黄河小北干流放淤规划若干重要问题探讨

来源：《黄河规划设计》2005年第3期              2005年12月28日   

[摘　要] 在黄河小北干流两岸广阔的滩区实施大放淤，是处理黄河泥沙的一项重大战略措施，同时还能改良两岸滩区目前较为恶劣的农业耕作条件。但在规划工作中应充分认识放淤的复杂性，努力提高放淤效益，避免不必要的影响和损失。针对当前放淤规划工作中的若干重要问题，提出了一些初步想法和分析结论，以供探讨，主要包括放淤与古贤水库的结合、无坝放淤与有坝放淤的结合、有坝放淤坝址比选、支流入黄影响分析、占压处理、生态环境影响以及淤粗排细工程措施等。

[关键词] 放淤 无坝 有坝 规划 黄河小北干流

黄河小北干流河段全长132.5km，河槽宽3～18km，河道纵比降3～6‰，两岸为高出河床50～200m的黄土台塬。左右岸共有9块滩区，总面积约682km2，人口约8万。该河段属淤积性游荡型河道，水流宽浅散乱，主流游荡不定。

2004年，黄委会在小北干流实施了连伯滩放淤试验工程，这是继3次调水调沙试验之后，探索解决黄河泥沙问题的又一重大尝试。小北干流放淤规划分为当前无坝放淤试验、近期无坝放淤、远期有坝放淤三个阶段。初步估算，近期采取无坝放淤，可放淤量约为10亿t，远期采用有坝放淤，放淤量可达100亿t左右。利用小北干流两岸有利地形引洪放淤处理和利用一部分泥沙，有利于延长小浪底和古贤水库的拦沙减淤年限，减缓下游河道的淤积抬高速度，并对控制潼关高程十分有利，是实现黄河长治久安的一项重要战略措施，对于维持黄河健康生命具有重要的意

无坝放淤是在滩区上段修建放淤闸引水引沙，争取水位，利用淤区纵比降小于滩地纵比降的差值，在放淤区取得空间来堆放泥沙的措施；有坝放淤系指在合适位置修建拦河枢纽，抬高水头，从而增加淤区放淤厚度，增大放淤量，并考虑兼顾灌溉、供水、发电等，综合利用；在无坝放淤与有坝放淤实施以前，选择具有代表性的滩区进行放淤试验，研究工程技术问题、淤区泥沙运动规律、社会约束及环境影响问题等，为大规模放淤探索积累经验。小北干流放淤不同于一般的沉沙池、淤背固堤，具有工程投资大、技术复杂、社会影响面广等自身的特点。

放淤与古贤的结合

古贤水利枢纽下距壶口瀑布10.1km，距禹门口铁桥约75km，主要开发任务是防洪、减淤，目前规划总库容165.6亿m3，长期有效库容47.8亿m3，拦沙量近153亿t。选择在古贤水库修建之后实施小北干流有坝放淤，可以创造更大的减淤效益，并为有坝放淤的实施创造多种有利条件，简要分析如下：

(1)两者相比，古贤的减淤效益更明显。从各项指标看，古贤水库在拦减泥沙特别是调水调沙方面的作用要大于小北干流放淤，在防洪、供水、发电等综合利用效益上也是有坝放淤不可比拟的，而其复杂性要小于有坝放淤。

(2)有利于实现放淤对减少水库淤积与河道淤积的双重效益。利用小北干流特殊的地理位置和有利地形，在特定的条件下容纳古贤水库排泄或冲刷的泥沙，不仅可以减少进入下游河道的粗泥沙，而且有利于延长古贤水库的拦沙年限，使其在联合调度运用中发挥更大的作用。而通过持续的增水、减沙和调水调沙等措施，可以改善黄河水少沙多、水沙不平衡的问题。

(3)有利于支流入黄。小北干流河段滩地广阔，滞洪削峰作用非常明显，自有水文实测资料以来统计削峰率为37.5％[１]，但是，由于有坝放淤厚度较大，消除了大洪水漫滩行洪的可能性，该河段巨大的滞洪削峰作用将明显降低。如果在古贤修建之前实施有坝放淤，河道行洪条件的改变将抬高洪水期沿程水位，洪水倒灌对汾河、 水河、渭河、北洛河等重要支流的汛期入黄可能带来严重的不利影响。反之，小北干流的削峰作用可由古贤水库承担。

