李 鵬 索 彬 湯克章

（齊河縣河務(wù)局，山東 齊河251100）

1 黃河下游泥沙災(zāi)害初步研究

災(zāi)害按照起因分自然災(zāi)害和人為災(zāi)害！根據(jù)原因、發(fā)生部位和發(fā)生機(jī)理劃分有地質(zhì)災(zāi)害、天氣災(zāi)害和環(huán)境災(zāi)害、生化災(zāi)害和海洋災(zāi)害等。而黃河主要是泥沙災(zāi)害，泥沙災(zāi)害是由于泥沙的長期侵蝕、搬運(yùn)、堆積而形成的自然現(xiàn)象和過程。泥沙運(yùn)動(dòng)的直接表現(xiàn)是泥石流、滑坡、土壤流失。泥沙運(yùn)動(dòng)還可以帶來其他的災(zāi)害。例如因泥沙運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的洪水災(zāi)害，滑坡災(zāi)害。本文重點(diǎn)在研究泥沙災(zāi)害，就此以黃河下游為例做出討論！

2 下游泥沙災(zāi)害的形成及結(jié)構(gòu)

黃河下游區(qū)域?yàn)?zāi)害較多，像洪水災(zāi)害、土地沙化、河岸侵蝕、洪澇、以及土壤鹽堿化等因泥沙運(yùn)動(dòng)引起的災(zāi)害。

2.1 洪水災(zāi)害

洪水災(zāi)害在黃河下游發(fā)生的危害性是很大的。而黃河災(zāi)害之所以頻繁發(fā)生的原因，基本與泥沙淤積有關(guān)，包括過去黃河頻繁的決堤，以及現(xiàn)在的提放建設(shè)。黃河下游從1950年至1996年，年均淤積約2.1億噸，這可造成兩堤間河道年均抬高3.8CM左右。從1964年至今，下游3 000 m3/s流量水位平均單位淤積上升量比1950年至1960年高2倍以上。由于灘地糙率明顯高于河槽，1958年至1998年期間，下游設(shè)防流量(相近于1958年洪峰流量)與3 000 m3／s流量的水位抬升量相近（圖1）。另外，二級(jí)懸河有助于形成“滾河”“斜河”等不利的防洪形勢。

圖1 主要水文站1958～1998年下游設(shè)防流量（相近于1958年洪峰流量）

黃河的不利地勢，增大了洪水災(zāi)害的可能性和危害性！隨著未來黃河水量引用的增加，下游徑流將繼續(xù)減小，河槽進(jìn)一步萎縮，一旦黃河洪水泛濫，其造成的損失是不可估量的。

2.2 土地沙化

黃河來沙中占比例較高的是懸沙中沙粒組分（＞0.05 mm），床沙中沙粒組分達(dá)76%（根據(jù)1965年至1985年下游大斷面床沙粒度1133組觀測數(shù)據(jù)平均）因此，沙化土地的母質(zhì)是在水流動(dòng)力的較強(qiáng)條件下堆積而來的沉積物。黃河下游的土地沙化現(xiàn)象嚴(yán)重，像決口沖積扇、廢棄河床、飲水渠道堆積等！

2.3 河岸侵蝕

沙和沙粉是黃河下游游蕩段河岸的主要組成物質(zhì)，此種物質(zhì)抗蝕力極差，然而黃河水流含沙量很高，河床比降大（2/10 000左右），水流具有很強(qiáng)的造床能力。故此，即使在自然狀態(tài)下，黃河下游游蕩段坍岸速率高達(dá)470 m/a（三門峽建庫前歷年平均值），然而同樣為多沙游蕩河流的布拉馬普特拉河坍岸速率只有（6～275）m/a，長江最大也只有200m/a。

河流上修建水庫，向下游泄放清水，河流的挾沙變得不飽和，河岸侵蝕有時(shí)會(huì)表現(xiàn)得十分強(qiáng)烈。黃河下游在三門峽水庫運(yùn)用初期下游河岸侵蝕情況如圖2，此期，孟津至陶城埠共塌失灘地近327 km2。

圖2 三門峽水庫運(yùn)用初期4a中黃河下游河岸侵蝕寬度

3 減災(zāi)策略

上述分析揭示出，由于黃河來沙相對偏多，泥沙在下游河床中和引水渠道中淤積強(qiáng)烈以及不合理淤積分布包括不同粒度泥沙的分布產(chǎn)生或加重了下游泥沙災(zāi)害。 黃河來沙偏多可以說是一種地質(zhì)現(xiàn)象，顯著減沙需付出很大的努力。但可以從改變泥沙分布的角度改造下游泥沙災(zāi)害環(huán)境。從大局著眼，顯然大幅度減少下游淤積，并將大量泥沙引入兩側(cè)平原是減輕下游泥沙災(zāi)害的優(yōu)選策略。大幅度減少下游泥沙淤積可通過調(diào)節(jié)來水來沙形成高含沙水流，或整治河槽形態(tài)，加大水流挾沙力的方法。 不過，輸沙入海產(chǎn)生的河口延伸將在長時(shí)期中成為加重下游淤積的一個(gè)重要影響因素，在黃河來沙不能充分減少的情況下，為實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定河道的目的，應(yīng)盡量將來沙引入兩側(cè)平原堆積。 不僅要繼續(xù)進(jìn)行正在實(shí)行的背河淤堤，而且要實(shí)行更大范圍的引水引沙，將黃河通過周期擺動(dòng)讓泥沙均勻堆積在黃淮海平原的歷史現(xiàn)象變成人為控制的現(xiàn)實(shí)。由此可見，黃河下游的治河防洪，水資源利用和改造下游兩岸平原的災(zāi)害環(huán)境是相統(tǒng)一的。

