自托克托至龙门河段皇甫川、无定河、窟野河、秃尾河等支流的上中游。黄河下游河道淤积量中,粗沙约占一半。

社会经济

流域内1997年总人口10 700万人,耕地1 260万hm2,粮食总产量3 767万t,人均约352 kg。上游青藏高原和内蒙古高原是中国重要的畜牧业基地。中下游是重要的农业区,以小麦、棉花、烟叶、油料等作物为主。矿产资源颇丰,已探明的约有80种,其中稀土、铌、钼、石膏、铝土矿、煤、天然气、石油等在全国储量中占有相当比重。随着矿产资源的开发利用,许多地区已成为重要的工业基地。流域内有陇海、京包、京广、京沪、京九、宝成等铁路及众多的公路交通干线。

历史灾害

流域内洪、凌、旱、沙、风、雹等灾害频繁,其中以下游的洪灾和流域的旱灾最为严重。在公元前602~公元1938年的2 540年中,下游共有543年洪、凌决口泛滥,改道26次,平均约5年就有2年决口,100年发生1次大改道。洪水灾害影响范围包括豫、鲁、冀、皖、苏五省,主要波及淮河与海河下游,面积约25万km2。黄河既参与塑造和哺育这个地区,但它的洪水和挟带的大量泥沙又给这一地区带来深重灾难。如1933年花园口洪峰流量20 400m3/s,下游两岸多处决口,有270多万灾民,损失财产2亿多银元。流域内局部地区旱灾几乎年年都有,而且范围广、历时长,灾情重的大旱也不断出现。1368~1949年,全流域大旱的年份共107年(其中17世纪有22年),平均有7%的年份发生大旱,对人民威胁极为严重,如民国9年(1920年)发生于晋、陕、冀、鲁、豫5省的大旱,受灾人口达2000万,死亡约50万人。

治理成就及问题

中国对黄河的治理与开发利用,从鲧、禹治河的传说起,至今已几千年。历代治理利用黄河侧重于下游防洪、平川台地灌溉及一些河段的通航,直至中华人民共和国成立后,才将黄河流域作为一个整体,进行综合性治理、开发和利用。

历代治理方略

远古传说,大禹治水采用以疏为主的方法。随后在防洪实践中创造了堤防,汉代堤身已高四五丈(9~11m),一次筑堤曾长达十余里。泥沙淤高了河道,在今河南浚县一带,河床高出两岸民屋,成为地上河。由于洪水泛滥影响巨大,引起人们关切,各种治河思想及争论相当活跃。著名的有西汉贾让治河三策;东汉王景治河采用的修堤、清障、疏导、防冲、分水等办法;北宋关于黄河下游是北流还是东流的三次大争论,历时50年,君臣都参与了讨论(参见北宋改河);元代贾鲁治河时采用的疏、浚、塞主要措施;明末潘季驯束水攻沙的治河方略及其实践;清代靳辅在陈潢协助下采取的与潘季驯主张相仿的治河方略(参见中国防洪史,中国古代治沙方略)等。近代著名水利学者李仪祉提出了在黄河上中下游全面治理的方略,主张在上中游要广修水利,植树造林,建设拦洪水库;在下游要整治河槽,淤滩冲槽和开辟宣泄洪水的减河。德国水利学者H.恩格斯多次为黄河做河工模型试验,并提出报告,还著有《制驭黄河论》(Die Baendigung des Hwangho,1942)等,他提出固定中水河槽,使中泓保持“之”字形,这样既保护堤岸,又可冲深河槽,利于输沙入海。

黄河灌溉事业历史悠久。战国时西门豹在当时黄河的支流漳河上建引漳十二渠,是该流域较早的大型灌溉工程。随后灌溉事业蓬勃开展,北至河套地区,南到汾渭平原,西起湟水,东达下游,大小灌区不可胜数。著名的有郑国渠、白渠、汉延渠、唐徕渠、枋口堰以及近代的泾惠渠灌区、渭惠渠灌区等(参见中国古代灌溉工程)。古代黄河水利除灌溉外,有引洪漫地,城市供水;利用河渠落差修建水车、水磨、水碓等,20世纪40年代在天水、西宁等地附近的小支流上,兴建了几百千瓦的小型水电站。

黄河航运起源很早,3000年前周武王伐纣时大批军队和战车在孟津渡过黄河,可见当时水运已达相当规模。尔后在流域内多方设法促进航运,还开挖运河,并力求与其他水系连通,盛极时可南达江淮、北通蓟津(参见中国运河史),西到关中。历代航运与漕运紧密相连,对东粮西运,南粮北调,稳定政权,繁荣经济,起着重大作用。直到近代,黄河航运由于多种原因才逐渐衰落(参见黄河水利史)。

