1、黃河流域泥沙治理概述1.黃河簡介與概述黃河（Yellow River），全長約5464公里，流域面積約79.5萬平方公里，是中國第二長河，世界第五大長河。黃河發源于青藏高原巴顏喀拉山主峰雅拉達澤峰，呈”幾”字形，曲折東流注入渤海，黃河的源頭叫約古宗列曲。黃河干流自西向東依次流經我國的青、川、甘、寧、內蒙古、陜、晉、豫、魯九省區。由于河流中段流經中國黃土高原地區，因此夾帶了大量的泥沙，所以它也被稱為世界上含沙量最高的河流。1.1黃河上中下游劃分及主要支流黃河上、中、下游的分界有多種說法。黃河水利委員會以河口鎮與桃花峪劃分上、中、下游，但是傳統以河口鎮與孟津劃分上、中、下游，也有人經考察后認為以青

2、銅峽、孟津劃分更合適。1.1.1.黃河上游內蒙古托克托縣河口鎮以上的黃河河段為黃河上游。上游河段全長3472km，流域面積38.6萬km2，流域面積占全黃河總量的51.3%；上游河段總落差3496m，平均比降為1；河段匯入的較大支流（流域面積1000平方千m以上）43條，徑流量占全河的54%；上游河段年來沙量只占全河年來沙量的8%，水多沙少，是黃河的清水來源。上游河道受阿尼瑪卿山、西傾山、青海南山的控制而呈S形彎曲。1.1.2.黃河中游內蒙古托克托縣河口鎮至河南孟津的黃河河段為黃河中游，河長1206km，流域面積344000km2，占全流域面積的45.7%；中游河段總落差890m，平均比降0.

3、74；河段內匯入較大支流30條；區間增加的水量占黃河水量的42.5%，增加沙量占全黃河沙量的92%，為黃河泥沙的主要來源。三門峽至桃花峪區間的河段由小浪底而分為兩部分：小浪底以上，河道穿行于中條山、崤山之間，為黃河干流上的最后一段峽谷；小浪底以下，河谷漸寬，是黃河由山區進入平原的過渡地段。1.1.3.黃河下游河南孟津以下的黃河河段為黃河下游，河長786km，流域面積僅23000km2，占全流域面積的3%；下游河段總落差93.6m，平均比降0.12；區間增加的水量占黃河水量的3.5%。由于黃河泥沙量大，下游河段長期淤積形成舉世聞名的“地上懸河”，黃河約束在大堤內成為海河流域與淮河流域的分水嶺。除

4、大汶河由東平湖匯入外，本河段無較大支流匯入。下游河段除南岸東平湖至濟南間為低山丘陵外，其余全靠堤防擋水，堤防總長1400 km。下游河段利津以下為黃河河口段。黃河入海口因泥沙淤積，不斷延伸擺動。目前黃河的入海口位于渤海灣與萊州灣交匯處，是1976年人工改道后經清水溝淤積塑造的新河道。最近40年間，黃河輸送至河口地區的泥沙平均約為10億噸/年，每年向渤海延伸2.2km，年平均凈造陸地25至31平方公里，相當于每天增加一個足球場的面積。1.2黃河憂患黃河是著名的高含沙河流，平均沙水比為37 kg/m3。由于河床迅速淤高經常發生水災，從公元前602年到1950年，洪水破堤1 593次，大河以鄭州為頂

5、點改道26次，其中8次（3次人工，5次天然）改道造成流入黃海或流入渤海的交替，平均三年兩決口，100年一次大改道，世界江河之中，黃河大概是最暴虐的一條河流。這些洪水災害造成幾百萬人死亡。1.2.1荒漠化指由于人為和自然因素的綜合作用，使得干旱、半干旱甚至半濕潤地區自然環境退化（包括鹽漬化、草場退化、水土流失、土壤沙化、狹義沙漠化、植被荒漠化、歷史時期沙丘前移入侵等以某一環境因素為標志的具體的自然環境退化）的總過程。土地荒漠化急劇發展，目前荒漠化擴展速率為22%，高于全國132%的平均速度。全省沙漠化面積已達1252萬公頃，潛在沙漠化土地面積98萬公頃，主要集中在柴達木盆地、共和盆地和黃河源頭。

6、并且仍以每年13萬公頃的速度在擴大。草地植被退化嚴重，全省約有90%的草地出現不同程度退化，總面積達833萬多公頃，比上世紀70年代增加了兩倍多。1.2.2水土流失水土流失是指在水力、重力、風力等外營力作用下，水土資源和土地生產力的破壞和損失，包括土地表層侵蝕和水土損失，亦稱水土損失。黃河支流多，水量大。含沙量大。河道上下段為峽谷落差大。近年來由于受全球氣候變暖和人為活動的影響，黃河源區脆弱的生態環境退化趨勢正在加重，生態問題十分突出。水土流失面積每年平均新增21萬公頃，侵蝕程度日趨嚴重。目前，黃河源區的土壤侵蝕最為嚴重，水土流失面積達750萬公頃，占整個黃河流域水土流失面積的175%。每年輸

7、入黃河的泥沙超過數千萬噸。1.2.3“地上河”河道寬淺，水流平緩，泥沙淤積，河床升高為地上河。如圖所示：黃河下游游蕩在華北平原上，河床寬坦,水流緩慢，泥沙大量淤積，使河床平均高出兩岸地面45米以上，成為舉世聞名的地上河。通常的河道是河道底要低于其流經的地面的。而黃河在流經黃土高原地區時由于流速快，而所經地段植被情況差，導致大量的泥沙被帶走，而到了下游，流速變緩，于是大量的泥沙就沉積了下去，幾千年常此積累，堆積在河床上，致使河床升高，地上河就此形成了。河南省的地上河最為典型。1.2.4凌汛凌汛，俗稱冰排，是冰凌對水流產生阻力而引起的江河水位明顯上漲的水文現象。冰凌有時可以聚集成冰塞或冰壩，造成水