4 黃河下游泥沙資源的利用

水有著同樣悠久的歷史，黃河泥沙的“用”將利用黃河泥沙作為一種資源和黃河會(huì)成為治黃發(fā)展史上輝煌的一篇。

4.1 黃河泥沙是寶貴的自然資源

千萬年來黃河泥沙作為一種自然資源，履行著“填海造陸”使命。廣闊的黃淮海平原正是由于黃河泥沙的存在，得以形成、擴(kuò)大，中華兒女有了繁衍聲息的場所和豐富的土地資源。因此黃河泥沙是國土資源的一部分，不僅過去是，現(xiàn)在和將來也是。

黃河泥沙還是天然的肥料，富含氮、磷、鉀，大家知道黃河灘地種出來的水稻最香。

4.2 黃河泥沙利用現(xiàn)狀

以往黃河泥沙主要用于造陸、改良土壤種植水稻等農(nóng)作物，20世紀(jì)90年代后期開始用于下游兩岸堤防的加高加固，淤背、淤筑相對地下河。

最近，山東省研究生產(chǎn)了以黃河泥沙為主要原料的“黃河磚”，為黃河泥沙提供了又一用武之地。

另外，武漢大學(xué)、黃河河南河務(wù)局等單位聯(lián)合，在楊國祿教授領(lǐng)導(dǎo)下研制黃河淤沙固結(jié)技術(shù)。他們以“以沙治沙、以黃治黃”的理念，看到了黃河泥沙這一取之不盡的資源，以及廣闊的市場前景，把黃河泥沙作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)之源，把黃河泥沙的開發(fā)利用作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)，將黃河泥沙在它的出處資源化、產(chǎn)業(yè)化。他們認(rèn)為黃河泥沙的綜合利用有利于黃河健康，有利于抑制懸河的發(fā)展，有利于疏通行洪河道；固沙之本在于水土保持，固沙之標(biāo)在于減少淤積，泥沙之光在于發(fā)展產(chǎn)業(yè)。他們應(yīng)用泥沙工程學(xué)、材料學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等交叉學(xué)科的相容性，從黃河淤沙的物理組成和力學(xué)性能研究入手，探索黃河泥沙資源化的可行性，提出黃河粗、細(xì)淤沙的科學(xué)固結(jié)方法和工藝。經(jīng)過大量的研究他們認(rèn)為把黃河淤沙固結(jié)作為修筑堤防、拋石或其它建筑材料是完全可能的，也是可行的。

4.3 黃河泥沙應(yīng)用市場

4.3.1 造陸

據(jù)統(tǒng)計(jì)1950～2000年上海市造陸1000km2，上海市規(guī)劃2000～2050年再造陸1000km2。據(jù)王兆印教授介紹，長江口造陸每年需3.5億t泥沙，加上10%不能用來造陸的細(xì)泥沙，河口來沙不能少于3.8億t，才能維持河口平衡?，F(xiàn)在，上海每年缺沙1億t，未來50年缺沙約50億t。不僅如此，其它沿海地區(qū)造陸對泥沙有著巨大的需求。

黃河肩負(fù)著南至淮河、北至海河廣大地區(qū)的陸地延伸擴(kuò)大與加高的任務(wù)。但是由于束水攻沙修筑堤防，陸地的延伸擴(kuò)大僅限于入?？冢懙氐募痈邇H限于兩岸大堤之間，一段時(shí)期內(nèi)僅限于生產(chǎn)堤之間。以至于形成了懸河乃至二級(jí)懸河。兩岸大堤使黃河無法自由擺動(dòng)，無法充分發(fā)揮其自身的造陸功能；同時(shí)兩岸大堤又是黃淮海平原社會(huì)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生命財(cái)產(chǎn)的必要保障。因此黃河的造陸使命，自然應(yīng)該由黃河兩岸的兒女們來承擔(dān)。填補(bǔ)低洼地，擴(kuò)大黃淮海平原具有廣闊的市場前景。

4.3.2 淤背、淤筑相對地下河

黃河兩岸標(biāo)準(zhǔn)化堤防的建設(shè)已初見成效，背河側(cè)淤寬100m，其高程與2000年水平設(shè)計(jì)洪水位齊平。未來一定時(shí)期內(nèi)淤筑相對地下河，也將有一個(gè)較大用沙要求。

4.3.3 河防及建筑

利用黃河河道中挖出的泥沙代替建筑材料，燒制成磚、燒結(jié)成石等，發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)。僅淄博高青縣用黃河泥沙燒結(jié)“黃河磚”每年需要黃河泥沙480萬m3。

