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黄河下游泥沙淤积解决办法(郑永红)
http://www.irtces.org    2005年3月27日17:25     

郑永红

成都崇州市水利局 
  

    摘要:本文针对黄河泥沙淤积问题日益严重的状况,在前人治理泥沙淤积的经验上提出解决泥沙淤积问题的新方法:使用“移动式船坞坝”束水、抬水,集中水势攻沙、赶沙,变地上黄河为地下黄河。
    关键词:“移动式船坞坝” 泥沙淤积 解决 办法

    黄河是我国第二大河,黄河流域是中华民族文明的发源地,黄河按地理位置及河流特征划分为上、中、下游。黄河上、中、下游不断发生洪水灾害,突出的是下游的决口泛滥,黄河下游以“善淤、善决、善徙”著称。
    从河源到内蒙古托克托县的河口镇为上游,河道长3472km,落差3496m,平均比降为千分之一左右,水多沙少,蕴藏着丰富的水力资源;从河口镇到河南郑州桃花峪为中游,长1206km,落差890m,平均比降为一千四百分之一,水少沙多,是黄河下游洪水和泥沙的主要来源区;桃花峪以下至河口为下游,长786km,落差94m,平均比降约八千分之一,两岸大部修有堤防工程,是黄河防洪的重点河段。黄河下游流经河南、山东两省15个地(市)区、43个县,两岸土地肥沃,人口稠密,交通便利,沿黄主要城市有郑州、开封、新乡、濮阳、荷泽、济南、滨州、东营等,并有胜利和中原两大油田,是我国工农业生产比较发达的重要地区。
    长期以来,黄河下游决溢灾害之所以特别严重,不仅因洪水大,更重要的是泥沙淤积河道,河床不断升高,排洪能力降低。黄河下游多年平均输沙量为16亿t,每年约有4亿t泥沙淤积在下游河道内,以致河床日益升高,使其一般高出两岸地面3~5m,最高达10m,成为世界上著名的“地上悬河”,洪水时常有漫堤或冲决的危险。由于泥沙淤积,还导致河床宽浅,溜势多变,一旦大溜顶冲大堤,也常发生冲决。
    黄河是一条极其难治的多泥沙河流,千百年来,我国人民同黄河洪水进行了艰苦卓绝的斗争。经过长期的治黄实践,逐步加深了对黄河洪水泥沙运动规律的认识,积累了治理经验,黄河下游防洪、防凌取得显著成效。但是,黄河洪水泥沙还未得到完全控制,下游河道不断淤积抬高,下游防洪仍然是一项长期而艰巨的任务,必须继续多种途径解决黄河洪水泥沙问题。
   “三年两决口,百年一改道”,曾给中华民族带来了许多灾难 ,近年来黄河下游又出现了一系列新问题:水资源短缺、断流频繁、河槽淤积严重、河道断面形态恶化等,特别是“二级悬河”的加剧已经到了非解决不可的地步。我国人民同黄河水患进行了长期不懈的斗争,但由于生产力水平的限制,始终未能根本扭转黄河为害的局面。
    从黄土高原上冲刷下来的泥沙分布在下游平原及近海区,形成黄河下游泥沙的累积性淤积趋势,这是黄河泥沙分布的自然规律,其结果给中华民族带来了深重的灾难。人类并不是无法改变这个规律,消除它带来的巨大灾害。

