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黄河泥沙治理的见证者——曹岗险工

2021-07-17李留刚张孟伟艾文凯

黄河黄土黄种人·水与中国 2021年6期
关键词:险工治河泥沙

李留刚 张孟伟 艾文凯

春季,这里油菜飘香,沁人心脾;夏季,这里蒲苇丛生,百鸟鸣啭;秋季,这里杨柳依依,石楠火红;冬季,这里河滩空旷,长河寂寥。长堤宛若游龙,护佑家园,坝岸固若金汤,庇佑苍生。站在巍巍黄河大堤上,面对着滔滔黄河,谁又会想到,这里是万里黄河第一险的险工,这坚固的险工已有300多年的历史,这巍峨的长堤已经历过500余年的沧桑。这,就是黄河上临背悬差最大的工程——曹岗险工。

自古险工在黄河

“呼风唤雨卷波澜,一路高歌多少难。自古险工在黄河,河底高悬急转弯。” 这首诗,便是对黄河险工形象的描述。

什么是黄河险工呢?黄河堤防主要是由堤防和坝垛、护岸所构成。为了防止水流淘刷,在直接临河的堤段上修筑丁坝、垛和护岸工程,称为“险工”。不靠河段的堤段,习惯上称为“平工”。险工作为河道整治工程的组成部分,不仅可防止水流冲塌堤防,而且可控导水流,在稳定河势中发挥着重要作用。

黄河史上最初的防洪工程,可上推至4000年前的原始社會。“逐水草而居”的先民们为防止洪水侵害,用“水来土挡”的办法修筑一些简单的堤埂,把居住区及附近的耕地保护起来。共工氏“壅防百川”和“鲧障洪水”的传说就是对该方式的形象描述。禹治水时,因势利导,疏浚排洪,比共工氏和鲧的治河方法前进了一步,实现了从单纯的消极的防洪到积极治河的转变。真正意义上的堤防工程,在西周时就已出现。“防民之口,甚于防川,川壅而溃,伤人必多。”从该警语所表述的内容上看,当时的堤防应小有规模。到了春秋中期,堤防已较为普遍。

黄河险工有悠久的历史,有一个形成、演变、发展和完善的过程。据记载,西汉成帝时(公元前32年—前7年)就有险工。历史上的黄河险工大多为秸料埽。为提高险工的抗溜能力,20世纪50年代开始用石料砌筑。其后,修建险工及抢险时已很少采用秸土工,并且对已有的丁坝、垛、护岸进行了改建,将秸土混合结构型式改为由土坝体、护坡、护根3部分组成的结构型式。

曹岗险工始建于1753年(清乾隆十八年)。该工程作为历史上的老险工,清代已渐趋成型,大部分工程是1921年修建的散石工程。至新中国成立时, 曹岗险工有散石坝36道,散石垛27座,散石护岸35段。后经加高、加固、改建、续建,目前工程总长度为5260米,有41道坝、27座垛和37段护岸。

黄河河南段因泥沙含量大,河床一般比堤背面高3~13米,称之为“悬河”。曹岗险工处,黄河河道由自西向东流向急转为南北流向,形成“之”字形,滔滔河水急冲堤坝,形成险中之险,临背悬差高达10米以上,为全河之最,素有 “黄河之险,险在河南,河南之险,险在封丘,封丘之险,险在曹岗”之说。曹岗险工也因此称为黄河第一险工。河患之根

黄河封丘曹岗河段为何会有这么高的河床呢?

据历史记载,夏、商、周以前,黄河下游还是“地下河”,其含沙量仅有7~13公斤每立方米。西汉时期,随着人口的增加和人类活动的加剧,泾水的支流马莲河已有“泥水”之称。唐代中后期,鄂尔多斯高原上原本肥美的草原,已变为“广长几千里,皆流沙”。到宋代,这里更成为“千里不毛”之地。由此可见,这里的生态环境在唐代以后就已急剧恶化。

黄河上游生态环境的恶化,带来的是黄河含沙量的逐步增加,也造成了河道的淤积和变化。但当时的人们对河道淤积和河道演变缺乏正确全面的认识,更缺乏系统的治理,只能利用堤防采取“疏”与“堵”的方法,将堤防作为防御洪水的安全屏障。