当代综合治理与利用

中华人民共和国成立之后,就着手对黄河开展全面综合治理与开发利用的研究。1954年10月提出了《黄河综合利用规划技术经济报告》,经国家计划委员会、国务院和中共中央审查同意,由国务院副总理邓子恢在1955年7月18日向第1届全国人民代表大会第2次会议作《关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合规划的报告》,并在7月30日通过了《关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合规划的决议》。

这次提出的黄河规划总结了历代治河经验,分析了流域的自然地理与社会经济特点,国民经济发展要求与国家治理黄河的能力;提出的规划方针是除害兴利、综合利用,总任务是制止水土流失和消除水旱灾害,并充分利用黄河水资源进行灌溉、发电和航运;采取的基本方法是蓄水拦泥。规划在远景总体布局的基础上提出了第一期工程,即在干流修建三门峡、刘家峡2项综合性工程和青铜峡、渡口堂、桃花峪等3项以灌溉为主的工程;在支流上兴修一批防洪、拦泥、综合兴利的水库;在水土流失区大力开展水土保持工作,促进农、林、牧业生产,减少土壤侵蚀。

治理成就

50多年来,在除害兴利、综合利用的方针指导下,治理黄河工作取得了巨大成就。

(1)下游防洪取得了伏秋大汛不决口的安澜局面。修建了三门峡、小浪底、陆浑、故县等干支流水库,先后4次加高培厚了黄河下游1 400km长的大堤,进行了大规模的河道整治,开辟了北金堤和东平湖滞洪区,初步形成了“上拦、下排,两岸分滞”的下游防洪工程体系,加强了防洪非工程措施建设,提高了黄河下游抗御洪水灾害的能力,扭转了历史上频繁决口改道的险恶局面,保障了黄淮海平原的防洪安全和稳定发展。1919~1938年,当伏秋大汛期花园口洪峰流量大于10000m3/s时,黄河大堤都不免决溢;但自1949年以来,花园口出现10000m3/s以上洪峰流量有10次,其中1958年达22 300m3/s,都未决口(参见黄河防洪、黄河凌汛)。

(2)水资源开发利用为社会发展、经济建设作出重大贡献。黄河干流已建、在建的12座水利枢纽和水电站,总库容563亿m3,发电装机容量9000mW,平均年发电量336亿kW·h。兴建了众多的支流水库及大量的灌溉、供水工程,开发利用地下水资源,灌溉面积由1950年的80万hm2发展到680万hm2(其中流域外约247万hm2),在约占流域耕地面积46%的灌溉面积上生产了该流域70%的粮食和大部分经济作物,解决了农村2 727万人的饮水困难,为流域内外50多座大中城市和中原、胜利油田提供了水源保障。

(3)水土保持改善了部分地区的农业生产条件和生态环境,减少了入黄泥沙。截至2000年初步治理面积已达到18万km2,其中建成治沟骨干工程1 077座,淤地坝10万座,塘坝、涝池、水窖等小型蓄水保土工程300多万处,兴修基本农田690万hm2,综合治理营造林草11.2万km2。现有治理措施平均每年增产粮食40多亿kg,解决了1000多万人的温饱问题,在一定程度上遏制了水土流失和荒漠化的发展。20世纪70年代以来,水利水保措施年均减少入黄泥沙3亿t左右。

(4)进一步利用了黄河洪水泥沙资源。在流域内采取多种用洪用沙措施,如直接在支流两岸开口门引洪漫地;利用水库蓄清排浑(蓄非汛期较清的水,排汛期含沙量高的浑水)引浑淤灌水库下游耕地;在宽阔的河滩上分洪放淤改造荒滩;中上游灌区利用高含沙水进行灌溉,提高了水土的利用率;在下游用吸泥船挖泥放淤加固大堤和淤填背河洼地等。这些措施既促进生产,又分散处理和利用了黄河泥沙。

