黄河下游“二级悬河”成因及治理措施初探

杨桂芳 崔庆瑞 张 伟

(聊城黄河河务局 252000)

黄河下游河道上宽下窄，比降上陡下缓，排洪能力上大下小。黄河水少沙多，水沙不平衡，造成河道不断淤积抬高。黄河下游河道排泄大量泥沙的同时，泥沙淤积使河床不断抬高，排洪能力降低，将下游河道塑造成“地上河”，加大了洪水对两岸的威胁。由于泥沙淤积，河床变形更为剧烈，在高含沙量洪水期间，泥沙强烈淤积，使中常洪水也可能出现异常高水位，主流摆动频繁，河槽形态剧烈调整，极易形成横河、斜河和顺堤行洪，增加了防洪抢险难度，对防洪安全威胁极大。近年来，黄河水资源持续偏枯，下游漫滩几率减少，河槽淤积抬高加快，造成主槽高于两岸滩地，滩地又高于黄河大堤背河地面。险工、控导工程控制了河道的摆动范围，减少了滩地淤积，加剧了滩地横比降的发展，形成“槽高、滩低、堤根洼”的新格局，加速了黄河下游河段“二级悬河”不利局面的形成。

1 “二级悬河”的成因及危害

1.1 主槽淤积速度快，滩地淤积速度慢

在一定的来水来沙条件下，河流的输沙能力与流量的高次方成正比，当大河流量接近平滩流量时，河道的输沙能力达到最大值。由于水少沙多，水沙不平衡，长期以来，黄河下游河道一直处于强烈的淤积抬升状态，致使黄河下游河道高出两岸地面，形成地上“悬河”。尤其是近十多年来，黄河水量一直较小，黄河来水来沙条件变化较大，中小洪水和枯水期泥沙主要淤积在主槽内，致使主槽的淤积速度大大高于滩地的淤积速度，河槽平均高程大于滩地平均高程，逐步形成“二级悬河”。根据黄河下游水文站的观测资料，1950～1990年下游河道共淤积泥沙70多亿t，导致水位大幅抬高。黄河兰考夹河滩以下至山东洛口河段河床抬高了1m多。1985～1993年在年均输沙量8亿t的情况下，下游河道年均淤积量仍达2亿t，且绝大部分淤积在河槽内。1986年以来，水沙条件改变了淤积部位，主槽淤积加重，滩槽的淤积量分别占全断面淤积量的23%和77%，艾山至利津河段主槽淤积更为严重。1985～1996年，高村、艾山、泺口、利津4个主要水文站主槽分别淤高0.31m、1.11m、1.77m和1.52m。由于泥沙大部分淤积在主槽，使漫滩流量由过去的6000m3/s左右降至 2000 ～3000m3/s，3000m3/s的水位大部分河段年平均抬高0.1m，形成了小流量、高水位、大险情的不利局面。

1.2 堤根附近淤积较少

黄河水量的日趋减少和灌溉用水的增加，使得黄河水流速度慢，水流的挟沙能力逐步降低。特别是启用小浪底水库后，洪峰被削减，漫滩的几率将会更小，主槽的淤积量将变得更大。嫩滩附近淤积厚度较大，而远离主河槽的滩地因水沙交换作用不强，淤积厚度较小，大堤根部附近淤积更少，致使平滩水位明显高于两边滩地，形成堤沟河。一旦发生较大洪水，极易发生“横河”。

1.3 防洪工程建设加剧了堤沟河的形成

自1998年以来，国家投巨资改建、加固了许多黄河防洪工程，使防洪工程的抗洪能力进一步增强。修建防洪工程的过程中，动用了大量土方，使得征地、挖地难度加大，部分防洪工程土场划在了临河堤防保护范围外的滩地内。尤其是机淤固堤工程，直接从临河嫩滩取土，土方量大。由于近年来黄河水量较小，还淤困难，逐步形成了堤根洼的不利局面，加大了“二级悬河”的形成速度。

1.4 黄河下游的自然条件容易形成“二级悬河”

黄河下游河道属于游荡型河道，河道较宽处多达20km，最窄处仅275m。80年代以前，黄河水量较丰，漫滩几率大，滩地得到一定程度的淤积;80年代后，随着黄河水量的减少，主槽淤积日益加重，再加上滩地较宽，顺堤堤沟河长，滩地间横比降远远大于纵比降，使得河槽更容易发生大范围的游荡和摆动，加大了出现滚河的可能性，加剧了“二级悬河”的形成。漫滩水流通过串沟冲向大堤，沿着靠近堤防的低洼地带顺流直下，形成顺堤行洪，对堤防安全构成较大威胁。

2 “二级悬河”的治理措施

2.1 修筑防护工程，确保堤防安全

黄河下游新修、改建的滚河防护工程和控导工程对控导河势起着重要的作用，基本控制了主溜游荡不定的局面，归顺了河道流路。小浪底水库建成后，由于河床边界条件的变化，黄河下游河势发生部分变化，原来不靠水的险工坝岸出现靠水，部分靠水坝岸出现脱河。针对溜势的上提或下挫，应充分发挥现有河道整治工程“以坝护湾，以湾导流，护滩保堤”的作用，控制现有流路，稳定河势，防止滚河，确保堤防安全。