堤防的修建对于保证防洪安全乃至整个经济社会的发展虽然发挥了巨大的作用,但也带来了新的问题。黄河是一个多泥沙河流,进入下游后河面展宽、比降变缓,大量的泥沙沉积在河道里,过洪能力不断下降,导致河床日益抬高。为了保证防洪安全,堤防也要随之加高。这样淤而复加,加而复淤,黄河下游河道也就逐渐变成了地上悬河。河床越高,堤防越险,一旦决口,洪水居高临下,势不可当,而且河床高悬极难堵复,有时还会发生“改道”,这也就形成了黄河“善淤、善决、善徙”的特点。

据统计,从周定王五年(公元前602年)有洪水决溢改道记载以来,到1938年花园口决口的2540年间,黄河共决口1590多次,较大的改道26次,给黄河两岸的人民带来了巨大的灾难。

据封丘县志记载,自金世宗大定时期至民国前,曹岗险工所在地封丘县就遭受过决堤溃堤35 次,他处决堤泛滥致灾18 次。在1935年、1936年、1948年、1954年发生较大洪水时,曹岗险工均出现过较大险情,经过多次抢护,根石得到不断的加固强化,其根石深度在8~20米左右,其中25坝根石最深点达21.2米。

“谁言为利多于害,我谓长浑未始清。西至昆仑东至海,其间多少不平声。”这首宋代诗人邵雍悲愤的诗,正是千百年来黄河灾患的真实写照。

现代治水名人李仪祉分析黄河为患之症结,他说:“言黄河之病,莫不知其由于善淤、善决、善徙,而徙由于决,决由于淤,是其病源。”一语道中千年河患之根源。

追沙溯源

追溯黄河河道沙多的主要原因,首先得了解黄河的特点。

黄河的突出特点是“水少、沙多,水沙关系不协调”。这也使黄河成为世界上最复杂、最难治理的河流。

黄河“水少”。据统计,1956—2000年黄河流域多年平均河川天然径流量为534.8亿立方米,相当于长江的1/17,仅占全国河川径流总量的2%,居我国七大江河的第4位。流域内年人均水量473立方米,为全国人均水量的23%;耕地亩均水量220立方米,仅为全国耕地亩均水量的15%。黄河水量少的主要原因:一是由于气候变化。黄河流域处于干旱和半干旱地区,降雨量少。二是黄河流域对水资源的需求增长迅速。三是黄河下游800公里长的地上悬河使其基本无法接纳两侧来水,还需要用大量的水资源输送黄河泥沙,又需向下游两岸非黄河汇流区提供工农业生产和城市生活用水,补给两岸地下水的消耗,还需向远离黄河的天津、河北、青岛、烟台等地供水,这使得与其他河流相比,黄河水资源的负荷特别重,这是造成黄河水资源紧缺的又一重要原因。

黄河“沙多”。 据统计,多年来黄河年平均输沙量为16亿吨,是长江的3倍。河水平均含沙量(三门峡水文站)为35立方米每秒,约是长江(宜昌水文站)的30倍。从世界范围看,恒河多年平均输沙量为14亿吨,与黄河比较接近,但其多年平均径流量却高达3710亿立方米,平均含沙量仅为3.9千克每立方米,仅相当于黄河的8.4%。世界上13条年输沙量超过1亿吨的大河中,黄河的年输沙量和平均含沙量均居首位。“沙多”的主要原因是黄土高原地区严重的水土流失。

黄河水沙关系不协调。一是水沙异源。黄河泥沙主要来自中游的河口镇至三门峡区间,来沙量占全河的89.1%,来水量仅占全河的28%。河口镇以上来水量占全河的62%,来沙量仅占8.6%。二是年内分配集中,年际变化大。黄河泥沙年内分配极不均匀、汛期7—10月来沙量约占全年来沙量的90%,且主要集中在汛期的几场暴雨洪水。黄河来沙的年际变化很大,实测最大沙量(1933年陕县站)为39.1亿吨,最小沙量(2008年三门峡站)为1.3亿吨,年际变化悬殊,最大年输沙量为最小年输沙量的30倍。

