黄河水沙分布状况及治理思路

朱莉莉，张治昊，卢书慧，张旭东

（1.黄河上中游管理局，陕西 西安，710021；2．中国水利水电科学研究院，北京 100048；3.黄河河口管理局，山东 东营 257091）

黄河水沙分布状况及治理思路

朱莉莉1，张治昊2，卢书慧3，张旭东3

（1.黄河上中游管理局，陕西 西安，710021；2．中国水利水电科学研究院，北京 100048；3.黄河河口管理局，山东 东营 257091）

采用实测资料分析和理论探讨相结合的方法，研究黄河水沙分布状况及治理思路。研究认为：近年来，受人类活动的影响，黄河水沙分布发生了较大的变化，河道防洪形势也发生了相应变化。在充分认识多沙河流河床演变的自然规律的基础上，提出黄河水沙治理思路包括：减少上中游粗泥沙来源、利用洪水塑造河道主槽、增大高效输沙流量出现几率、强化水库水沙调控作用、改造游荡性河段河槽形态。

黄河治理；水沙分布；水沙调控；高效输沙；水土流失；河道整治

Abstract:This paper studies the distribution of water and sediment in the Yellow River and its management ideas by means of the combination of measured data analysis and theoretical discussion.In recent years,due to the impact of human activities,the distribution of water and sediment in the Yellow River has undergone great changes,and the flood control situation has also changed accordingly.On the basis of fully understanding the natural law of the river bed evolution of the sandy river,the author puts forward the idea of reducing the sediment and sediment in the upper reaches of the Yangtze River,using the flood to shape the main channel of the river channel,increasing the chance of efficient sediment transport flow,Sand control role,transformation ofwanderingriver channel shape.

Keywords:Yellowriver control,distribution ofwater and sediment,Regulation of water and sediment,Efficient sediment transport,soil erosion and river regulation

黄河是一条多泥沙河流，大量泥沙造成黄河善淤、善徙、善决的特性，给两岸人民带来极大危害。人民治黄以来，创造了黄河60多年伏秋大汛不决口的奇迹，保证了人民生命财产的安全。与此同时，黄河流域的水沙资源开发利用也在大力开展，为两岸社会经济的发展提供了最为重要的物质条件。任何改变流域天然状态的活动都会造成流域水沙在时空的重新分布，因此近几十年来黄河水沙分布状况伴随着人民治黄的发展发生了较大的变化。清楚地了解这些年来水沙的分布状况，以及如此分布所造成的河道和防洪形势，是进一步治理和可持续开发的基础[1]。本文在分析黄河水沙分布现状的基础上，探讨未来黄河水沙治理思路。

1 黄河水沙分布现状

1.1 黄河水量分布

黄河流域天然径流量为580亿m3，经过长时期开发治理，年均用水量达263亿m3，占天然径流量的45.3%。其中农业用水占90%左右，主要分布在上游宁蒙河段、中游汾、渭河的中下游及黄河下游，分别占39.6%、28.0%和29.2%。由利津进入河口地区的水量为336.15亿m3，占到龙门、河津、状头、咸阳(简称为龙河状泾咸)以上来水量的65%。

流域来水量分布各年代变化很大。二十世纪60年代来水量最大，龙河状泾咸以上年均还原水量超过580亿m3，全流域用水量为187.45亿m3，龙河状泾咸以上用水量占全流域的70%，主要是上游地区灌溉引水，中下游用水量都不大。二十世纪70年代流域用水量开始大幅度增加，但上中游用水量增加并不多，主要是下游用水量增长迅速。二十世纪80年代全流域用水量增长迅速，达324.08亿m3，为各年代最大值。二十世纪90年代至今，流域降水减少，龙河状泾咸还原水量仅422.58亿m3，为各年代最低值，受流域来水量减少及节水措施大力推广的共同影响，流域用水量也有所降低。由此可见，人类活动对水量分布的影响越来越大，流域用水量比例从早期的32%增加到现在的69%，而进入河口地区水量的比例从94%减少到只有42%。