为解决三门峡水库的淤积问题,对枢纽进行了两次改建,并改变了运行方式,使水库更好地发挥防洪、防凌、发电和供水等多种效益。

存在问题

①洪水威胁依然是国家的心腹之患。黄河下游河道主槽不断淤积抬高,二级悬河险象加剧;大堤断面薄弱,险点隐患多;宽河段缺少河势控制工程,河道游荡变化剧烈;滩区和东平湖滞洪区安全建设措施不完善;防洪非工程措施建设滞后。小浪底水库投入运用后防洪减淤效益显著,但小浪底至花园口区间仍有发生大洪水的可能;上中游来沙在短期内也难以显著减少,悬河局面将长期存在。上游宁蒙河段、中游禹门口至潼关河段河防工程薄弱,渭河下游及三门峡库区洪、涝、渍、盐碱灾害严重。黄河防洪减淤仍然是一项长期而艰巨的重要任务。②水资源供需矛盾十分突出,水污染日趋严重。黄河流域水资源贫乏,用水浪费,特别是近年来水偏枯,用水量增加,加之缺乏有效的统一管理,黄河下游断流频繁,一些地区供水困难,水污染严重,生态环境恶化。黄河缺水断流和水污染已成为黄河治理中的突出问题。随着社会经济的快速发展,水资源面临的形势将更加严峻。③水土流失尚未得到有效遏制。黄土高原地区水土流失十分严重,水土保持投入长期严重不足,治理进度缓慢,预防监督和保护不力,边治理、边破坏的现象在一些地方还相当严重。水土流失成为生态环境恶化、下游河道不断淤积抬高和当地贫困的根源。

治理开发规划

黄河规划在实践中不断发展和充实,有关专家对上游开发水电、中游开展水土保持、下游巩固堤防和河口地区有计划治理的看法基本一致,但在如何处理洪水泥沙的问题上,曾有不同的见解,大体上有几类意见:①第1类着眼于上中游,如对中游多沙粗沙来源区重点扶持,加快治理步伐,或在中上游把水沙全部用于灌溉和改造沙漠,使洪水泥沙不再进入下游。②第2类是兴建中游干流大水库,在峡谷河段修建高坝,利用其巨大库容削洪拦沙。在水库运用方式上也有多种主张,如调节水沙、拦粗沙排细沙、人造洪峰(水库集中时间大量泄水形成洪峰)以及高浓度输沙(加大流量创造含沙浓度高的水流条件,输送泥沙)等,以削减下游洪水,减少泥沙淤积。③第3类是在中下游放淤,利用宽阔滩地或背河地面,进行大面积放淤,抽排清水送回黄河,可减少下游河道淤积,而背河地面淤高,可变地上河为相对地下河。其他意见还有黄河下游改走新河道;开辟分洪道排洪入海;引长江水冲刷黄河下游河道;在下游采取多口分流排沙办法,将水沙分散在郑州以东的大三角洲上等等。

随着中国社会经济的发展,对治黄工作提出了新的要求。根据国务院1984年批准国家发展计划委员会《关于审批黄河治理开发规划修订任务书的请示报告》,开展了修订黄河治理开发规划工作。经大量工作和反复修改,于1997年完成了《黄河治理开发规划纲要》,并通过了国家发展计划委员会和水利部的审查。

1998年底以来,根据中共中央、国务院有关加快大江大河大湖治理步伐的指示精神,又组织开展了黄河的重大问题及其对策研究。广泛听取了专家和各部门、各省(自治区)的意见,紧紧围绕防御黄河洪水灾害、缓解缺水断流、综合治理生态环境等重大问题,结合国家实施西部大开发战略的要求和黄河的实际情况,提出了相应的治黄方略和措施。

治黄总体思路

黄河的治理开发要统筹兼顾防洪、水资源合理利用和生态环境保护与建设等3个方面,要把防洪作为黄河治理开发的一项长期而艰巨的任务,把水资源的综合开发、有效利用和保护摆到突出位置,把水土保持作为改善农业生产条件、生态环境和治理黄河的一项根本措施,持之以恒地抓紧抓好。要把治理开发与环境保护和资源可持续利用紧密结合起来,从战略高度全面规划、合理安排、分步推进,实现经济建设与人口、资源、环境的协调发展。

防御黄河洪水灾害

基本思路是:“上拦、下排、两岸分滞”,有效控制洪水;采用“拦、排、放、调、挖”,妥善处理和利用泥沙。布局是:逐步建成以龙羊峡、刘家峡、大柳树、碛口、古贤、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河段建设标准河防工程,加快三门峡库区和重点支流治理。进一步完善防洪非工程措施,结合中上游水土保持生态环境建设,形成完整的黄河防洪减淤体系。近期建设意见:①加强干流古贤、大柳树等骨干水利枢纽的前期工作,适时开工建设。②建设沁河河口村水库,进一步控制洪水。③完善、巩固“下排”和两岸分滞洪工程。重点对高度不足和不满足防渗要求的堤防进行加高加固,对重大险点、险闸实施加固改建,对险工坝垛进行加高改建,开展挖河固堤,淤筑“相对地下河”。④完成宽河段河道整治工程的布点和建设。⑤加快东平湖滞洪区的加固改建和滩区安全建设。⑥抓紧河口治理。⑦切实搞好非工程措施建设。

