黄河调水调沙分析与思考?黄河调水调沙分析与思考

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黄河调水调沙分析与思考?
黄河调水调沙分析与思考

黄河调水调沙分析与思考?黄河调水调沙分析与思考
黄河调水调沙
　　1．五次调水调沙,利津平均流量2425m3/s,平均含沙量19.28kg/m3.每排1吨沙耗水51.9m3.而小浪底水库运用7年,利津平均含沙量11.34kg/m3,每排1吨沙,耗水88.1m3.若除去调水调沙外的输沙量,则不调水调沙的利津含沙量为10.90kg/m3,排1吨沙,耗水91.7m3
　　2．排沙入海的效益达到了以往水平
　　五次调水调沙下游河道排沙比为19.28/5.94=3.25.而按水库排沙比0.167,则按三门峡水库运行的公式(16),下游河道排沙比为3.30.
　　3．出利津含沙量与以往同流量的水平一致
　　Q=2000m3/s~3000m3/s的10场洪水,三黑小含沙量8.93kg/m3,利津21.8kg/m3.
　　调水调沙,小浪底含沙量5.94kg/m3,利津含沙量19.28kg/m3.
　　(二) 冲刷降低了下游河道洪水位
　　1．1999年~2002年未调水调沙,除花园口和利津同流量水位有所降低,其余四站,同流量水位则完全相反,不是降低,而是有所抬高.
　　即令是清水下泄,却抬高了水位,可见细水长流而不调水调沙(加大流量)是不行的.
　　2．2002年调水调沙后,六站的水位均有明显降低.
　　3．至2006年,大流量水位流量关系迅速平缓,即小的水位增加,可获得很大的流量增加.这正是扩大造床流量和平滩流量的好机会.
　　(三) 加大了山东河段冲刷的比例,避免了“冲河南、淤山东”
　　1．前述1999年至2002年未实施调沙前,尽管下泄清水,夹河滩~艾山同流量水位发生抬高,就是一种“冲河南、淤山东”的现象.幸好,调水调沙后,山东河段不仅发生了冲刷,而且比例为14.03较之三门峡运用期间的9.13%偏大53.7%.而且是全下游河道均衡冲刷,反映出水位降低下全河段基本一致.
　　2．据表6,若去掉500~2000m3/s以下的流量,则山东河段输沙能力基本上均大于河南段,所以调水调沙加大其冲刷表是必然的.
　　3．1960年至1996年资料进一步表明,汛期“淤河南,冲山东”枯期则相反.可见加大山东河段的冲刷,就要尽量避开中小流量.
　　2．调水调沙在加大平滩流量上非常有效
　　全河冲刷较均匀集中主槽
　　尽管5次调水调沙总冲刷量2.76×108t,占总冲量13.23的21%,但是由于大流量冲刷是窄段冲的多,宽段冲的少,甚至淤积,实际是实现泥沙搬家.实际窄段冲刷量是远大于2.76×108t.这正是平滩流量普遍加大(实际是窄段加大多)的原因.这正是调水调沙能大幅加大平滩流量的原因.
　　可见调水调沙最大效果在于利用大流量冲刷改善了900km的河道,使平滩流量增加1000m3/s~2000m3/s.大大减少了中小流量对滩区的淹没,避免了小浪底水库中小洪水蓄水带来的防洪风险.
　　(五) 调水调沙的其它效益
　　调水调沙对水库淤积有一定改善作用,表现在：调整了水库淤积部位,将变动回水区的部分淤积泥沙冲刷(变动回水区最大冲深10m-18m)至常年回水区,减缓了水库淤积翘尾巴.同时加大了细颗粒泥沙出库,特别是促进了异重流和浑水水库泥沙排泄,并制造了人工异重流.总之,减缓了淤积,改善了淤积部位.此外,下游河道河槽冲深,对某些河段有缓解“二级悬河”的不利势.
