探讨黄河下游泥沙的治理与开发

李鹏　索彬　汤克章

（齐河县河务局，山东 齐河 251100）

【摘要】黄河下游泥沙淤积状况日益严重，进年来。由于泥沙问题引发的灾害也越来越频繁，所以，泥沙灾害应该得到较好的预防和控制。同时泥沙也是我国一种非常重要的资源，如果得到合理的开发和利用，将是治黄治沙的一大进步，本文将针对上述问题展开讨论。

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关键词 黄河下游；泥沙；治理与开发

1黄河下游泥沙灾害初步研究

灾害按照起因分自然灾害和人为灾害！根据原因、发生部位和发生机理划分有地质灾害、天气灾害和环境灾害、生化灾害和海洋灾害等。而黄河主要是泥沙灾害，泥沙灾害是由于泥沙的长期侵蚀、搬运、堆积而形成的自然现象和过程。泥沙运动的直接表现是泥石流、滑坡、土壤流失。泥沙运动还可以带来其他的灾害。例如因泥沙运动产生的洪水灾害，滑坡灾害。本文重点在研究泥沙灾害，就此以黄河下游为例做出讨论！

2下游泥沙灾害的形成及结构

黄河下游区域灾害较多，像洪水灾害、土地沙化、河岸侵蚀、洪涝、以及土壤盐碱化等因泥沙运动引起的灾害。

２．１洪水灾害

洪水灾害在黄河下游发生的危害性是很大的。而黄河灾害之所以频繁发生的原因，基本与泥沙淤积有关，包括过去黄河频繁的决堤，以及现在的提放建设。黄河下游从1950年至1996年，年均淤积约2.1亿吨，这可造成两堤间河道年均抬高3.8CM左右。从1964年至今，下游3 000 m3/s流量水位平均单位淤积上升量比1950年至1960年高2倍以上。由于滩地糙率明显高于河槽，1958年至1998年期间，下游设防流量(相近于1958年洪峰流量)与3 000 m3／s流量的水位抬升量相近（图1）。另外，二级悬河有助于形成“滚河”“斜河”等不利的防洪形势。

黄河的不利地势，增大了洪水灾害的可能性和危害性！随着未来黄河水量引用的增加，下游径流将继续减小，河槽进一步萎缩，一旦黄河洪水泛滥，其造成的损失是不可估量的。

2.2土地沙化

黄河来沙中占比例较高的是悬沙中沙粒组分（>0.05 mm），床沙中沙粒组分达76%（根据1965年至1985年下游大断面床沙粒度1133组观测数据平均）因此，沙化土地的母质是在水流动力的较强条件下堆积而来的沉积物。黄河下游的土地沙化现象严重，像决口冲积扇、废弃河床、饮水渠道堆积等！

2.3河岸侵蚀

沙和沙粉是黄河下游游荡段河岸的主要组成物质，此种物质抗蚀力极差，然而黄河水流含沙量很高，河床比降大（2/10 000左右），水流具有很强的造床能力。故此，即使在自然状态下，黄河下游游荡段坍岸速率高达470 m/a（三门峡建库前历年平均值），然而同样为多沙游荡河流的布拉马普特拉河坍岸速率只有（6～275）m/a， 长江最大也只有200m/a。

河流上修建水库，向下游泄放清水， 河流的挟沙变得不饱和， 河岸侵蚀有时会表现得十分强烈。黄河下游在三门峡水库运用初期下游河岸侵蚀情况如图2，此期，孟津至陶城埠共塌失滩地近327 km2。