这种水少沙多,水、沙分布的集中性,给开发利用黄河水资源和下游防洪增加了很大的难度。

黄河治理

随着对黄河特点认识的日益加深,一代代先人在治理黄河方面进行了诸多有益尝试。

西汉大司马张戎以解决黄河泥沙问题为切入点,提出了“以水排沙”的治河方策。他认为,要解除堤防决口的隐患,必须给黄河泥沙以出路。否则,河愈高,堤也愈高,决溢灾害势必愈加严重。因此,他建议利用水流冲刷的特性,设法保证下游有充足的水量,最终达到排泄泥沙的目的。张戎的这一认识,可谓切中要害,但在当时的工程技术条件下是很难做到的。贾让著名的“治河三策”,上策人工改道,中策分水灌溉,下策加固堤防,指出了修筑堤防的副作用,提出了“宽河治理”“不与河争地”的思想和除害兴利、综合治理的思想,构思完善,统筹兼顾,可称为最早的治河规划。“贾让三策”中体现的宽河思想,对现今黄河下游的治理仍具有一定的现实意义。两汉之交,黄河改道泛滥数十年,王景率卒数十万,自荥阳至千乘(今利津)修筑千里大堤,并创造性地实施了“十里立一水门”工程,河汴分流,黄水就范,实现了黄河近千年相对安流的良好局面。后人评析,其策略正确,但亦有新河道趋于稳定的原因。

北宋时期,黄河治理再一次受到世人关注,并引发了长达数十年的论争,而且从皇帝到朝廷重臣,许多人都卷入了治河的论争。据史料记载,北宋初期的论争首先发生在李垂的分流建议上。北宋淳化至大中祥符年间(990—1016年),鉴于黄河决溢多发生在澶、博、齐、军、棣等州(今河南濮阳,山东聊城、济南、东平、惠民等地),当时的著作郎李垂曾上《导河形胜书》三篇并图,建议采用开河分流的方法治理滑州以下的黄河河道,以减轻下游的决溢灾患。宋王朝对这一方案十分重视,召集百余人进行讨论,但因反对意见占上风而未予采纳。1048年,黄河发生商胡改道后,黄河改道北流,经今河北省在天津附近入海。自此以后因北流多次决口,引发了“北流”和恢复故道“东流”(大致经今河南清丰、南乐,山东聊城、惠民、滨县等地入海)长达40余年的治河大论争。三次回河“东流”,均以失败而告终,并因此而导致多名官员被罢免。

明朝潘季驯認真总结前人经验教训,提出了“筑堤束水,以水攻沙,蓄清刷黄,以河治河”的治理方略,他把堤防工程分为遥堤、缕堤、格堤、月堤四种,按照不同情况在河道两侧修筑,以“遥堤约拦水势,取其易守也。而遥堤之内复筑格堤,盖虑决水顺遥而下,亦可成河,故欲具遇格即止也。缕堤拘束河流,取其冲刷也。而缕堤之内复筑月堤,盖恐缕逼河流,难免冲决,故欲其遇月即止也”。在“蓄清刷黄”上,他提出修归仁堤、柳浦湾堤,防止黄河南侵进入洪泽湖;大筑高家堰提高洪泽湖水位,使淮河水全由清口进入黄河,不使倒灌入湖,最终使河道冲刷、入海通畅,取得了明显的治理效果。

清代靳辅、陈潢对黄河的治理均沿用了潘季驯的治河思想,他们经过十余年的励精图治,使黄河的防洪能力得到很大提高。靳辅治河以后的20年间,除康熙二十一年(1682年)在宿迁决口并及时堵复外,再未发生过决口,出现了清代少见的黄河安流时期。

近代以李仪祉、张含英为代表的水利专家,大力倡导引进西方先进技术,提出治河要上中下游结合、治本治标结合、工程措施与非工程措施结合、治水治沙结合、除害兴利结合的综合治河方略,进一步推进了治河技术,丰富了治河理论,积累了治河经验,但受历史、社会和科学技术条件限制,黄河并未得到有效治理,水患灾害依然频繁。但他们的经验和治河思想为后人提供了借鉴,至今仍闪烁着智慧的光芒。