8、位大幅度地抬高，最終漫灘或決堤，稱為凌洪。在冬季的封河期和春季的開河期都有可能發生凌汛。歷史上，黃河下游河段決口泛濫頻繁，給中華民族來了沉重的災難。由于黃河下游由西南向東北流動，冬季北部的河段先行結冰，從而形成凌汛。凌汛易于導致冰壩堵塞，造成堤防決溢，威脅也很嚴重。1.3黃河治理概述人們在與黃河的斗爭中積累了大量的治理高含沙河流的經驗。古代的大禹，漢朝的王景，明朝的潘季馴，清朝的靳輔和陳潢都是治黃的杰出代表。歷史上，黃河防洪的主要方略是修建大堤。有兩種主要的理論和實踐，其一是寬河分洪；其二是束水攻沙。新中國成立后，黃河沒有發生大的決堤和傷亡。黃河治理總投資大約80億元，防洪效益達到40 000

9、億元。半個世紀來，除了河口段局部改道，黃河下游基本穩定，只是隨著河口淤積延伸平行抬高。1.3.1黃河主要治理方略 水庫調水調沙。黃河干流上共修建了11座水庫，其中龍羊峽、劉家峽、三門峽和小浪底水庫是控制黃河水沙的主要水庫。小浪底有70億m3攔沙庫容，可在20年內將中游來沙攔在庫內，減緩下游淤積。如何聯合調度運用這些水庫實現 調整河床演變、保護生態環境和防洪、發電、灌溉的最大綜合效益是主要研究方向；寬河固堤。黃河下游河南段兩岸堤距寬達20km。1946年以來已加高了9m，近年來又做了混凝土 防滲墻加固。一旦大洪水發生，寬闊的河谷提供了幾十億槽蓄庫容滯蓄洪水，減小洪水對人口密集的下游的直接威脅。但

10、是，只有幾百米寬的枯水河槽在寬闊的河谷里游蕩。如何治理這一河段形成相對穩定的寬灘窄槽是主要的研究方向；束水攻沙。下游山東河段，河寬僅0.45km，河道窄深使水流保持較高流速，泥沙保持懸浮隨水入海。此河段的治理方向是規順、單一、平衡、不抬高的輸水輸沙通道；滯洪區建設。從50年代開始建設分滯洪區，現有封丘大功、北金堤、東平湖、北展和南展5個分滯洪區，分別擔負分滯特大洪水、防凌汛、控制進入山東河段洪水不超過10 000m3/s的任務。其中東平湖在1954、1957、1958 和1982年自然分洪和控制分洪，起到了減小下游洪水的作用。由于水庫建設減小了洪水威脅，可以研究解放部分滯洪區用于經濟建設。穩定

11、河口。由于河口延伸河床抬高，河口60110km河段自1855年改道10次。1976年從釣口河改道清水溝后采取了穩定河口方略，東營市基礎 建設由此得以迅速發展。1996年河口段18km改道汊河，將部分淺海油田淤積出水面促進了勝利油田的開發。長期穩定河口、利用泥沙資源造陸、和保護新生的陸地是主要研究方向。1.3.2黃河治理的研究方向近20年來，黃河出現了新的問題。盡管來沙大量減小，黃河河槽的淤積速率沒有降低，洪水水位抬高的速度甚至超過以往。人口增長和經濟發展對土地的壓力使得居住在黃河灘地上的人口增加到170萬。1996年發生兩年一遇的洪水，洪峰流量只有7 860m3/s，但是洪峰水位超過了歷史最高

12、水位，并且造成很大的經濟損失，從而引發了人們對“小水大災”的思考。異常的高水位一是由于河床淤積，有的河段河槽淤平；二是長期低流量改變了河勢，洪峰到來不能適應。50年代同流量洪峰從花園口傳播到河口僅需78天，1996洪水傳播了17天。另外，經濟發展導致大量引用黃河水，年引水量已增加到300億m3。河水減少，流到利津站的年水量從300億m3降到100多億m3。下游經常斷流，1997年下游700km河段斷流 226天。為了解決水少沙多的矛盾，水利工作者正在探索新的治理方略來解決這些矛盾：（1）疏浚。經濟發展使我們有能力較大規模地疏浚黃河泥沙，減緩河道淤積。研究發現，在某些特殊河段疏浚減沙很有效，如河

13、口，疏浚可起到降低攔門沙，減少溯源淤積的作用。在一般河段疏浚，回淤速度很快，效果不佳。目前，研究工作者正在通過實驗尋找疏浚效益與疏浚部位和疏浚時機的關系；（2）引海水沖沙。根據林秉南建議，用水泵抽海水通過人工渠道，在河口上游110km或者70km處注入黃河，連續不斷沖刷河床泥沙入海。再通過 洪水期溯源沖刷使山東以下河道不再淤高。目前正在研究沖刷入海后形成異重流的條件，發生溯源沖刷的可能，以及對環境生態的負作用和減小負作用的措施。（3）采用節水農業增水減沙。建議國家投資50億元，用滴灌、噴灌設備將大量耗用黃河水的內蒙古、寧夏灌區中1 000萬畝改造成節水灌溉農田，每年節水30億t。黃土高原是嚴重