2.2 淤堵串沟，防止小水漫滩

串沟是洪水漫滩时在低洼处冲刷形成的，是造成小水漫滩的主要原因，淤堵串沟是保障滩区不漫滩的主要措施之一。采用人工淤滩的办法，向串沟附近有计划地实施人工放淤，缩小主槽与滩地之间的相对高差，改善滩地横比降，达到小水不漫滩的目的。在条形大滩上首，修建放淤闸，利用汛期高含沙量的水流，有计划地放淤淤滩，从根本上改善滩唇高仰、堤根低洼的严峻局面，确保黄河下游防洪安全。

2.3 淤填堤河，防止顺堤行洪

近十几年来洪水漫滩的几率减少，河道断面横向淤积不平衡，以及修建防洪工程取土，致使滩唇淤积抬高的速度比滩地及堤根快，再加上大水时顺堤行洪的冲刷，逐渐在靠近堤防临河坡堤根附近形成低洼狭长地带，成为“堤河”。由于堤根处落淤几率小，堤河长时间得不到淤填。堤河的存在加大了河势突变直冲大堤及顺堤行洪发生的可能性，增加了偎堤长度及偎堤水深，使堤坡出险几率大大增加，直接威胁堤防安全，对黄河下游防洪极为不利。因此，栽植活柳坝，减小行洪速度，定期采用人工进行淤筑或对堤河进行填垫，有计划地治理堤河，缩小河道断面横比降，加快“二级悬河”的治理速度，对实现黄河长治久安具有重要意义。

2.4 废除生产堤

生产堤的修建，缩窄了河道行洪断面，打破了行洪规律，使洪水漫滩的几率降低，泥沙大部分淤积在主槽内，滩地长期得不到淤高，加剧了滩地横比降的发展，使“二级悬河”的不利局面进一步加剧。生产堤对不同流量级的洪水漫滩影响不同。中小洪水漫滩，漫滩水量少，水流含沙量低，滩槽水沙交换较弱，生产堤的存在对其影响不甚明显。对大洪水漫滩，由于生产堤和险工、控导工程限制了河槽的摆动，影响了滩槽水流的水沙交换，致使滩地的淤积量明显减少，加剧了滩地横比降的形成，使槽高、滩低、堤根洼的局面进一步加剧。因此，应彻底废除生产堤，扩大河道行洪断面，给洪水和泥沙以出路，增加水流漫滩的几率，保持滩槽水沙的充分交换，使滩槽同步上升，减小主槽和滩地之间的横比降，减缓“二级悬河”的形成速度，解决“二级悬河”的问题。

2.5 挖河疏浚，保证洪水流路

疏浚河槽是治理黄河下游“二级悬河”的有效措施。有计划地对河槽进行疏浚，保证冲淤平衡和水流畅通，逐步形成相对地下河，可以减少串沟及顺堤行洪发生的可能性。利用疏浚土方淤筑串沟、堤河，淤背加固堤防，减小滩面横比降，使堤河处与现状地面相平，形成相对“地下河”，减轻“二级悬河”的不利局面。堤防加固后堤防的安全得到了保障，起到了一举多得的效果。

2.6 利用调水调沙试验，有计划地淤积滩面

黄河自2002年起已连续进行了13次调水调沙试验及生产运行，从实际情况来看，黄河下游滩地出现了不同程度的淤积，抬高了堤河、串沟等处的地面高程，减少了河道断面的横比降，对控制“二级悬河”起到了一定的作用。另外，可以利用小浪底水库调水调沙试验，有计划地淤积滩地，达到治理“二级悬河”的目的。

2.7 加强河口治理

黄河下游河道排送的大量泥沙淤积在黄河尾闾段和滨海地区，使河口不断淤积延伸，侵蚀基准面相对抬高，加重了上游河槽的溯源淤积，这也是造成下游河道淤积的原因之一。结合油田开发建设和河口演变发展的情况，用摆动改道的方法来分散泥沙淤积，加强河口地区防洪防凌建设的统一管理，尽可能减少河口淤积延伸对黄河下游带来的溯源淤积影响，也是缓解“二级悬河”进一步加剧的措施之一。

2.8 及时清除高秆作物

近几年，由于黄河水量持续偏枯，黄河下游出现大量嫩滩，两岸群众种植了大量片林、玉米等高秆作物。这些高秆作物减缓了水流前进的速度，造成河道主槽的进一步淤积，给黄河防洪带来较大的压力。这些阻水障碍物是人为因素造成的，本着谁设障、谁清除的原则，及时清除高秆作物，减少高秆作物对河道行洪的阻力，确保水流畅通，能够减缓“二级悬河”的形成速度，保证防洪安全。

3 建议

3.1 加强“二级悬河”治理的前期工作，确保治理工作有计划地实施

“二级悬河”的形成是黄河泥沙长期淤积的结果，是黄河水资源短缺的必然趋势，治理“二级悬河”需要一个长期的过程。建议在“二级悬河”规模治理前，进行长期规划，按照轻重缓急的原则，结合黄河下游堤防建设，分期分批进行治理。

3.2 加大“三新”技术应用，保证治理成果

随着科学技术的迅猛发展，“三新”技术在黄河治理和开发中越来越多地得到应用和推广。“三新”技术的应用，提高了防洪工程的科技含量，增加了防洪工程的抗洪强度，减少了出险几率，对实现科技治黄和黄河的长治久安具有明显效果。建议在“二级悬河”的治理过程中，从工程前期开始，就注重“三新”技术应用，引进和推广先进技术，加快“二级悬河”的治理速度，保证“二级悬河”的治理效果。