人民治黄

1946年的花园口决口堵复、黄河回归故道,开启了中国共产党领导人民治黄的新篇章。党和国家历代领导人对黄河防洪治理给予了极大的重视和关怀。1952年,毛泽东主席视察黄河,发出了“要把黄河的事情办好”的伟大号召。1955年召开的第一届全国人民代表大会第二次会议,通过了《关于根治黄河水害和开发黄河水利综合规划的决议》,规划了治理黄河的宏伟蓝图。自此,中国共产党领导的人民治黄事业进入全面治理、综合开发的历史新阶段。2019年9月,习近平总书记视察黄河,在郑州主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会,将黄河流域生态保护和高质量发展上升为国家战略,发出了“让黄河成为造福人民的幸福河”的伟大号召。

在长达70多年的治黄实践中,一代代治黄工作者不断总结、思考和深化对黄河自然规律的认识,坚持不懈地探索新的治黄道路,先后提出了“宽河固堤”“蓄水拦沙”“调水调沙,稳定主槽,政策补偿”和“上拦下排、两岸分滞”控制洪水,拦、排、放、调、挖处理泥沙等治河方略。这里面在泥沙处理上,更是找准了黄河难治的症结所在。

其中,“拦”主要靠上、中游地区水土保持和干、支流控制性骨干工程拦减泥沙。“排”就是通过各类河防工程建设,将拦不住的泥沙利用现行河道尽可能多地输送入海。“放”主要是在下游两岸处理和利用一部分泥沙。“调”是利用干流骨干工程调节水沙过程,使之适应河道的输沙特性,以减少河道淤积或节省输沙水量。“挖”就是挖河淤背,加固黄河干堤,逐步形成“相对地下河”,谋求黄河的长治久安。

人民治黄70多年,党和政府投入了大量的人力、物力、财力,开展了史无前例的黄河工程建设,使各项治黄工作实现了从量变到质变的飞跃,黄河为害的局面得到彻底扭转,黄河成为一条利民之河、安澜之河。

2020年8月31日,习近平总书记主持中央政治局会议,审议《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》。会议指出,黄河是中华民族的母亲河,要把黄河流域生态保护和高质量发展作为事关中华民族伟大复兴的千秋大计,贯彻新发展理念,遵循自然规律和客观规律,统筹推进山水林田湖草沙综合治理、系统治理、源头治理,改善黄河流域生态环境,优化水资源配置,促进全流域高质量发展,改善人民群众生活,保护传承弘扬黄河文化,让黄河成为造福人民的幸福河。

曹岗险工新貌

开封黄河大桥在曹岗险工处横跨黄河,与黄河交相辉映,真是“一桥飞架南北,天堑变通途”。清晨,站在桥上看日出,黄河、险工、朝阳与大桥相互衬托,如梦如幻,如诗如画,风光绚烂无比;傍晚时分看黄河落日,霞光万道照耀在河面上,更是美不胜收,令人产生无限遐想。

近年来,封丘黄河河务局践行“治河为民”的新理念,充分挖掘水利知识和黄河文化内涵,有效利用曹岗险工处坝、垛、护岸、堤防、控导、涵闸、湿地、水文站、跨河电缆、黄河大桥等水工建筑物众多得天独厚的优势,先后建成曹崗险工简介碑、观澜亭、大禹像、盘龙石、普法长廊等,引来当地群众及众多各地游客的观光游览,打造出一个全新的科普教育平台和展示封丘黄河文化的窗口。

当前,封丘黄河河务局正在按照黄河流域生态保护和高质量发展的理念,精心打造“曹岗黄河文化苑”,该苑位于黄河大堤桩号187+600处,长1000米,占地约15万平方米。该文化苑分为主入口广场、次入口广场、镇河铁牛走廊、扬晖含珠广场、广场休闲廊道、水利普法广场、魂系黄河世纪广场、治黄人物群雕廊道、黄河文化展厅及广场园林等区域,集黄河文化展示、法制宣传、生态观光于一体沿黄河生态。曹岗黄河文化苑从开展黄河文化研究、建设黄河文化精品旅游带等方面着手,在保护传承弘扬黄河文化、打造特色精品上聚力加力。突出讲好“黄河故事”,让黄河成为造福人民的幸福河。

曹岗黄河文化苑深度融合了习近平总书记的“9·18”讲话精神,以保护、传承、弘扬黄河文化为主题,讲好“黄河故事”,延续历史文脉。同时也为沿黄群众提供了休闲场所,美化了生活环境。

今天,漫步在曹岗险工,你不仅会看到秀美的黄河风光,还会享受到独特的黄河文化盛宴。

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