探讨黄河下游泥沙的治理与开发.docx

1探讨黄河下游泥沙的治理与开发李鹏索彬汤克章齐河县河务局山东齐河251100摘要黄河下游泥沙淤积状况日益严重进年来由于泥沙问题引发的灾害也越来越频繁所以泥沙灾害应该得到较好的预防和控制同时泥沙也是我国一种非常重要的资源如果得到合理的开发和利用将是治黄治沙的一大进步本文将针对上述问题展开讨论关键词黄河下游泥沙治理与开发1黄河下游泥沙灾害初步研究灾害按照起因分自然灾害和人为灾害根据原因发生部位和发生机理划分有地质灾害天气灾害和环境灾害生化灾害和海洋灾害等而黄河主要是泥沙灾害泥沙灾害是由于泥沙的长期侵蚀搬运堆积而形成的自然现象和过程泥沙运动的直接表现是泥石流滑坡土壤流失泥沙运动还可以带来其他的灾害例如因泥沙运动产生的洪水灾害滑坡灾害本文重点在研究泥沙灾害就此以黄河下游为例做出讨论2下游泥沙灾害的形成及结构黄河下游区域灾害较多像洪水灾害土地沙化河岸侵蚀洪涝以及土壤盐碱化等因泥沙运动引起的灾害洪水灾害洪水灾害在黄河下游发生的危害性是很大的而黄河灾害之所以频繁2发生的原因基本与泥沙淤积有关包括过去黄河频繁的决堤以及现在的提放建设黄河下游从1950年至1996年年均淤积约21亿吨这可造成两堤间河道年均抬高38CM左右从1964年至今下游3000m3s流量水位平均单位淤积上升量比1950年至1960年高2倍以上由于滩地糙率明显高于河槽1958年至1998年期间下游设防流量相近于1958年洪峰流量与3000m3s流量的水位抬升量相近图1另外二级悬河有助于形成滚河斜河等不利的防洪形势黄河的不利地势增大了洪水灾害的可能性和危害性随着未来黄河水量引用的增加下游径流将继续减小河槽进一步萎缩一旦黄河洪水泛滥其造成的损失是不可估量的22土地沙化黄河来沙中占比例较高的是悬沙中沙粒组分005mm床沙中沙粒组分达76根据1965年至1985年下游大断面床沙粒度1133组观测数据平均因此沙化土地的母质是在水流动力的较强条件下堆积而来的沉积物黄河下游的土地沙化现象严重像决口冲积扇废弃河床饮水渠道堆积等23河岸侵蚀沙和沙粉是黄河下游游荡段河岸的主要组成物质此种物质抗蚀力极差然而黄河水流含沙量很高河床比降大210000左右水流具有很强的造床能力故此即使在自然状态下黄河下游游荡段坍3岸速率高达470ma三门峡建库前历年平均值然而同样为多沙游荡河流的布拉马普特拉河坍岸速率只有6275ma长江最大也只有200ma河流上修建水库向下游泄放清水河流的挟沙变得不饱和河岸侵蚀有时会表现得十分强烈黄河下游在三门峡水库运用初期下游河岸侵蚀情况如图2此期孟津至陶城埠共塌失滩地近327km23减灾策略上述分析揭示出由于黄河来沙相对偏多泥沙在下游河床中和引水渠道中淤积强烈以及不合理淤积分布包括不同粒度泥沙的分布产生或加重了下游泥沙灾害黄河来沙偏多可以说是一种地质现象显著减沙需付出很大的努力但可以从改变泥沙分布的角度改造下游泥沙灾害环境从大局着眼显然大幅度减少下游淤积并将大量泥沙引入两侧平原是减轻下游泥沙灾害的优选策略大幅度减少下游泥沙淤积可通过调节来水来沙形成高含沙水流或整治河槽形态加大水流挟沙力的方法不过输沙入海产生的河口延伸将在长时期中成为加重下游淤积的一个重要影响因素在黄河来沙不能充分减少的情况下为实现长期稳定河道的目的应尽量将来沙引入两侧平原堆积不仅要继续进行正在实行的背河淤堤而且要实行更大范围的引水引沙将黄河通过周期摆动让泥沙均匀堆积在黄淮海平原的历史现象变成人为控制的现实由此可见黄河下游的治河防洪水资源利用和改造下游两岸平原的灾害环境是相统一的44黄河下游泥沙资源的利用水有着同样悠久的历史黄河泥沙的用将利用黄河泥沙作为一种资源和黄河会成为治黄发展史上辉煌的一篇41黄河泥沙是宝贵的自然资源千万年来黄河泥沙作为一种自然资源履行着填海造陆使命广阔的黄淮海平原正是由于黄河泥沙的存在得以形成扩大中华儿女有了繁衍声息的场所和丰富的土地资源因此黄河泥沙是国土资源的一部分不仅过去是现在和将来也是黄河泥沙还是天然的肥料富含氮磷钾大家知道黄河滩地种出来的水稻最香42黄河泥沙利用现状以往黄河泥沙主要用于造陆改良土壤种植水稻等农作物20世纪90年代后期开始用于下游两岸堤防的加高加固淤背淤筑相对地下河最近山东省研究生产了以黄河泥沙为主要原料的黄河砖为黄河泥沙提供了又一用武之地另外武汉大学黄河河南河务局等单位联合在杨国禄教授领导下研制黄河淤沙固结技术他们以以沙治沙以黄治黄的理念看到了黄河泥沙这一取之不尽的资源以及广阔的市场前景把黄河泥沙作为一个产业之源把黄河泥沙的开发利用作为一个产业将黄河泥沙在它的出处资源化产业化他们认为黄河泥沙的综合利用有利于黄河健康有利于抑制悬河的发展有利于疏