(4)有利于降低放淤工程造价，提高安全性。对于各种频率的洪水，经古贤水库调节后，小北干流各断面的洪峰流量均小于5年一遇的设防流量，20年一遇洪水各断面的洪峰流量均小于6000m3/s[２]。因此，古贤水库可以减小放淤枢纽导流与泄流建筑物规模，降低围堰与河道整治工程的设防水位，有利于淤区临河围堤的安全。

因此，为了进一步完善中游水沙调控体系，构筑拦减泥沙的三道防线，使黄河健康生命得以恢复与维持，应努力促进古贤水库的开工建设，进而适时开展小北干流有坝放淤，发挥防洪减淤体系的综合作用。在古贤建成之前的一段时间内，可以考虑采用无坝放淤方式，初步发挥小北干流处理黄河泥沙的作用，并为今后的大规模有坝放淤进一步积累探索经验。

有坝放淤坝址比选

根据地形、地质条件，结合以往研究成果及碛禹河段梯级开发布局情况，有坝放淤可供选择的坝址主要在甘泽坡～禹门口坝段、安昌坝段两处，库区回水分别以不影响壶口瀑布和甘泽坡枢纽为准。甘泽坡坝址、尧公庙坝址、禹门口坝址、安昌坝址等各具特点，应进行技术经济比较，综合比选枢纽坝址。

甘泽坡坝址需要在两岸分别布置长各6km左右的大洞径输沙隧洞，且要穿越凿开河、无底沟、禹门口公路桥及铁桥，库区还需做好防渗处理减免对桑树坪煤矿的影响；尧公庙坝址缩短了输沙隧洞的长度，但需要在库区上游凿开河口修建一座挡水副坝，右岸修建泄洪隧洞，将凿开河洪水引至大坝以下；禹门口铁桥下游附近布置枢纽，不需要修建输沙隧洞，但横穿大河的韩城大断裂严重影响到大坝的安全，且禹门口大桥限制了水库的运用水位，影响到水能利用与放淤量；安昌坝址节约了部分总干渠与围格堤，但库区支流汾河与 水河需下延到库区下入黄，在汇流区内需要修建两道长距离的、高大坚固的防护堤隔离三条河道，穿越高岸或坝肩需要修建隧洞满足支流泄洪要求，是该坝址的难点所在。安昌坝址与禹门口坝址一样，由于库区回水制约因素较多，放淤量小于甘泽坡坝址。从目前研究情况看，甘泽坡坝址相对较优。

支流入黄问题

修建水库与淤区工程对该河段支流入黄将产生各种不同的影响，影响较大的支流主要包括凿开河、汾河与 水河。

库区内淹没影响较大的支流应考虑下延至库区以下，如尧公庙坝址方案的凿开河、安昌坝址方案的汾河与 水河等，库区回水分别影响到桑树坪煤矿、河津市与韩城市老城区的安全。这些支流应进行洪水、泥沙分析，针对不同的坝址方案选择合适的支流入黄位置及线路，布置副坝、导流防护堤或泄洪隧洞，采取安全经济合理的下延工程措施。

在天然情况下，汾河、 水河等支流受黄河淤积的影响，入黄流路不畅。以汾河为例，历史上入黄口位置经常发生变动，范围达30km 左右。这些支流入黄受到有坝放淤的影响，淤区布置要保持支流足够的排洪河宽，临支流围堤应采取裹护措施，放淤后，必须保证这些支流的流路稳定与入黄顺畅。

对于规模较小的支流支沟也应充分论证直接进入淤区的可行性，特别是淤区放淤结束后的影响分析和流路安排。

占压处理

滩区内与高塬交接地带有常住居民，左岸庙前工程以下、右岸东王工程以下比较集中，特别是新民、朝邑、永济滩内沿高岸分布有大量村镇，呈条带状分布，人口均在6000人以上，放淤将对他们的生产生活产生影响。无坝放淤淤积厚度薄、放淤时间短，影响较小，在选择淤区范围时，可以考虑避开这些村庄。