14、水土流失地區，又是缺水干旱地區，耕作大大增加了水土流失和蒸發耗水。免耕法特別適合這一地區。美國1/5的農田采用了免耕法，特別是那些水土流失嚴重的半干旱地區。根據試驗結果，免耕法保護了土壤根系，單位體積土壤生物量顯著增多，減少了水的損耗。風蝕和降雨侵蝕引起的水土流失量從5 830t/km2yr，降到100t/km2yr。三年大面積野外對比觀測說明，常規耕作法土壤侵蝕量為2 407t/km2yr，采用免耕法后降到73t/km2yr。（4）南水北調。從長江流域大規模調水入黃河和黃河供水區將大大減輕黃河水少沙多的矛盾。2.維持黃河健康狀況黃河健康狀況是全流域人類活動的集中反映。人類活動是多種多樣的，但

15、真正對黃河健康生命有顯著影響的是那些可能改變入黃水沙形勢(包括徑流、洪水、泥沙級配、數量及其時空分布和水質等)和河床邊界條件的活動。因此，要實現現階段黃河的各項健康指標，必須調整和規范全流域及相關區域人類涉水涉沙活動的方式，使有利于維持黃河健康的洪水、徑流、含沙量及其級配、入黃水質等條件得以實現，核心途徑是增水、減沙、科學調控水沙。2.1多途徑增水黃河天然河川徑流量多年平均為535億m3 。20世紀90年代以來，花園口站天然徑流量減少至430億m3，人類用水卻一直維持在290億m3左右。黃河輸沙、自凈和生態用水量年均不足140億m3，其中1/3以上的年份不足100億m3。按照1990年以來花園

16、口站5億t的年均來沙水平，黃河環境需水量(輸沙、自凈和生態需水的耦合水量)應為215億m3，其中汛期需水152億m3(含輸沙需水100億m3)。環境用水的嚴重短缺，使20世紀90年代以來的黃河健康狀況嚴重受損。要維持黃河健康生命，必須增加黃河水量，主要途徑是節約用水、涵養水源、外流域調水和減少水污染。2.1.1嚴格控制用水在外流域調水入黃措施生效前，控制河川徑流的關鍵是在用水、配水和節水等環節充分挖掘黃河自身水資源潛力。1)調整水分配思路(1)黃河可供水量分配方案應以黃河平枯水年年均天然徑流量作為分水基礎。(2)明晰黃河各支流水權和地下水水權分配方案。(3)人類應與黃河共同分擔水損耗。2)強化

17、用水管理(1)改革用水監測和評價方法。(2)高度重視節水管理的機制和政策。(3)充分利用洪水及時補充地下水。2.1.2涵養黃河水源黃河河源區海拔在3km以上，湖泊和沼澤濕地眾多，面積12. 2萬km2，占流域面積的16%。源區徑流補給方式主要為降水，約占96%，其次為冰川融水及地下水。年均天然徑流量205億m3，占黃河天然徑流量535億m3的38%。近20年來，黃河源區草場和濕地嚴重退化。源區瑪多縣的湖泊由20世紀90年代初的4 077個減至目前的不足2 000個； 2000年的沼澤濕地及湖泊面積比1976年減少了近3 000km2。1996年、19981999年，扎陵湖和鄂陵湖之間2次出現斷

18、流。黃河源區的主要產水區，瑪曲濕地草場退化程度達30%，表現在植被覆蓋度下降、草地優勢種群退化、草群結構變化、草地生產力下降等。伴隨著濕地萎縮，黃河源區徑流也發生了很大變化： 20世紀90年代以來，源區降水雖僅較以前減少5. 36%，但唐乃亥水文站實測徑流減少了22%。為了保護源區濕地、涵養水源，必須科學調控不同季節牲畜放養量及其方式，嚴格控制在濕地內開挖排水設施和修建建筑物，探索利用生物或其他措施減少鼠害，嚴格控制源區的開礦和采藥活動等，同時，利用高新技術構建源區監測網絡。2.1.3實施外流域調水黃河現階段健康生命需水量約655億m3(利津斷面)，但黃河天然河川徑流量只有535億m3，相差約

19、120億m3。水量的短缺大部分體現在汛期。增加黃河地表徑流量的可行途徑包括：(1)從外流域調水。目前正在重點論證的方案包括南水北調西線工程和小江調水工程，前者可兼顧黃河上中游健康對流量的需求，后者則可兼顧渭河健康對流量的需求，具體方案仍需深入論證。鑒于利津以下河段生態需水量嚴重短缺的局面，近期應考慮利用南水北調東線工程富余供水能力向黃河相機補水。(2)2010年中東線南水北調生效后，需要重新分配黃河水資源。屆時在研究新的分水方案時，東、中線南水北調與黃河的關系是應該考慮的一個前提。在黃河健康狀況嚴重惡化的背景下，可以考慮利用南水北調中、東線工程向黃河相機補水，以補充黃河下游及河口地區生態環境用

20、水，防止斷流。2.1.4嚴格入黃排污管理對比黃河干流自凈流量和1999年以來各斷面逐月平均流量發現，近年來黃河水質嚴重超標主要原因是流域達標排放程度過低。目前，黃河上中游入黃排污口達標排放率僅60%，超排和偷排現象仍十分嚴重。未來，流域內工業將進一步發展，新企業仍將增加，要實現維持黃河健康生命的目標，必須嚴格入黃排污管理，并實施省(區)入黃排污總量控制制度。實現黃河水質達標，關鍵在于調整流域內人們的用水方式、喚起人們的環境保護意識和上下游相互配合意識。2.2 減少入黃泥沙據分析，如果沒有外部水源補充，即使考慮非汛期可節約的水量，未來黃河下游汛期徑流量也難以超過130150億m3，在基本保證環境