通行洪河道固沙之5本在于水土保持固沙之标在于减少淤积泥沙之光在于发展产业他们应用泥沙工程学材料学结构力学等交叉学科的相容性从黄河淤沙的物理组成和力学性能研究入手探索黄河泥沙资源化的可行性提出黄河粗细淤沙的科学固结方法和工艺经过大量的研究他们认为把黄河淤沙固结作为修筑堤防抛石或其它建筑材料是完全可能的也是可行的43黄河泥沙应用市场431造陆据统计19502000年上海市造陆1000km2上海市规划20002050年再造陆1000km2据王兆印教授介绍长江口造陆每年需35亿t泥沙加上10不能用来造陆的细泥沙河口来沙不能少于38亿t才能维持河口平衡现在上海每年缺沙1亿t未来50年缺沙约50亿t不仅如此其它沿海地区造陆对泥沙有着巨大的需求黄河肩负着南至淮河北至海河广大地区的陆地延伸扩大与加高的任务但是由于束水攻沙修筑堤防陆地的延伸扩大仅限于入海口陆地的加高仅限于两岸大堤之间一段时期内仅限于生产堤之间以至于形成了悬河乃至二级悬河两岸大堤使黄河无法自由摆动无法充分发挥其自身的造陆功能同时两岸大堤又是黄淮海平原社会及经济发展人民生命财产的必要保障因此黄河的造陆使命自然应该由黄河两岸的儿女们来承担填补低洼地扩大黄淮海平原具有广阔的市场前景432淤背淤筑相对地下河6黄河两岸标准化堤防的建设已初见成效背河侧淤宽100m其高程与2000年水平设计洪水位齐平未来一定时期内淤筑相对地下河也将有一个较大用沙要求433河防及建筑利用黄河河道中挖出的泥沙代替建筑材料烧制成砖烧结成石等发展第三产业仅淄博高青县用黄河泥沙烧结黄河砖每年需要黄河泥沙480万m3利用杨国禄教授研制的黄河淤沙固结技术用黄河泥沙制成其它建筑材料如堤防加固丁坝强基护面黄河抛石水土植保等水利土木工程的建筑材料用于水利工程民用建筑等其它工程建设黄河泥沙的河防和建筑材料市场是一个亟待开发的具有可观经济和社会效益广阔而又长期的市场434绿色市场用黄河泥沙种植的蔬菜和粮食以无污染营养丰富味美著称黄河小北干流滩地种植的芦笋以及河南原阳黄河滩地大米远销海外黄河泥沙使黄河滩地成为天然的绿色农场它的使用历史悠久然而这一绿色农业资源自古以来就是无序的免费使用因此这是一个亟待开发和重视的绿色市场44黄河泥沙利用及其市场开发的意义和必要性泥沙是黄河难治的症结大量泥沙淤积在下游河道使之成为举世闻名的地上悬河为了缓解黄河下游防洪的险恶局面保障黄淮海平原的安全人民治黄以来先后四次加高大堤堤防高度已达10m14m7近年来黄河下游主槽淤积严重二级悬河日益加剧防洪形势严峻清华大学王兆印教授经过多年精心研究提出了生态修复理论根据植被侵蚀动力学方程将生态修复区分成不能自动恢复的植被恶化侵蚀增长区需要付出努力人工修复的过渡区可以自动修复的植被覆盖率增加区根据王教授生态修复理论黄土高原生态环境极其脆弱极易进入植被恶化区远离自动修复区因此黄土高原的生态修复及山川秀美计划是一个相当长期的工作在未来一个很长的时期内黄河泥沙仍将源源不断地进入黄河黄河小浪底水库的拦沙减淤年限有限20年左右拦沙库容将淤满黄河下游河道又将面临大幅度淤积抬高的局面45黄河泥沙利用及开发方法黄河泥沙的利用及开发方法可以是多种多样的开发初期由于黄河泥沙利用市场尚未成型国家可以投入一定的补贴鼓励个人企事业单位共同参与让他们有利可图愿意积极参与当泥沙产业市场开发成型时国家企事业单位个人共同受益进行有序自愿自由的黄河泥沙利用开发鼓励并大力开展跨学科的黄河泥沙应用技术研究让黄河泥沙这一矿产资源能够在建筑材料等领域得到充分的开发利用46引水引沙对策研究在黄河流域引水用水建设中总是以多引水少引沙为目的引水闸位置选择在易引水避沙的地方在结构设计中研究设计了各种各样的8防沙设施从黄河下游引水引沙统计资料看引水含沙量小于河道含沙量这使原本水沙比例失调的黄河水水沙条件恶化不利于黄河的治理新疆大学周著教授研制的分沙漏斗可将引水中所引泥沙的95分选出来送回黄河这一技术已在黄河支流北洛河黄河小北干流得到应用一两个分沙漏斗对黄河的影响可能不大但是如果这项技术在黄河上下推广开来将使黄河水沙条件更加不利向排污的工厂必须处理污水一样为了黄河的利益在引水用水的同时应同等引沙用沙弃沙则须交纳泥沙的处理费用泥沙和水一样同为自然资源在收取水费的同时应同时收取沙费应制定具有黄河特色的引水引沙政策并鼓励引水同等引沙或多引沙尽可能地避免水沙条件恶化总上所述黄河下游泥沙的治理是一项长期而重要的任务我们要将治与用相结合将害转化为利参考文献林秀山小浪底水利枢纽在黄河治理开发中的地位及工程任务J人民黄河1993314卞玉山等山东省引黄灌区渠首沙化的防治J人民黄河199313336钱宁等黄河下游河床演变J北京科学出版社1965责任编辑杨玉洁