对于有坝放淤来讲，如果不采取搬迁措施，由于淤区水面可能高于滩面30m以上，放淤时必须保证附近村镇的安全，避免淹没或浸没危害；放淤后村庄实际位于高岸与淤区形成的狭长山谷之中，受地面水、地下水及其它因素的影响，居住条件将十分恶劣。因此，有坝放淤考虑结合放淤方式采取逐步向上游滩区搬迁的移民方案，放淤应采用逐滩进行的方式，淤成一块，再淤下一块，在上游的滩区淤成以后，采取盖淤复耕措施，将下游滩区居民上移，从而改善滩区人口的居住生活条件，并取得较大的放淤量。

对生态环境的影响

滩区内湿地面积约255km2[３]，左、右岸分别是省、市级的湿地自然保护区，右岸的三河湿地自然保护区还准备申报国家级湿地自然保护区。独特的地理位置和自然环境为湿地动植物资源提供了繁衍生息的场所，湿地内水草繁茂，水鸟的种类、数量繁多，栖息生存着丹顶鹤、黑鹳、白鹳、黑颈鹤、白天鹅等珍惜水禽鸟类，形成特有的生物链，发挥了巨大的生态环境效益。有坝放淤实施后，淤区顶面高程远高于大河水位，放淤将对两岸生态产生重大影响，某些影响甚至是毁灭性的、不可逆的。另外，淤区淤积物多为黄土高原冲刷而来的粗泥沙，如果处理不当，将产生风蚀、水蚀等水土流失现象，对区域环境产生一定的危害。

考虑到生态环境保护问题与放淤改土的目标，放淤后期需要采取盖淤措施，引入适合农作物和生态植物生长的较细颗粒泥沙，满足耕种和固沙的要求。如果淤区上段局部区域盖淤泥沙较粗，不能满足上述要求，则要考虑从附近高岸取土对其进行盖顶的措施。放淤以后，应加大工程措施与生物措施的投入，加强淤区的水土保持与生态建设，恢复建立新的生产、生态系统，尽量减少风沙危害与水土流失，促进生产与生态的协调发展。

淤粗排细工程措施

根据黄河小浪底水库和下游河道的输沙、淤积特性分析，只要能够控制粒径大于0.05mm的粗颗粒泥沙，就能够有效地减少其泥沙淤积。实测资料表明，粒径大于0.05mm的粗泥沙占下游河道泥沙淤积总量的80％左右。因此，放淤必须努力实现淤粗排细，充分利用小北干流有限的放淤容积，尽量减少对下游淤积影响严重的粗泥沙，发挥最大的减淤效益。

古贤水库的调节作用对实现小北干流淤粗排细的目标具有至关重要的意义，这也是有坝放淤应重点研究的课题。对于有坝放淤自身来讲，淤粗排细应着重从引水口布置、淤区围格堤布置、引退水口运用调度方式、分选粗细沙工程措施等方面研究论证。引水口位置及高程的设置应有利于多引沙、多引粗沙；研究优化围格堤布置方式，使淤区沉沙条渠的平面形态有利于粗泥沙的沉降；通过调整引水时机以及引、退水闸的运用调度方式，也可收到淤粗排细的效果；目前了解的分选粗细沙的工程措施主要有弯道溢流堰、排沙漏斗、涡管排沙等技术，比较适合于放淤工程的是前两项，即在总干渠上布置弯道溢流堰或在淤区首部布置排沙漏斗。弯道溢流堰方案在试验工程中已得到检验，效果良好；漏斗方案的优点是分选粗细沙效果明显，缺点是水头损失大、输送粗沙要求较陡的输沙比降，但有坝放淤均能满足要求，至少可以在淤区下半层大量淤积粗沙，相当于增加了淤区的有效放淤容积。

结语

小北干流放淤具有工程投资大、技术复杂、社会影响面广、放淤年限长等特点，要妥善处理放淤与滩区人口、资源、环境和经济社会发展之间的关系，全面系统地考虑各项因素，深入研究各类问题，努力提高放淤效益，避免不必要的影响和损失。

参考文献

[1] 张志坚，马继锋，郑震. 黄河小北干流“03.7”洪水分析及洪水预报方式建议[J]. 山西水利，2003，(5).

[2] 冯久成，胡文郑，张锁成. 黄河碛口、古贤水利枢纽工程开发次序综合模糊评判[J]. 人民黄河，2001，(8).

[3] 张志坚，原保平，胡天军. 黄河禹门口～潼关河段湿地保护探讨[J]. 人民黄河，2003，(12).