　　(六) 总结调水调沙,其思路是：到2002年初,下游河道最小平滩流量仅1800m3/s.从以人为本考虑,如避免滩区淹没,小浪底水库就可能必须蓄水.但是小浪底水库原定防洪任务是流量大于8000m3/s时才蓄水,若将中小洪水蓄至水库,则防洪风险太大.前面已指出,在小浪底水库蓄水后至2002年从水位变化看是“冲河南,淤山东”,这是很不利的,也是很难堪的.可见此时调水调沙的目的,就是扩大造床流量,改善河道,使上下河段均匀冲刷,尽可能解决这个防洪瓶颈.根据近些年来水少的条件,要求将平滩流量扩大到3500m3/s~4000 m3/s.设要求扩大至3800m3/s,按平均流速2.00m/s,若流量平均扩大2000m3/s,应扩大过水面积1000m2.则按河长900km,河槽要平均冲刷9.00亿m3,相当于冲刷12.15亿m3.小浪底水库实际运行7年,下游河道实际冲刷13.23亿m3,最小平滩流量也达到了3500m3/s.此值略小于要求扩大的平滩流量3800 m3/s是合理的,因为有一部分冲刷是扩大了平滩流量已经很大的断面.可见前几年调水调沙围绕扩大平滩流量、改善河道进行,不仅仅是减少下游河道淤积.这是完全正确的.这种利用调水调沙来治理黄河下游河道,已远不是（水库）拦沙和减（少下游河道）淤.它是治黄思想的一种升华,也是世界河道整治工程的重大创新.
　　（一）调水调沙的巨大潜力
　　1．对1960年至1996年实测资料“调整”
　　通过调水调沙,完全有可能使1960至1996年黄河下游做到不淤.要做到这一点,有不同的调配方式.
　　2．1964年11月至1996年实测资料的“调整”
　　由于前述资料中有1960年9月15日至1964年10月,有三门峡水库下游冲刷的有利条件（来沙少）,因此去掉了这一段资料.对其余资料的调整亦见表13.
　　3．不同来水来沙条件调水调沙前景设想
　　不同来水来沙条件下,调水调沙的设想方案如下.采用调水调沙的水量为全年的75%,以利津平均流量2468m3/s排走含沙量36.3kg/m3为标准.虽然来水来沙与利津的不尽相同,但平均而言,差别显然较小,加之手头无这项资料,故假定其相同.以利津做标准,条件更严格一些.在表13中对五种年径流量计算了调水调沙效果.可见当用75%的水量可能排走的沙也是较大的.它们的差别在于径流量愈小,不仅输走的沙量少,而且枯季水量少,平均流量小.
　　充分发挥调水调沙潜力的条件
　　前面指出,若要充分发挥调水调沙的潜力,用75%来水排走全部来沙,需要一定条件.主要的有两个方面：认识上观念上的转变；相应的可行性研究和工程配套设施.
　　1、观念上的转变.尽管调水调沙已经六年,取得了巨大的经济社会效益,但是社会上以及在部分水利工作者中,限于以往的经验尚不够理解,有的颇有微词.因此促使一些观念转变是很必要的.这包括：（1）充分认识黄河下游河道的两面性,并尽可能利用其有利的一面；如堆积性与洪水时的巨大输沙能力；游荡多变与平衡的趋向性；多来多排多淤及挟沙能力的多值性；“冲河南,淤山东”或者相反等.（2）在掌握了黄河输沙和演变规律后,在相应的工程条件下,是可以对它控制的.几年的调水调沙,证实了在一定条件下,可以将原来的减淤任务上升了一个台阶,做到了改善河道,并且从今后远景看,通过研究和试验,调水调沙有可能使下游河道做到相对平衡,或者几乎没有淤积,再上升一个台阶.
　　2．配套工程的实施.要大规模调水调沙,目前的水库工程远不配套.调水调沙的最大困难是调沙,为此,要有大的水库蓄水、蓄沙、冲沙.因此有效的调水调沙,至少要有两个大的水库,特别是需要制造较高含沙量和洪水时,尤其如此.例如上库提供水,下库提供沙,制造30kg/m3~40kg/m3含沙量洪水,并且顺利向下输送是不难的.为此要争取古贤水库上马.当然在古贤水库上马前,也应想法在可能条件下,利用现有水库,扩大调水调沙十分规模.