水资源利用与保护

基本思路是:开源、节流、保护并举,以节流为主,强化管理。布局是:以上游宁蒙平原、中游汾渭河盆地、下游豫鲁平原等引黄灌区为重点,全面推行节水措施。实行计划用水,合理调整产业结构和布局,加强需水管理。利用干流骨干工程充分调节径流,实现地表水地下水联合运用。积极做好南水北调和黄河干流待建骨干工程的前期工作,逐步实施。加强水资源的统一管理和保护,建成黄河干流主要断面(含省界断面)、取水口、退水口、排污口和支流入黄口的水量和水质统一监测网络,建立水资源统一管理调度新体制。逐步形成黄河水资源合理开发、科学配置、有效利用和保护体系。近期主要措施:①建立水资源管理新体制。统一管理,分级负责,划分流域与区域事权。实施国家统一分配水量,流量断面控制,省(自治区)负责用水配水,重要取水口和骨干水库统一调度。②采取强制措施,厉行节约用水,以水定产,限制发展高耗水产业。对老灌区全面实施节水改造,新建灌区严格按节水要求设计、施工,加强工业和城市生活节水工作。③加快南水北调工程前期工作步伐,2010年前实施调水,加强黄河水资源保护。④完善水质监控网络,实行入河排污许可制度和污染物入河总量控制,把黄河水资源保护工作列为国家重点,加快建设步伐。

水土保持生态环境建设

基本思路是:防、治结合,强化治理,以多沙粗沙区为重点,以小流域为单元,采取工程、生物和蓄水保土耕作等综合措施,注重治沟骨干工程建设。布局是:按照《全国生态建设规划》的总体部署,因地制宜,综合治理。预防、治理与开发相结合,减沙效益与经济效益兼顾,逐步建立起措施配套、机制合理的水土流失防治体系。在重点治理区,建设以治沟骨干工程、植树种草为主体的水土流失综合防治体系。在重点监督区建立健全水土保持执法体系,建设水土流失监测网络,有效遏制人为造成新的水土流失。在重点预防保护区依法保护森林、草原植被和现有水土流失防护设施。近期主要措施:以多沙粗沙来源区为重点,综合治理水土流失。根据中央提出的“退田还林(草)、封山绿化、个体承包、以粮代赈”的政策措施,在稳定基本农田的基础上,有计划、有步骤地实施退田还林还草。在侵蚀沟道修建骨干工程、小水库、淤地坝,形成治沟坝系;大力开展塘坝、水窖、涝池、旱井等小型蓄水保土工程建设。每年新增综合治理水土流失面积1.21万km2,其中植树种草1万km2,建设治沟骨干工程600座、淤地坝4 150座。开展预防监督,建立监测网络。

水能开发利用

继续开发龙羊峡至青铜峡、托克托至桃花峪河段的水能资源。这两段可开发的装机容量分别为16 010mW和6 410mW。上段沙少水清,泥沙问题不严重,有利于水电开发。下段距用电中心近,还可结合解决三门峡库区和下游的洪水泥沙问题(参见黄河上中游水电基地)。龙羊峡至桃花峪河段共拟布置36级水利枢纽工程,其中龙羊峡、刘家峡、大柳树、碛口、古贤、三门峡、小浪底等7座骨干枢纽,共有库容920亿m3,可长期保留有效库容470亿m3,七库联合运用将能有效控制黄河的径流、洪水和泥沙,综合解决黄河的除害兴利问题。

支流的治理开发

黄河支流众多,但多为源短流急的中小河流,流域面积大于1万km2或年径流量大于10亿m3或年输沙量大于1亿t的主要支流有14条,分别是白河、黑河、洮河、湟水、祖厉河、清水河、大黑河、窟野河、无定河、汾河、渭河、伊洛河、沁河、汶河,其流域面积之和约占黄河流域总面积的50%,年径流量之和占全河的60%以上,年输沙量之和占全河的70%以上,对黄河影响较大。按照自然特点与流域治理开发的要求,黄河的主要支流大体上可分为2种类型:①水多沙少的河流,如洮河、湟水、伊洛河、沁河等,这类支流一般具有进一步开发利用水资源的条件。②流经黄土高原水土流失较为严重地区的水少沙多河流,如无定河、窟野河等,这类支流治理开发的主要任务是防治水土流失,并适当发展灌溉。黄河支流要根据需要与可能条件,分别修建一些蓄水、拦泥、跨流域引水以及人畜引水和城市供水工程。在建的较大工程有陕西由黑河上建库向西安市供水工程、青海湟水北川河黑泉水库工程,拟议的有甘肃引洮河水到定西和渭河工程、青海引大通河水到邻近地区工程、陕西泾河东庄水库工程、窟野河转龙湾水库工程、山西引沁济汾工程等。此外,黄河支流可开发的水能资源约3 430MW,多属中小水电站,现在已开发利用了其中的15%,继续开发潜力很大。

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