利用楊國祿教授研制的黃河淤沙固結(jié)技術(shù)，用黃河泥沙制成其它建筑材料，如堤防加固、丁壩強(qiáng)基護(hù)面、黃河拋石、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設(shè)。

黃河泥沙的河防和建筑材料市場是一個(gè)亟待開發(fā)的、具有可觀經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益、廣闊而又長期的市場。

4.3.4 綠色市場

用黃河泥沙種植的蔬菜和糧食以無污染、營養(yǎng)豐富、味美著稱。黃河小北干流灘地種植的蘆筍以及河南原陽黃河灘地大米遠(yuǎn)銷海外。黃河泥沙使黃河灘地成為天然的綠色農(nóng)場，它的使用歷史悠久，然而這一綠色農(nóng)業(yè)資源自古以來就是無序的免費(fèi)使用。因此這是一個(gè)亟待開發(fā)和重視的綠色市場。

4.4 黃河泥沙利用及其市場開發(fā)的意義和必要性

泥沙是黃河難治的癥結(jié)，大量泥沙淤積在下游河道，使之成為舉世聞名的地上懸河。為了緩解黃河下游防洪的險(xiǎn)惡局面，保障黃淮海平原的安全，人民治黃以來，先后四次加高大堤，堤防高度已達(dá)10m～14m。近年來黃河下游主槽淤積嚴(yán)重，“二級(jí)懸河”日益加劇，防洪形勢嚴(yán)峻。

清華大學(xué)王兆印教授經(jīng)過多年精心研究，提出了生態(tài)修復(fù)理論，根據(jù)植被——侵蝕動(dòng)力學(xué)方程，將生態(tài)修復(fù)區(qū)分成不能自動(dòng)恢復(fù)的植被惡化侵蝕增長區(qū)、需要付出努力人工修復(fù)的過渡區(qū)、可以自動(dòng)修復(fù)的植被覆蓋率增加區(qū)。根據(jù)王教授生態(tài)修復(fù)理論，黃土高原生態(tài)環(huán)境極其脆弱，極易進(jìn)入植被惡化區(qū)，遠(yuǎn)離自動(dòng)修復(fù)區(qū)。因此黃土高原的生態(tài)修復(fù)及山川秀美計(jì)劃是一個(gè)相當(dāng)長期的工作。在未來一個(gè)很長的時(shí)期內(nèi)黃河泥沙仍將源源不斷地進(jìn)入黃河。黃河小浪底水庫的攔沙減淤年限有限，20年左右攔沙庫容將淤滿，黃河下游河道又將面臨大幅度淤積抬高的局面。

4.5 黃河泥沙利用及開發(fā)方法

黃河泥沙的利用及開發(fā)方法可以是多種多樣的。開發(fā)初期，由于黃河泥沙利用市場尚未成型，國家可以投入一定的補(bǔ)貼鼓勵(lì)個(gè)人、企、事業(yè)單位共同參與，讓他們有利可圖，愿意積極參與。當(dāng)泥沙產(chǎn)業(yè)市場開發(fā)成型時(shí)，國家、企事業(yè)單位、個(gè)人共同受益。

進(jìn)行有序、自愿、自由的黃河泥沙利用開發(fā)。鼓勵(lì)，并大力開展跨學(xué)科的黃河泥沙應(yīng)用技術(shù)研究。讓黃河泥沙這一礦產(chǎn)資源能夠在建筑、材料等領(lǐng)域得到充分的開發(fā)利用。

4.6 引水引沙對策研究

在黃河流域引水用水建設(shè)中，總是以多引水、少引沙為目的。引水閘位置選擇在易引水避沙的地方，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中研究設(shè)計(jì)了各種各樣的防沙設(shè)施。從黃河下游引水引沙統(tǒng)計(jì)資料看，引水含沙量小于河道含沙量。這使原本水沙比例失調(diào)的黃河水，水沙條件惡化，不利于黃河的治理。新疆大學(xué)周著教授研制的分沙漏斗，可將引水中所引泥沙的95%分選出來，送回黃河。這一技術(shù)已在黃河支流北洛河、黃河小北干流得到應(yīng)用，一兩個(gè)分沙漏斗對黃河的影響可能不大，但是如果這項(xiàng)技術(shù)在黃河上下推廣開來，將使黃河水沙條件更加不利。

向排污的工廠必須處理污水一樣，為了黃河的利益，在引水用水的同時(shí)應(yīng)同等引沙用沙，棄沙則須交納泥沙的處理費(fèi)用。泥沙和水一樣同為自然資源，在收取水費(fèi)的同時(shí)應(yīng)同時(shí)收取沙費(fèi)。應(yīng)制定具有黃河特色的引水、引沙政策。并鼓勵(lì)引水同等引沙，或多引沙。盡可能地避免水沙條件惡化。

總上所述，黃河下游泥沙的治理是一項(xiàng)長期而重要的任務(wù)。我們要將治與用相結(jié)合，將害轉(zhuǎn)化為利。

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［2］卞玉山,等.山東省引黃灌區(qū)渠首沙化的防治[J].人民黃河,1993(1):33-36.

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