21、和人類用水(約60億m3)情況下，用于輸沙的水量難以超過90億m3。在維持黃河下游河道主槽不萎縮的前提下， 90億m3水最多可輸送5億t泥沙入海。因此，要維持黃河健康生命，必須加大黃土高原水土流失治理力度，持續而穩定地控制入黃泥沙。黃土高原水土流失面積達45. 4萬km2，其中的7. 86萬km2的多沙粗沙區多年平均(19541969年)輸沙量達11. 82億t，來水量37. 7億m3，分別占黃河同期總輸沙量的62. 8%、來水量的6%；粒徑大于0. 025 mm的中粗泥沙輸沙量6. 22億t，占黃河同期中粗沙輸沙量的65. 5%；粒徑大于0. 05 mm的粗泥沙輸沙量3. 19億t，占黃河同

22、期粗沙輸沙量的72. 5%。在多沙粗沙區中，面積為1. 88萬km2的粗泥沙集中來源區雖只占多沙粗沙區面積的23. 9%，但對黃河下游主槽淤積危害最大的粒徑大于0. 05 mm的粗沙產沙量卻占多沙粗沙區粗沙產沙量的47. 6%。因此，黃土高原水土流失治理應該首先重點考慮多沙粗沙區，特別是粗泥沙集中來源區。淤地壩能夠持續而穩定地攔沙，是減少入黃泥沙的主要措施。在淤地壩建成前期，攔沙作用明顯，如20世紀7080年代黃河中游淤地壩攔沙量約占水土保持措施總攔沙量的70%，隨著庫容的淤滿，其攔沙作用逐漸減小，至90年代前期，其攔沙作用已經降低到50%以下。為了有效推動淤地壩建設，今后必須以持續而穩定地攔

23、沙為目標，深入研究壩系中大、中、小型淤地壩的數量和功能搭配、壩系的施工順序、壩系運行方式、壩地利用方式和壩系管護政策等問題。控制坡面侵蝕是延長淤地壩壩系運行年限的重要環節。2.3合理調控洪水泥沙“水沙關系不協調”是黃河問題之癥結。水沙關系不協調，主要表現在汛期洪水的水沙搭配不合理。當花園口流量大于2 300 m3/s時，黃河下游才有可能實現主槽不淤。但據19862002年潼關水文站實測資料，710月份流量小于2 000m3/s的天數約占84%，其徑流量占汛期總水量130億m3的2/3以上。黃河下游這些年主槽萎縮和二級懸河加劇，正是因為遭遇了這樣的平枯水沙過程，且在洪水調度期間沒有充分兼顧到泥沙

24、調控。因此，要維持黃河下游主槽不萎縮，必須進行洪水泥沙調控，而且要兼顧延長水庫長期有效利用、灘區及河口地區人類生產生活環境。2.3.1加強黃河水沙調控體系建設到2050年，黃河年輸沙量仍將達8億t，在維持黃河下游主槽不萎縮的前提下，至少需要140億m3的輸沙水量，當然，相應的洪水輸沙過程可以根據天然和人工洪水情況分13個階段完成。但即使如此，因小浪底水庫的防洪庫容只有50. 5億m3，調水調沙庫容10億m3，故在小浪底水庫淤積到一定程度后，僅靠小浪底水庫仍難以達到協調水沙關系對調控庫容的要求，小浪底水庫出庫含沙量的調控必須依靠多庫配合。因此，建設以古賢、三門峽和小浪底水庫等七大控制性工程為主體

25、的黃河水沙調控體系，對實現黃河下游主槽不萎縮并兼顧延長水庫攔沙期的目標，勢在必行。2.3.2深入研究小浪底出庫水沙關系調控技術20世紀50年代，黃河多年平均含沙量為32. 6 kg/m3。近幾十年來，隨著人類用水增加和水利水保工程的作用，已經使洪水形勢發生了很大改變(表1)： 1986年以后，流量大于5 500m3/s的洪水出現時段大幅度減少；流量為2 5005 500 m3/s的洪水含沙量明顯增大。外部水源補充黃河前，洪水量級減小的趨勢難以顯著改變，依靠漫灘洪水淤灘刷槽的機會將很少。因此，未來黃河下游洪水管理面臨的最大挑戰是如何通過中游水庫群的聯合調控，改善中常洪水水沙搭配，以維持下游主槽不

26、萎縮。實踐表明，要調配出下斷面一定含沙量的洪水比調控流量難度更大，其技術難點涉及小浪底樞紐不同孔洞閘門的調度技術、中游其他水庫與小浪底水庫的聯合運用方式、水庫異重流塑造技術等，這些技術雖在過去的調水調沙實踐中均做了大量探索，但仍不能完全滿足生產運行的需求。如何調控小浪底水庫出庫的水沙過程是一個急需解決的重大技術問題。通過幾年的努力，目前黃河下游平灘流量已恢復到3 500m3/s以上。小浪底水庫攔沙庫容淤滿后，下游年均來沙仍可達到7. 5億t左右。為使小浪底水庫長期發揮攔沙作用，減少進入下游的泥沙，特別是中粗泥沙，仍需要對水庫的攔粗排細關鍵技術、水庫降水沖刷時機及沖刷能力等進行深入研究。2.3.

