水利工程論文-“預防、調(diào)節(jié)、控制”治黃芻議.doc

水利工程論文-“預防、調(diào)節(jié)、控制”治黃芻議摘要：不同時代，有不同的黃河問題，有不同的科技水平，對應有不同的治黃方法，本文針對目前黃河情況和科技發(fā)展，尤其是結合黃委建設“三條黃河”工程新治黃思想，提出“預防、調(diào)節(jié)、控制”為主的治黃想法。關鍵詞：治黃預防調(diào)節(jié)控制不同時代，有不同的黃河問題，有不同的科技水平，對應有不同的治黃方法。如，在遠古時代，科技水平有限，若遇一般洪水，以“水來土擋”來防洪，若遇較大洪水，則以“疏川導滯”治水，在古代，隨著金屬器械等治黃工具的出現(xiàn)，修堤御洪、疏導分洪、堵塞截洪、疏浚排洪等措施的組合，進行治水治沙，現(xiàn)代人民治黃，黃河表現(xiàn)多種嚴峻問題，治理對象涵蓋了防洪、水資源、水質(zhì)、水土保持等重大問題，形成“上攔下排，兩岸分滯”等治黃體系。目前，黃河面臨洪水、水資源、水質(zhì)和水土流失等重大問題，同時高科技的發(fā)展迅速，為利用新科技高效解決黃河嚴峻問題，黃委提出建設“三條黃河”的治黃思想，這勢必加速高新科技在治黃中的轉化和應用，并將促進治黃方法由傳統(tǒng)的修堤御洪、疏導分洪、疏浚排洪、工程攔沙等若干措施的有限組合，向綜合利用多種技術進行科學預報洪水、合理調(diào)節(jié)水沙、平衡控制河道等治黃方法發(fā)展，并且“三條黃河”工程將為以“預防、調(diào)節(jié)、控制”為主的治黃提供堅實的基礎支撐。1.預防、預報水沙（一）預防、預報水沙的必要性根據(jù)以往的歷史經(jīng)驗和教訓，在大河的防洪工作中“防重于搶”，并且防洪預案的是否科學合理對整個防洪工作起最為關鍵的作用。同樣，科學的預防、預報黃河水沙對堤防防洪、水資源利用與配置、河道不斷流、河床減淤等起關鍵作用，為減少泥沙入黃、減輕洪水威脅、確保兩岸人民安全、造福沿黃引水、改善周邊環(huán)境等服務。（二）預防、預報水沙的條件和內(nèi)容隨著“三條黃河”工程的建設完善，黃土高原水土流失治理與監(jiān)測模型、小花間降雨洪水預警預報系統(tǒng)、干流及河口枯水徑流預報系統(tǒng)等將陸續(xù)建成，進行黃河水沙預防、預報所需的各項條件得以具備，可建立并運行黃河水沙預防、預報統(tǒng)一管理系統(tǒng)，為制定黃河治理開發(fā)的科學決策預案提供依據(jù)。鑒于黃河特性和現(xiàn)有或規(guī)劃的工程布局，預防水沙的主要內(nèi)容有黃土高原進入黃河的水沙過程，干流各大中型水庫入庫、出庫水沙過程，小花間暴雨洪水過程，各支流進入黃河的水沙過程，干流河道及灘區(qū)的水沙演進過程，河口入海的水沙過程。2.調(diào)節(jié)水沙預防、預報水沙的直接目的是制定調(diào)節(jié)水沙的科學決策預案。在世界上，含沙量處于第二位的是美洲科羅拉多河，但其年均輸沙量不大，僅約1.35億t，年輸沙量處于第二位的是亞洲恒河，但平均含沙量不大，僅約4kg/m3，這些河流的泥沙問題不很突出，調(diào)水調(diào)沙的需求也不大。但黃河的輸沙量和含沙量均是世界最大的，調(diào)水調(diào)沙的任務和難度也是最大的。調(diào)水調(diào)沙主要包括控制黃土高原入黃泥沙和調(diào)節(jié)進入下游河道及入海的水沙。本文重點介紹調(diào)節(jié)進入下游及河口的水沙。