1.2 黄河沙量分布

黄河流域二十世纪年平均来沙量(龙门+河津+咸阳+状头)为16亿t左右，上中游水利水保综合治理措施(包括水利工程、水保措施、引沙、河道调整等)拦截沙量约占27%，河道淤积量约占23%，下游引沙量占8%，输送至利津沙量为48%。

泥沙在各地区的分布随时间变化是不同的。在基本为天然状态的二十世纪50年代，上中游拦沙量和中游河道淤积很少，来沙的20%淤积在下游河道，1958年以后大引大灌造成引出沙量较大，占到20%，来沙的70%都输送至利津以下的河口地区。二十世纪60年代以后，干流大型水利工程的修建、流域水利水保综合治理措施、流域水资源利用率的不断增高等都对泥沙的分配产生较大影响。二十世纪90年代至今，泥沙分布变化较大，近40%的泥沙拦截在上中游地区，中游龙门—潼关干支流河道淤积占10%，下游河道淤积和引沙占20%，仅有30%的来沙输送至利津以下的河口地区[2]。

2 黄河水沙治理思路

2.1 减少上中游粗泥沙来源

人民治黄60年的成功经验和失败教训，使治黄工作者认识到，黄河“水少沙多”的基本特性在短期内是不可改变的，即使来沙量减一半，黄河仍是世界上含沙量最高的一条大河。因此治理黄河的指导思想应建立在黄河是多泥沙河流的客观现实上，努力去认识它特有的规律，走黄河特色的治河之路。只有充分认识多沙河流河床演变的自然规律，掌握并运用在治理中，才能做到人与河流和谐并存。黄河下游河道的淤积主要是粗泥沙 (中值粒径大0.05 mm)造成，其淤积量占总淤积量的50%左右，而其来沙量仅占总来沙量的25%左右。这些粗泥沙主要来自粗泥沙来源区，重点是窟野河、皇甫川。因此，水土流失的治理应首先集中在多沙粗沙区，同时利用水库库容拦截泥沙，尽量拦截粗泥沙[3]。

2.2 利用洪水塑造河道主槽

黄河河道具有“大水多排沙”、“大水淤滩刷槽”、“大水河走中泓、水流集中、河身变窄深”等自然演变特性。从长期的实践经验总结的“淤滩刷槽、滩高槽稳、槽稳滩存、滩存堤固”这一河道槽、滩、堤辨证统一的关系，以及“有槽则泄洪排沙能力大，洪水位表现低，河道主溜变化小”、“守堤不如守滩，守滩必须定槽”等经验，都说明在治理过程中，充分利用较大洪水对干流河道的有利作用，尽量保持较大洪水的自然过程，不超过河道堤防安全的特大洪水，一般不要轻易进行人为削减，这与清水河流的防洪是不同的。为此，黄河上中游在修建水库时要有足够的泄水排沙能力，不适当的削减一般洪水，就会给防御特大洪水带来困难。黄河下游每发生一次大洪水，尽管防洪比较紧张，但洪水过后，主槽刷深，行洪能力增大，总的来说是有利的。

2.3 增大高效输沙流量出现几率

黄河干游河道有其特殊规律，具有较高的输沙能力。同时，随着来水来沙条件变化，输沙能力调整非常迅速，呈现出“多来、多淤、多排”、“少来、少淤(或冲刷)、少排”的输沙特点。而且主槽输沙能力大，滩地输沙能力小，水流平滩满槽时输沙能力最大。这平滩满槽的流量也可称之为高效输沙流量，根据历年资料分析，黄河现状河道的高效输沙流量约为3000～5000 m3/s。因此，在黄河流域治理开发时，应增大黄河干流高效输沙流量出现的机率，以利黄河河道高效排洪输沙，减少黄河干流河道淤积。

