趙　悅　許云磊　李　召　張承斌

摘要：黃河下游引水灌溉的問(wèn)題一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，面對(duì)泥沙的治理問(wèn)題，必須有所行動(dòng)，以利于人的生活?，F(xiàn)就相關(guān)研究進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。

關(guān)鍵詞：泥沙；灌溉；防治

黃河下游引黃灌區(qū)灌溉事業(yè)自50年代初期以來(lái)經(jīng)過(guò)40余年的發(fā)展，已成為我國(guó)最大的連片自流灌區(qū)。到90年代初，黃河下游豫、魯兩省共建成萬(wàn)畝以上引黃灌區(qū)96處，設(shè)計(jì)灌溉面積305萬(wàn)hm2，總引水能力3363m3/s。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1958-1990年29年間（1962~1965年停灌），黃河下游引黃灌區(qū)共引黃河水2333億m3，平均年引水80.4億m3。黃河為舉世聞名的多泥沙河流（各月平均含沙量見(jiàn)附表），引水必引沙，據(jù)系統(tǒng)計(jì)算，29年間共引沙38.65億t，平均年引沙1.33億t，約占同期黃河來(lái)沙量（花園口站）的11.6%。

黃河泥沙的引進(jìn)不進(jìn)加大了灌區(qū)運(yùn)行費(fèi)用，而且治理不好還會(huì)引發(fā)灌區(qū)土壤沙化、排水河道淤積、土地鹽堿化等一系列環(huán)境問(wèn)題，影響灌區(qū)的持續(xù)發(fā)展。泥沙問(wèn)題是黃河下游引黃灌區(qū)存在的主要問(wèn)題之一。

一、泥沙防治利用的主要途徑

（一）引水防沙

1、選擇合適的取水口位置

黃河下游均為無(wú)壩引水。根據(jù)水力學(xué)原理并結(jié)合黃河實(shí)際，取水口位置宜選在彎道凹岸，以利用彎道環(huán)流創(chuàng)造較好的引水及防沙條件，引水角多在40°~75°之間

2、選擇合適的引水時(shí)機(jī)

一般非汛期含沙量相對(duì)較低，而汛期含沙量相對(duì)較高。因此，要選擇適當(dāng)?shù)囊畷r(shí)機(jī)，避開(kāi)沙峰引水，在含沙量大時(shí)少引水或不引水，而含沙量小時(shí)多引水，這樣就可以大大減少入渠沙量。

3、防沙工程措施及運(yùn)用效果

在渠首工程布置已定的情況下，為進(jìn)一步減少入渠泥沙，特別是相對(duì)較粗的底沙進(jìn)入渠道，根據(jù)水流挾沙上小下大的含沙量及粒徑垂向分布特點(diǎn)，在許多引水門口設(shè)置防沙工程如攔沙潛堰、疊梁閘板、橡膠壩等。據(jù)觀測(cè)，潛堰的防沙效果可達(dá)12%，入渠泥沙的粒徑也明顯減小，疊梁及橡膠壩的防沙效果達(dá)20%左右。

（二）渠首集中沉沙

利用沉沙池在渠首是以往引黃灌區(qū)處理泥沙的主要措施，其方式包括自流沉沙合揚(yáng)水沉沙兩種。其中自流沉沙又包括一池一用（即一個(gè)池建完后再建新池）的自流沉沙合一池多用（沉沙池淤滿后通過(guò)人工開(kāi)挖再繼續(xù)沉沙）的以挖待沉兩種形式。截止到1990年底，河南省共規(guī)劃沉沙池2.74萬(wàn)hm2，已使用84處，總面積0.94萬(wàn)hm2；山東省已用沉沙池面積2.74萬(wàn)hm2。

（三）遠(yuǎn)距離輸沙、分級(jí)沉沙

即將渠系泥沙向灌區(qū)遠(yuǎn)處的中下游地區(qū)輸送，在合適的位置修建沉沙地淤沉泥沙，實(shí)行遠(yuǎn)距離輸沙，多級(jí)沉沙。由于在渠首集中處理泥沙難度較大，且灌區(qū)尚不具備渾水灌溉條件，而灌區(qū)中下游又有可供集中沉沙的自然條件，故這種方式推廣較快，如山東省潘莊灌區(qū)在70km的輸沙灌渠上修建了3處沉沙地，實(shí)行三級(jí)沉沙。

（四）渠系輸沙減淤

由于下游沿黃地面坡降平緩，引水渠道淤積非常嚴(yán)重。減少淤積的主要技術(shù)環(huán)節(jié)可歸納為四個(gè)方面：第一，選用可靠的設(shè)計(jì)參數(shù)，使設(shè)計(jì)渠道的縱橫斷面課同時(shí)滿足輸水輸沙的要求，在財(cái)力許可的情況下盡可能進(jìn)行襯砌，以提高輸水輸沙能力；第二，在運(yùn)行過(guò)程中要抓住黃河水位高、含沙量相對(duì)較低的有利時(shí)機(jī)進(jìn)行調(diào)控運(yùn)用，盡可能利用水流本身的能量減淤；第三，在水流動(dòng)力無(wú)法滿足輸沙要求時(shí)，需采用機(jī)械措施輔助輸沙。第四，進(jìn)行人工清淤。

（五）渾水灌溉，輸沙入田

80年代以來(lái)，隨著灌區(qū)沉沙條件的變換，部分灌區(qū)充分利用地形坡降較大的有利條件，實(shí)行渾水灌溉，引黃水沙不經(jīng)沉沙池直接進(jìn)入各級(jí)渠道和田間，既肥田改土，又減少了渠道淤積，一舉兩得。目前河南省26處引黃灌區(qū)中，有20處采取渾水灌溉方式，山東省也有少數(shù)灌區(qū)在上游自流區(qū)實(shí)行渾水灌溉。