（一）微觀調(diào)節(jié)流量、含沙量、級配組合調(diào)節(jié)進入下游河道水沙的目的減緩下游河道的持續(xù)淤積，避免不利于下游河道減淤的水沙組合出現(xiàn)。不同水沙組合下游河道各個河段的臨界沖淤流量。由表1，根據(jù)1960年1995年不同水沙組合下游沖淤情況統(tǒng)計（黃委設計院，黃河下游沖淤特性研究，1999.9），總體上講，高村以上河段的臨界沖淤流量隨小浪底出庫含沙量的增大而增大，高村以下河段的沖淤臨界流量的影響因素較為復雜，除與小浪底含沙量相關外，還與上河段的河道沖淤調(diào)整、含沙組成變化等有關，除高含沙洪水，山東河道的臨界沖淤流量在2000至3000m3/s之間，欲減輕山東河道淤積，水沙調(diào)節(jié)需要求流量不低于2000至3000m3/s。高含沙洪水具有“多來、多排、多淤”特性，要實現(xiàn)高含沙洪水在下游河道不淤積，在目前治黃水平是很難做到的。表1黃河下游各含沙量級洪水各河段臨界沖淤流量注：流量單位:m3/s，含沙量以小浪底出庫計，艾山至利津流量以艾山站計，其他流量以花園口站計。（二）宏觀調(diào)節(jié)河道輸沙的用水量輸沙水量指輸送單位重量的泥沙所需的水量，據(jù)黃河實測資料分析，洪水期、汛期、非汛期的輸沙水量有一定差別。洪水期輸沙水量。根據(jù)1973-1990年三門峽蓄清排渾運用期間洪水實測資料1，分析出庫洪峰不同含沙量的輸沙水量與下游河道的沖淤關系，如平均含沙量為100300kg/m3時，輸沙水量小于10m3/t，下游河道淤積；平均含沙量為50100kg/m3時，輸沙水量1628m3/t，下游河道淤積量減少或沖刷；平均含沙量為3050kg/m3時，輸沙水量2428m3/t，下游河道沖淤基本平衡；平均含沙量小于30kg/m3時，輸沙水量大于30m3/t，下游河道沖刷。分析19741985年洪峰資料（黃河下游輸沙用水量的初步研究，黃委水科院，1990），分析輸沙水量分別與含沙量和流量關系。對于與含沙量關系，含沙量小于20kg/m3時，下游各河段均沖刷，輸沙水量50m3/t；含沙量2150kg/m3時，高村以上淤積比10.7%，輸沙水量36.4m3/t，高村以下沖刷，高村至艾山和艾山至利津分別為36.3和33.6m3/t；含沙量51100kg/m3時，高村以上淤積比34.5%，輸沙水量23.2m3/t，高村以下沖刷，高村至艾山和艾山至利津分別為23.2和20.4m3/t；含沙量大于100kg/m3時，高村以上淤積比50.7%，輸沙水量10.2m3/t，高村以下淤積，輸沙水量約為12m3/t。對于輸沙水量與流量關系，流量小于3000m3/s，淤積比20，高村以上淤積，以下沖刷，輸沙水量45m3/t；流量30006000m3/s，淤積比17.8，高村以上淤積，以下沖刷，輸沙水量3133m3/t；流量600010000m3/s，淤積比15，輸沙水量2730m3/t。汛期、非汛期和年輸沙水量。汛期輸沙水量多年平均3040m3/t，統(tǒng)計19601989年2，花園口最大和最小輸沙水量分別為91和9.8m3/t，利津的最大和最小為62和16m3/t。非汛期輸沙水量多年平均100m3/t，高村最大和最小分別為154.2m3/t和43.5m3/t，利津最大和最小分別為218.5m3/t和49.1m3/t。年輸沙用水總量，原定的小浪底運用以前年輸沙用水總量為200億240億m3，汛期為