2.4 强化水库水沙调控作用

作为多年平均情况，当洪峰来沙系数小于0.01 kg/m6时，下游河道保持不淤。因此从黄河本身规律出发，在总的来水来沙量不变的情况下，应当强化水库水沙调控作用，调节水沙过程，改善淤积部位，维持有利的河道。黄河下游全长800 km，具有上宽下窄的格局，在同样的冲淤量下，窄河段的河床升降幅度自然要比宽河段大得多。上段防洪能力大，下段防洪能力小。因此，如何使窄河段不淤或少淤，关系十分重大。下段冲淤变化不仅与上游来水来沙有关，还与宽河道的调整有关。根据分析，在三门峡水库下泄清水条件下，当流量超过约2500 m3/s且水量大于30亿m3，冲刷才能发展至艾山以下窄河段；在上游下泄浑水情况下，当流量超过4000 m3/s，艾山以下窄河段才能发生冲刷[4]。

2.5 改造游荡性河段河槽形态

游荡性河道的河槽形态是随着来水来沙条件的变化而发生相应调整的。来水多来沙少时河槽冲刷下切，相反小水带大沙则淤槽；高含沙量洪水能塑造窄深河槽，输沙能力增大，但后续洪水又起到破坏作用。游荡性河段比降较陡，水沙变幅大，各种水沙组合相互制约，相互破坏，使游荡性河段宽浅散乱，输沙能力较低。特别是高含沙量洪水在游荡性段严重淤积，对防洪非常不利。因此，为提高河道输沙能力，改造游荡性河道的河槽形态，把游荡性河道中水河槽整治成稳定的规顺河槽十分必要。

3 结论

近年来，受人类活动的影响，黄河水量分布发生了较大的变化，流域用水量比例大幅度增加，而进入河口地区水量大幅度减少；同时，黄河泥沙分布也发生相应变化，近40%的泥沙拦截在上中游地区，中游龙门—潼关干支流河道淤积占10%，下游河道淤积和引沙占20%，仅有30%的来沙输送至河口地区。治理黄河的指导思想应建立在黄河是多泥沙河流的客观现实上，努力去认识它特有的规律，走黄河特色的治河之路。总结以往治黄经验与教训，认为要从减少上中游粗泥沙来源、利用洪水塑造河道主槽、增大高效输沙流量出现几率、强化水库水沙调控作用、改造游荡性河段河槽形态等几方面进行治理，才能做到人与河流和谐并存。

[1]胡春宏，等著.黄河水沙过程变异及河道的复杂响应[M].北京：科学出版社，2005.

[2]潘贤娣，李勇，张晓华，等著.三门峡水库修建后黄河下游河床演变[M].郑州：黄河水利出版社，2006.

[3]胡春宏，陈建国，郭庆超，严军.黄河水沙调控与下游河道中水河槽塑造[M].北京：科学出版社，2007.

[4]李文学，李勇，姚文艺等.黄河下游河道行洪能力对河道萎缩的响应关系[J].中国科学 E 辑，2004，34(增刊)：126-132.

Distribution of Water and Sediment in Yellow River and Its Thinking

Zhu Lili,Zhang Zhihao,Lu Shuhui,Zhang Xudong

（1.Administration Bureau ofthe Upper and Middle Reaches ofthe YellowRiver,Xi'an 710021,Shaanxi；2.China Institute ofWater Resources and Hydropower Research,Beijing10048,China；3.YellowRiver Cross Administration Bureau,Dongying257091,Shandong）

TV143

B

1673-9000（2017）05-0003-02

2017-04-29

国家十三五重点研发计划重点专项（2016YFC0402408）；国家自然科学基金项目（L1624052）。

朱莉莉（1973-），女，河南西平人，高级工程师，主要从事水土保持规划设计工作。

张治昊（1974-），男，山东文登人，高级工程师，主要从事水力学及河流动力学研究。