27、3多途徑處理或安置入黃泥沙泥沙在河床的淤積是難以避免的。一方面，受有效輸沙水量和現有技術的限制還難以準確控制小浪底水庫的出庫含沙量，即使來沙量能夠控制在810億t、有效輸沙水量能夠保證，仍難以保證黃河下游主槽完全不淤積。另一方面，雖然1980年以來下游僅發生過4次汛期來沙量大于7. 5億t的年份，但其中2次(1994年和1996年)均屬高含沙中常洪水，這樣的洪水必將造成下游河床淤積。此外，未來發生大漫灘洪水的幾率仍然存在，大洪水和特大洪水目前并未因人類活動而發生顯著改變，所以灘區的淤積不可能避免。因此，一方面要不斷提高水沙調控技術水平并保障輸沙用水，使非漫灘洪水的洪峰、洪量和含沙量盡可能滿足主

28、槽沖刷所需要的洪水條件。另一方面，在控制洪水水位不超過設防水位的前提下，要創造條件使有利于淤灘刷槽的洪水得以漫灘，有計劃地使高含沙中小洪水用于淤填灘區低洼帶，而這些均需要灘區的沉沙功能能夠得到正常發揮。灘區沉沙和滯洪作用十分明顯，天然條件下(20世紀50年代以前)，黃河下游淤積泥沙的70%分布在灘區，其滯洪容量達24億m3以上，歷代治黃都把灘區作為黃河洪水泥沙處理的重要場所。即使考慮灘區放淤、水庫攔截和引水引沙等，在小浪底水庫攔沙初期結束后，年均進入河口的泥沙仍可能達56億t。因此，要統籌考慮區域經濟發展現狀和黃河長治久安兩方面需求兼顧河口濕地對黃河徑流的需要，將黃河河口一定范圍劃為可控制的“

29、泛濫區”，限制規模開發，恢復尾閭“淤積、延伸、擺動、改道”的自然特性。2.3.4盡快制定灘區防洪管理政策灘區是黃河河道的組成部分。黃河與其他江河相比，下游灘區情況特殊，灘區內居住著181萬群眾，為了生存和發展，灘區群眾在20世紀70年代后在主槽附近修了生產堤，同期，為控制黃河下游的游蕩河勢，陸續修建了控導工程，這些工程大約在80年代后期基本形成規模。80年代后期，黃河水沙形勢發生了重大變化，主要表現為大洪水大幅度減少、高含沙中小洪水頻頻出現。這些因素疊加，導致二級懸河急劇惡化、主槽嚴重萎縮。黃河下游灘區群眾的生存、發展與黃河防汛安全是一對矛盾，主要反映在灘區修筑生產堤、與河爭地等問題上。灘區是

30、黃河下游沉沙的重要空間，也是發生大洪水時的洪水調蓄空間，具備蓄滯洪區的性質，因此受淹后應爭取比照國家蓄滯洪區淹沒補償政策處理；要加強灘區安全預警系統建設，使群眾在洪水漫灘時能及時撤、撤得出。另一方面，灘區群眾也應根據灘區環境的特點，調整經濟結構，大力發展草畜業。2.4推進流域水沙一體化管理維持黃河健康生命的實踐既涉及流域的自然屬性，又與相關區域的人類活動密切相關。一方面，流域是完整的自然地理單元，是經濟、社會和環境的復合體，其內部各種要素相互關聯，周而復始的水循環把流域內的土地利用、資源利用、經濟活動和生態系統保護等多種活動聯系在一起。維持黃河健康生命，實現人類、黃河及其生物群落共享黃河水資源

31、，實際上是流域利益相關者的利益再調整過程，核心是在不過多損害黃河自身利益的前提下，通過改進黃河流域水、土地和相關資源的管理與開發方式，使經濟、社會和生態的綜合效益最大化。綜合效益最大化的過程，往往是以犧牲局部利益為代價的，因此，實踐維持黃河健康生命的治河新理念，必須通過黃河流域水沙一體化管理，使流域內人類活動與黃河生命保護和諧起來。所謂流域水沙一體化管理，是指在流域尺度上，通過跨部門與跨地區的協調管理，以公平的方式，在不損害重要生態系統可持續的條件下，促進水、土及相關資源的協調開發與管理，使經濟和社會效益最大化的過程。這里的“一體化”不僅要體現自然系統中各方面關系的協調，如綜合考慮淡水區和近海

32、海域、土地和水資源、綠色水和藍色水、地表水和地下水、水量和水質、上游和下游之間的關系等，而且要綜合考慮人類系統中各方面關系的協調，如不同部門之間、不同行業之間、不同群體之間的關系。以流域為單元的黃河流域管理機構，是推進流域水沙一體化管理的基礎。無論是水資源管理、水土流失治理、河源區生態恢復，還是河流生態保護和水質恢復等，都不可避免地涉及各省(區)或有關部門之間的利益協調、行動協調和監督協調。合理高效的管理機制是推進流域水沙一體化管理的保障。要制定各利益相關者參與流域重大水問題決策的機制，并為之提供參與平臺；努力改善公眾參與流域管理的環境，建立流域信息披露和發布制度，培養和提高利益相關者參與流域

33、管理的能力；不斷提高流域機構的協調能力，并逐步走向決策權、執行權和監督權的分離。法律法規是約束人們行為的強制性規范。為了維持黃河健康生命，為流域及其相關地區社會經濟發展提供可持續的支持，應修改現有各項法律制度中有關流域管理的相關內容，明確流域管理的利益相關者之間的權利和義務，明確流域機構的職責和權利，明確人們在流域內活動所必須遵守的規則，為流域水沙一體化管理提供強有力的法律保障。編制黃河流域綜合規劃是推進流域水沙一體化管理的重要手段。要以維持黃河健康生命的科學理念來指導規劃編制工作，協調流域內水資源開發、水土流失治理、生態保護和水質維護等的關系，明確維持黃河健康生命的遠景目標和近期目標，以及為

34、實現相應目標而必需采取的途徑和措施，構建和完善各項體系，在兼顧特殊地區或特殊情況的基礎上，追求流域綜合效益的最大化。堅實的信息和科技基礎是實施黃河流域水沙一體化管理的重要支撐。要充分利用高新技術，構建覆蓋全流域的氣象、水文、泥沙、水質、地下水、生態、地貌和涉水工程等信息監控和處理體系；開展黃河水沙運動規律及其科學調控技術研究，開發具有較強反饋功能的黃河流域水循環模擬和水沙演進模擬技術，為流域規劃、工程管理運行提供科學技術支撐。3.黃河干流泥沙分布狀況及存在問題不同河段泥沙分布存在的主要問題：1)上游寧蒙河段淤積加重，平灘流量由約4480m3/s減小到約1100m3/s；2)中游龍潼河段淤積嚴重