    笔者在学习借鉴众多治黄专家思想的基础上,对黄河下游泥沙淤积治理提出如下建议。
    利用“移动式船坞坝”创造地下黄河(无需调水)。
    “移动式船坞坝”由长50m横截面为梯形的钢密封体、砌边挖沙船以及其他稳定设备、附属设备组成,钢密封体可以漂浮在水面上,通过排气控制可以悬浮或沉人水中,相互之间可以两两牢固连接成“一”字形,再在两头各连接一条砌边挖沙船,“移动式船坞坝”的主体就成了。在黄河地上河段如果要开创一条1000m宽的稳定河槽,钢密封体需要连接20个。“移动式船坞坝”工作时沉入水中横截水流,水流遭遇拦截,水位抬高,水漫坝而下,卷沙而走。开创主河道之初,深创沟、重淤滩,将要废弃的老河道、汊河道尽量淤填。
    黄河年水量为 W ≈ 500亿m3,使用“移动式船坞坝”在创造定宽河槽后,调节排水,水的挟沙力可控,年排沙量可达 N = 500×μ×η亿m3(μ:水的挟沙能力,η:水的利用效率)。根据河宽和河长可以确定河流河床年淘深深度 H,H = N÷(L×K)m(L:河冲刷长度,K:河冲刷宽度)。X年后地上黄河就将成为历史,出海口将新增大片陆地,黄河滩地也将成为稳定的湿地或永久的生产生活用地。
    黄河成为地下河并不难,将1000km长1000m宽的黄河淘深10m,现有河沙100亿m3,加上每年上游来的,全部排入大海不易,可以在初创河道时大量淤滩,缩短工期,早见成效。
    第一年方法试验论证;第二年装备准备,河道规划;第三年各工序段协调开工,淤沙、抽沙、开道配合进行,尽早形成主河道,力争在汛期前保证防洪要求;第四年、第五年地上黄河在部分河段就将成为历史;争取在第六年在全部河段结束地上黄河的历史。以后根据需要不断地进行河道梳理,确保黄河不再淤积抬高,永绝地上黄河的历史,永保黄河健康生命。
    “移动式船坞坝”应用的困难解决:
    1.坝底水封问题:坝底漏水使水坝不能蓄积水势,可以在坝的迎水面设计宽十米的耐磨裙边。裙边材料有韧性、可变形可以达到有效封水的效果。
    2.坝的稳定问题:在封水裙边的末端每隔几米用钢索连上铁锚可以使坝体不被水力冲翻或随意下滑,如果稳定力量不够,还可以在坝体上游端用船在河内打固定桩用钢索稳定坝体,钢索用电机控制收放,固定桩不用频繁安装。
    3.坝体的水平控制问题:当出现河流横截面冲沙不平衡时,坝体两端将出现低端更低,冲刷更烈。可以在坝体上部设计溢水控制栏,在低端升高溢水控制栏,使溢水减少,让高端冲水水量增加,加大高端冲沙效果,也可以在高端开放高压水枪,使高端冲沙提高强度,使坝体整体保持大体水平。
    4.坝下块石不能冲走:使用携带挖掘设备的船只清除带走。

    “移动式船坞坝”的应用前景:
    1.应用“移动式船坞坝”,所有的冲沙工作都不需要大洪水或人造洪峰,在1000m3每秒的来水流量下即可达到顺利工作的要求,特别是在第一次冲沙时,下泄水量不能太大,小水冲沙才能使冲起的沙能更好地淤积于深沟,使“移动式船坞坝”能够在相对比较平坦的河床上展开他的工作。
    2.应用“移动式船坞坝”冲刷黄河泥沙,可以使黄河形成恒定河宽,河床在冲刷过后变得平坦,过水面均匀,过水量增大。在第一次的冲刷下,即可开创约4000m3的过水断面。如果一次淘深河床1米,在以后的每一次冲刷过后,每次都可以增加过水断面1000m3。并且,黄河泥沙在坝下经过淘洗更是优良的建设材料。
    3.“移动式船坞坝”的应用,主要方式是赶沙,绝大多数的泥沙都将终至大海。在不考虑上游来沙的情况下就有上百亿m3的泥沙将被送入大海,又可在海上形成不小的陆地,又为变海上采油为陆上采油做出巨大贡献。
    4.当黄河达到防洪条件后,来沙并不会减少,淤积随时都会产生,因此,一年一度的清淤排沙是不可少的。
    5.“移动式船坞坝”还可以应用于大洪水期间的导流和决口封堵。
    6.应用“移动式船坞坝”冲刷黄河泥沙的最大功效还是他能改变地上黄河的历史,使地上黄河永远尘封在我们的记忆里。
    只要我们多用心、多用力,没有永远解决不了的问题。

    参考文献:
    [1] 黄河网,《黄河防洪概述》
    [2] 庞家珍,《对黄河下游治理方略的几点思考》 黄河网
    [3] 齐璞、孙赞盈,《黄河下游游荡性河道双岸整治方案研究》黄河网


    郑永红,  男,工程师,1968.04.生,汉族,四川成都崇州,副局级调研员
    通信地址:四川成都崇州市水利局,邮政编码611230。
    电   话:02882380385
    电子信箱:zhengyhong@126.com

2005 年 3 月 4 日

 
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