（六）泥沙的利用

引黃泥沙的利用主要包括淤改、淤背、加工建材、農(nóng)民用土等方面。淤改與稻改是利用引黃泥沙改造低洼鹽堿荒地的一種方式。到1990年黃河下游共累計(jì)淤改土地23.2萬(wàn)hm2，開(kāi)發(fā)稻田面積約12萬(wàn)hm2。另外利用引黃泥沙開(kāi)發(fā)

建筑材料具有范圍廣、規(guī)模小、群眾自發(fā)的特點(diǎn)，因此受到下游群眾的歡迎。

三、當(dāng)前引黃泥沙治理凸顯出的問(wèn)題

過(guò)去幾十年來(lái)以集中沉沙、集中清淤為主的泥沙處理方式，導(dǎo)致了目前黃河下游引黃泥沙在灌區(qū)內(nèi)以點(diǎn)（沉沙池）、線（灌排渠系）為主的分布狀況，使得77.1%的泥沙淤積在沉沙池及灌溉渠系中。進(jìn)一步分析，淤積在沉沙池、淤改區(qū)、骨干渠道的泥沙約占總引沙量的一半以上，而這些區(qū)域又多分布在距黃河大堤15km寬的狹長(zhǎng)地帶內(nèi)。

從引黃泥沙科學(xué)處理合資源的合理配置來(lái)看，這樣的分布結(jié)果顯然不理想，并且已經(jīng)帶來(lái)了許多問(wèn)題：大量的引黃泥沙在渠首地區(qū)集中處理，使該地區(qū)泥沙環(huán)境容量迅速減小，人為增大了今后泥沙處理的難度；由于集中清淤，沉沙池及骨干渠道兩旁堆沙不斷增多，不僅占?jí)捍罅扛兀沂怪車恋厣郴?、風(fēng)沙加重；進(jìn)入排水河道

的泥沙，加重了排水河道的淤積，降低了河道的防洪排澇能力。

四、泥沙治理方式的發(fā)展趨勢(shì)

引黃渠首地區(qū)自流集中沉沙的優(yōu)越條件日漸消失。自引黃以來(lái)，黃河下游沉沙占地已達(dá)5萬(wàn)hm2，加上放淤改土23.2萬(wàn)hm2和稻改12萬(wàn)hm2，其面積已相當(dāng)可觀。這些地區(qū)多位于灌區(qū)渠首附近，有的灌區(qū)渠首地區(qū)已修建沉沙池或淤改多次，原來(lái)的低洼鹽堿地不僅地面已抬高，而且耕作條件已發(fā)生了極大變化，若再用來(lái)沉沙其代價(jià)十分昂貴。所以，渠首地區(qū)原來(lái)的自流集中沉沙條件正在喪失，集中處理泥沙的形勢(shì)日趨嚴(yán)峻。

通過(guò)對(duì)黃河泥沙治理形勢(shì)的分析，預(yù)測(cè)今后黃河下游引黃泥沙治理的方式將可能出現(xiàn)以下幾種趨勢(shì)：

第一，渾水灌溉、輸沙入田。黃河下游具有可分散處理泥沙的廣闊平原。將黃河泥沙尤其是較細(xì)顆粒的泥沙分布到田間，既能減輕幾種處理泥沙的負(fù)擔(dān)，又能起到良好的改良突然結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力的作用，是一種最為經(jīng)濟(jì)的泥沙處理方式。

第二，渠首以挖待沉、自流沉沙。在渠道比降小、輸沙能力低、遠(yuǎn)距離輸沙難度大的灌區(qū)以及引黃提水灌區(qū)，引入的泥沙大部分仍需要在渠首處理。但渠首地區(qū)沉沙用地將會(huì)越來(lái)越少，修建新沉沙池的難度和費(fèi)用將日益增大，因此，必將不得不在渠首實(shí)行以挖待沉、自流沉沙。

第三，遠(yuǎn)距離輸沙、多級(jí)分散沉沙。灌區(qū)中下游有可供集中沉沙的自然條件。黃河下游沿黃地區(qū)屬故黃河沖積區(qū)，在灌區(qū)的中下游地區(qū)分布有不少古河道、廢河槽、低洼地等適合集中沉沙的場(chǎng)所。所以沿著輸沙干渠自上而下修建多出沉沙池實(shí)行遠(yuǎn)距離輸沙、多級(jí)分散沉沙將成為引黃灌區(qū)處理泥沙的又一有效途徑。

第四，結(jié)合黃河大堤加固處理引黃泥沙。將引黃泥沙處理與黃河大堤淤背相結(jié)合，在黃河大堤背后開(kāi)辟沉沙帶，清水退入灌區(qū)，逐步抬高黃河北河地面，使黃河河床相對(duì)變低，不僅可處理引黃泥沙，而且能淤筑黃河大堤，提高堤防抗洪能力，是泥沙處理的一個(gè)新途徑。

五、結(jié)語(yǔ)

引黃泥沙處理利用方式的變化必然帶來(lái)泥沙分布的相應(yīng)變化。隨著灌區(qū)工程條件的改善、渠道輸沙能力的提高和灌區(qū)管理技術(shù)的發(fā)展，采取渾水灌溉方式和遠(yuǎn)距離輸沙、多級(jí)分散沉沙的灌區(qū)逐步增加，泥沙處理方式將由集中處理轉(zhuǎn)向分散處理，泥沙在灌區(qū)平面上的分布也必然出現(xiàn)由過(guò)去的點(diǎn)（沉沙池）、線（灌排渠道）為主轉(zhuǎn)向以線、面（田間）為主的變化趨勢(shì)。