35、，潼關高程由323.4m抬升到328.25m；3)下游主河槽淤積萎縮，平灘流量由60008000m3/s減小到3000 4000m3/s，部分河段不足2000m3/s，下游灘區淤積少，灘區淤積比例由50年代73減小到90年代不足26，“二級懸河”最大高差為2.114.34m；4)河道輸沙能力下降，利津沙量占入黃沙量的比例由65減小到34。3.1 不同時期黃河泥沙分布特點綜合考慮黃河干流水沙條件變化和黃河干流控制性工程運用情況，黃河水沙分布的統計時段分為1950 年 7 月1960 年 6 月( 主要反映天然情況) 、1960 年 7 月1965 年 6 月( 主要反映是三門峽水庫蓄水攔沙運用影

36、響)、1965 年 7 月1973 年 6 月(主要反映是三門峽水庫滯洪排沙運用影響)、1973 年 7月1986 年 6 月(主要反映是三門峽水庫蓄清排渾運用影響)、1986 年 7 月1999 年 6 月(主要反映龍羊峽水庫影響)、1999 年 7 月2005 年 6 月(主要反映小浪底水庫影響)等六個時段。黃河干流各時期不同河段泥沙配置情況見表3- 1，下游各時期灘槽沖淤量及分布情況見表3- 2。結合表3- 1 與表3- 2 可以看出各時段黃河干流泥沙分布主要特點：1950 年 7 月1960 年 6 月黃河干流大部分泥沙通過水流輸送到了利津以下。干流泥沙主要淤積在下游。從下游河道灘槽淤

37、積分布來看，該時期黃河下游泥沙主要淤積在灘地上。1960 年 7 月1965 年 6 月黃河三門峽水庫大量攔蓄泥沙，排出利津以下河口地區的泥沙量大幅度減少，排沙比例由天然狀況下的 65% 下降為 59% 。該時期泥沙的淤積重心已經轉向中游，特別是小北干流河道和三門峽水庫潼關以下庫區，下游河道發生明顯沖刷。從下游河道灘槽淤積分布來看，該時期主要是主槽發生了沖刷。1965 年 7 月1973 年 6 月河道淤積量占總沙量百分比較大。下游河道由沖刷又轉為嚴重淤積，防洪形式嚴峻；小北干流淤積也比較嚴重；上游水庫修建對泥沙有一定攔蓄作用，水庫下游寧蒙河段發生沖刷。從下游河道灘槽淤積分布來看，下游泥沙大部

38、分淤積在主槽內。1973 年 7 月1986 年 6 月水庫攔沙量減小，河道淤積量減小，排出利津以下河口地區的泥沙量較大，各河段河道泥沙淤積量均較小。1986 年 7 月1999 年 6 月黃河干流河道淤積嚴重，排出利津以下沙量比例由自然狀況下的 65% 下降到 39% ，加上水庫攔沙量很小，泥沙更多地淤積在河道內。干流各河段河道淤積量都比較大。從下游河道淤積灘槽分布來看，下游泥沙主要淤積在主槽內。1999 年 7 月2005 年 6 月小浪底水庫大量攔蓄泥沙，黃河下游明顯沖刷，輸出利津以下泥沙量減小。上游泥沙分布量為 1. 266 億 t，中游泥沙分布量為 2. 249 億 t，幾乎全淤積在

39、水庫里，下游泥沙分布量為0. 756 億 t，其中河道泥沙沖刷量為 1. 268 億 t，引沙量為 0. 512 億 t。從下游河道灘槽淤積分布來看，該時期黃河下游主要是主槽發生了沖刷。3.2不同時期泥沙分布存在的主要問題黃河干流泥沙分布不同時期表現出不同的特點，泥沙淤積對流域及相關地區人民的生活與發展產生著深刻的影響，主要表現在：上游寧蒙河道淤積導致河道過流能力降低，防洪防凌形勢嚴峻；中游龍潼河道淤積以及潼關高程上升對支流渭河防洪產生不利影響，三門峽、小浪底水庫淤積導致水庫防洪興利庫容損失；下游河道淤積及分布不合理導致防洪防凌形勢嚴峻；出口斷面(利津水文站)泥沙量占進入干流總沙量的比重不斷降

40、低，結果必然是更大比例的泥沙沉積在干流河道或水庫里。表 3 給出了黃河干流不同時期年平均主要泥沙分布與河道變化關系(表中水量、沙量、沖淤量均是時段年平均值，潼關高程是時段末特征值、平灘流量是時段末該河段重點水文斷面平灘流量最小值、二級懸河高差用時段末油房寨斷面河槽平均河底高程與灘地平均河底高程差值表征)，結合表3-3 對不同時期泥沙分布存在的主要問題綜合分析如下：1950. 71960. 6期間存在的主要問題有：上游和下游泥沙淤積絕對量較大，加之該時期水量較豐，且干流沒有大型水庫對洪水進行調節，黃河下游洪水災害十分嚴重。1960. 71965. 6時段內輸出利津以下沙量百分比比天然情況下降低了

41、 6% 左右；由于上游水庫的陸續修建，特別是青銅峽等水庫的攔沙作用較大，寧蒙河道處于小幅沖刷狀態；中游隨著三門峽水庫的蓄水攔沙運用，潼關以下庫區年均攔沙量大，龍潼河段年均淤積量也較大，潼關高程大幅抬升，引起社會矛盾突出；下游主槽平灘流量擴大，有利于提高下游河道排洪能力。該時期泥沙分布有利的方面是：由于三門峽水庫的調節作用，下游主槽平灘流量擴大，防洪形勢有了一定程度改善；存在的主要問題有：三門峽水庫攔沙量過大，潼關高程快速大幅抬升引起社會矛盾突出。1965. 71973. 6時期黃河干流泥沙分布有利的方面是：上游寧蒙河道繼續處于小幅沖刷狀態，中游三門峽水庫改用”蓄清排渾”運用，潼關以下庫區處于小

42、幅沖刷狀態，潼關高程變化不大，該河段社會矛盾得以緩減；存在的主要問題有：中游龍潼河段年均淤積量較大，下游平灘流量大幅度減小，同時出現了二級懸河的不利局面，對黃河下游的防洪安全造成巨大威脅，輸出利津以下沙量占總沙量百分數比天然情況下降低了 7% 左右。1973. 71986. 6時期各重點河段以及三門峽水庫泥沙淤積量均較小，潼關高程明顯下降，下游主槽平灘流量比上一時段明顯增大，二級懸狀況有所改善，干流泥沙分布有利于減輕各河段防洪壓力。1986. 71999. 6時期泥沙分布存在的主要問題是：各河段泥沙大部分淤積在主河槽里，平灘流量明顯降低，中游潼關高程顯著抬升，下游二級懸河狀況惡化，各河段泥沙淤

43、積矛盾突出，防洪形勢惡化。1999. 72005. 6時期，上游寧蒙河段主槽平灘流量萎縮是該時期泥沙配置過程中局部矛盾較突出的地方，但是在黃河來水來沙都較枯的不利條件下，中游潼關高程能夠小幅下降，特別是通過小浪底水庫科學調度，下游河道主槽平灘流量沖刷擴大，二級懸河狀況有一定程度改善，防洪形勢有所好轉。3.3 結論與建議(1)黃河干流泥沙配置不同時期表現出不同的特點，泥沙淤積對流域及相關地區人民的生活與發展產生著深刻的影響，主要表現在：上游寧蒙河道淤積導致河道過流能力降低，防洪防凌形勢嚴峻；中游龍潼河道淤積以及潼關高程上升對支流渭河防洪產生不利影響，三門峽、小浪底水庫淤積導致水庫防洪興利庫容損失

44、；下游河道淤積及分布不合理導致防洪防凌形勢嚴峻；出口斷面泥沙量占進入干流總沙量的比重不斷降低，結果必然是更大比例的泥沙沉積在干流河道或水庫里。通過上游寧蒙河段河道沖淤量、主槽平灘流量，中游龍潼河段河道沖淤量、潼關高程、三門峽水庫攔沙量、小浪底水庫攔沙量，下游主槽沖淤量、灘地沖淤量、主槽平灘流量、二級懸河狀況、以及出口斷面沙量等參數的變化，綜合分析了不同時期不同來水來沙條件下，黃河干流泥沙分布特點及存在的問題。(2)從黃河干流六個時期泥沙分布特點及綜合分析可以看出，減輕黃河干流泥沙淤積災害主要可以通過三個方面途徑實現：一是有效增加輸沙水量，改善黃河干流的水沙搭配；二是干流控制性水庫合理攔沙；三是

45、合理配置泥沙淤積灘槽分布，建議通過有計劃的進行漫灘洪水調度以及人工放淤等措施改善黃河下游灘槽泥沙淤積比例。4.黃河泥沙配置潛力與能力及經濟投入4.1泥沙安置潛力 黃河干支流水庫攔沙潛力合計為531億t，干流引水引沙年平均潛力為2.8億t/a，干流灘區人工放淤潛力為有壩192.1億t(無壩53.35億t），河口造陸潛力為254億t，深海輸沙年平均潛力為2.83億t/a。黃河干流各單元不同配置方式的泥沙安置潛力匯總表4.2泥沙配置能力 1)20082020年的年平均泥沙配置能力為：水庫攔沙6.16億t、引水引沙1.96億t、機淤固堤0.65億t、河槽淤積0.61億t、洪水淤灘0.22億t、河口造陸

46、2.88億t、深海輸沙2.11億t。20082020年的年平均泥沙配置能力匯總表2)20302050年的年平均泥沙配置能力為：水庫攔沙0.22億t、引水引沙2.36億t、機淤固堤0.23億t、河槽淤積2.37億t、洪水淤灘1.16億t、河口造陸4.82億t、深海輸沙2.66億t。小浪底水庫失去攔沙能力后，排沙入海沙量增多，下游主河槽淤積也增多。20302050年的年平均泥沙配置能力表4.3經濟投入 水庫攔沙的經濟投入為0.921.46元/t，機淤固堤13.8916.7元/t，人工放淤6.117.6元/t（有壩2.747.51元/t），排沙入海0.681.14元/t。排沙入海經濟投入較低，其次為

47、水庫攔沙，人工（機械）放淤經濟投入較高。黃河各配置單元處理單位泥沙的經濟投入指標5. 21世紀黃河泥沙的合理安排與調控今后相當長時期內黃河仍將是一條多泥沙的河流，如何對21世紀黃河泥沙進行合理安排，是黃河治理中需要考慮的重要問題之一。胡春宏等在分析黃河泥沙變化趨勢的基礎上，采用黃河泥沙優化配置理論與模型，通過研究黃河各種泥沙處理方式的潛力與能力，提出了21世紀不同時期黃河干流泥沙的治理目標、安排模式和調控措施，并計算給出了不同時期黃河干流各種泥沙處理方式的順序和平均沙量比例，試圖為21世紀黃河泥沙的治理提供科學依據。5.1 2020 年前黃河泥沙的安排模式建議 2020 年前采用以小浪底水庫調

48、控和下游灘區放淤為重點的泥沙安排模式，達到維持黃河下游河道平灘流量約 4 000 m3/s 的治理目標 。該模式是針對下游主河槽淤積萎縮和”二級懸河”的問題，通過小浪底水庫調控運用，結合下游”二級懸河”和灘區綜合治理，有計劃地進行灘區放淤， 塑造與維持下游穩定的中水河槽，同時充分利用河道輸水輸沙能力及河口造陸能力，維持黃河口流路穩定，結合引水利用泥沙，通過機淤固堤等建設下游標準化堤防。下游灘區放淤是一項長期任務，短期內實施全灘淤筑有一定困難，先考慮結合“二級懸河”治理、灘區安全建設等進行下游灘區放淤，改善黃河下游河道灘 槽的泥沙分布狀況 。20082020 年黃河干流各種泥沙處理方式的優化配置

49、模型計算結果可見，該時期黃河干流各種泥沙處理方式的順序和平均沙量比例為：水庫攔沙占 54.2，深海輸沙占 15.6，河口造陸占 14.7， 引水引沙占11.4，人工（機械）放淤占 9.2，主河槽沖刷占4.4， 洪水淤灘占1.2 。表明該泥沙安排模式在 2020年前是以水庫攔為主的泥沙安排模式，20082020 年期間采用該模式黃河干流主河槽平均年沖刷量為0.49億 t/a， 主河槽沖刷主要是發生在下游，可以達到塑造與維持黃河下游河道平灘流量約 4 000 m3/s 的目標 。 但該模式在 2020 年以后， 下游主河槽又將逐漸淤積萎縮，2030 年后平灘流量將減小到 3 000 m3/s 以下

50、 ，因此 ，僅依靠小浪底水庫調控和下游灘區放淤尚不能長期維持下游穩定的輸水輸沙通道，也不能解決潼關高程居高不下的問題，2020 年前建設古賢水庫，并與小浪底水庫聯合調控水沙是達到黃河治理目標的重要措施之一。5.2 20202030 年黃河泥沙的安排模式建議 20202030 年采用以古賢水庫和小浪底水庫聯合調控及下游灘區放淤為重點的泥沙安排模式，達到中游潼關高程降低約 2 m， 維持下游河道平灘流量約 4 000 m3/s 的治理目標。 該模式是針對潼關高程淤積抬升和維持下游中水河槽的問題， 通過古賢水庫與小浪底水庫聯合調控運用，結合下游”二級懸河”和灘區綜合治理，有計劃地進行下游灘區放淤，實

51、現以防洪減淤為主的綜合利用效益，降低潼關高程，維持黃河中下游穩定的輸水輸沙通道，同時充分利用河道輸水輸沙能力及河口造陸能力，維持黃河口流路穩定，結合引水利用泥沙，通過機淤固堤等建設下游標準化堤防。考慮古賢水庫在 2020 年投入運用，屆時小浪底水庫尚余一定的攔沙庫容，通過古賢水庫與小浪底水庫聯合調控運用， 提高水庫調控水沙的效果，減少黃河中下游河道淤積，降低潼關高程，維持下游穩定的中水河槽，改善黃河中下游泥沙分布狀況。 20202030 年黃河干流各種泥沙處理方式的優化配置模型計算結果可見， 該時期各種泥沙處理方式的順序和平均沙量比例為：水庫攔沙占 40.0，深海 輸 沙 占 18.1 ， 河

52、 口 造 陸 占13.8 ， 引水引沙占 10.2 ， 主河槽淤積占 8.7，人工（機械）放淤占7.9，洪水淤灘占 1.4。 表明在該泥沙安排模式下水庫攔的作用有所減小，河道淤積有所增加，20202030 年期間該模式黃河干流主河槽平均年淤積量約為0.91 億 t/a， 該時期主河槽淤積主要是發生在黃河上游寧蒙河段，下游主河槽緩慢回淤，中游小北干流河道平均年沖刷量約為0.55 億 t/a，可以達到中游潼關高程降低約 2 m，維持下游河道平灘流量約 4 000 m3/s 的治理目標。 因此，在該時期古賢水庫可以明顯改善黃河中下游泥沙分布的狀況，但上游寧蒙河段的河道淤積萎縮仍未解決，尚需通過建設大

53、柳樹水庫（黑山峽河段工程）來解決。5.3 20302050 年黃河泥沙的安排模式建議 20302050 年采用以大柳樹水庫（黑山峽河段工程）和古賢水庫聯合調控及小北干流灘區放淤為重點的泥沙安排模式，達到維持寧蒙前沿河段河道平灘流量 2 3002 500 m3/s，維持中游潼關高程比現狀低約 2 m，維持下游河道平灘流量約 3 500 m3/s的治理目標。 該模式是通過大柳樹水庫水沙調控，解決寧蒙河段主河槽淤積萎縮的問題，通過小北干流灘區有壩放淤，并通過大柳樹、古賢和小浪底三個水庫聯合調控運用，結合下游”二級懸河”和灘區綜合治理，有計劃地進行灘區放淤，實現以防洪減淤為主的綜合利用效益，維持潼關高程在2030 年前的水平，維持黃河干流穩定的輸水輸沙通道，同時充分利用河道輸水輸沙能力及河口造陸能力，維持黃河口流路穩定。大柳樹水庫（黑山峽河段工程）對解決寧蒙河段主河槽淤積萎縮問題具有重要作用，小北干流灘區無壩放淤只能處理泥沙 10.9 億 t， 有壩放淤可處理泥沙139.8 億 t， 建議小北干流灘區放淤采用有壩放淤， 其對小北干流河道和下游河道有較大的減淤作用。 20