3减灾策略

上述分析揭示出，由于黄河来沙相对偏多，泥沙在下游河床中和引水渠道中淤积强烈以及不合理淤积分布包括不同粒度泥沙的分布产生或加重了下游泥沙灾害。 黄河来沙偏多可以说是一种地质现象，显著减沙需付出很大的努力。但可以从改变泥沙分布的角度改造下游泥沙灾害环境。从大局着眼，显然大幅度减少下游淤积， 并将大量泥沙引入两侧平原是减轻下游泥沙灾害的优选策略。大幅度减少下游泥沙淤积可通过调节来水来沙形成高含沙水流， 或整治河槽形态， 加大水流挟沙力的方法。 不过，输沙入海产生的河口延伸将在长时期中成为加重下游淤积的一个重要影响因素，在黄河来沙不能充分减少的情况下，为实现长期稳定河道的目的， 应尽量将来沙引入两侧平原堆积。 不仅要继续进行正在实行的背河淤堤， 而且要实行更大范围的引水引沙，将黄河通过周期摆动让泥沙均匀堆积在黄淮海平原的历史现象变成人为控制的现实。由此可见， 黄河下游的治河防洪， 水资源利用和改造下游两岸平原的灾害环境是相统一的。

4黄河下游泥沙资源的利用

水有着同样悠久的历史，黄河泥沙的“用”将利用黄河泥沙作为一种资源和黄河会成为治黄发展史上辉煌的一篇。

4.1黄河泥沙是宝贵的自然资源

千万年来黄河泥沙作为一种自然资源，履行着“填海造陆”使命。广阔的黄淮海平原正是由于黄河泥沙的存在，得以形成、扩大，中华儿女有了繁衍声息的场所和丰富的土地资源。因此黄河泥沙是国土资源的一部分，不仅过去是，现在和将来也是。

黄河泥沙还是天然的肥料，富含氮、磷、钾，大家知道黄河滩地种出来的水稻最香。

4.2黄河泥沙利用现状

以往黄河泥沙主要用于造陆、改良土壤种植水稻等农作物，20世纪90年代后期开始用于下游两岸堤防的加高加固，淤背、淤筑相对地下河。

最近，山东省研究生产了以黄河泥沙为主要原料的“黄河砖”，为黄河泥沙提供了又一用武之地。

另外，武汉大学、黄河河南河务局等单位联合，在杨国禄教授领导下研制黄河淤沙固结技术。他们以“以沙治沙、以黄治黄”的理念，看到了黄河泥沙这一取之不尽的资源，以及广阔的市场前景，把黄河泥沙作为一个产业之源，把黄河泥沙的开发利用作为一个产业，将黄河泥沙在它的出处资源化、产业化。他们认为黄河泥沙的综合利用有利于黄河健康，有利于抑制悬河的发展，有利于疏通行洪河道；固沙之本在于水土保持，固沙之标在于减少淤积，泥沙之光在于发展产业。他们应用泥沙工程学、材料学、结构力学等交叉学科的相容性，从黄河淤沙的物理组成和力学性能研究入手，探索黄河泥沙资源化的可行性，提出黄河粗、细淤沙的科学固结方法和工艺。经过大量的研究他们认为把黄河淤沙固结作为修筑堤防、抛石或其它建筑材料是完全可能的，也是可行的。

4.3黄河泥沙应用市场

4.3.1造陆

据统计1950～2000年上海市造陆1000km2，上海市规划2000～2050年再造陆1000km2。据王兆印教授介绍，长江口造陆每年需3.5亿t泥沙，加上10％不能用来造陆的细泥沙，河口来沙不能少于3.8亿t，才能维持河口平衡。现在，上海每年缺沙1亿t，未来50年缺沙约50亿t。不仅如此，其它沿海地区造陆对泥沙有着巨大的需求。

黄河肩负着南至淮河、北至海河广大地区的陆地延伸扩大与加高的任务。但是由于束水攻沙修筑堤防，陆地的延伸扩大仅限于入海口，陆地的加高仅限于两岸大堤之间，一段时期内仅限于生产堤之间。以至于形成了悬河乃至二级悬河。两岸大堤使黄河无法自由摆动，无法充分发挥其自身的造陆功能；同时两岸大堤又是黄淮海平原社会及经济发展、人民生命财产的必要保障。因此黄河的造陆使命，自然应该由黄河两岸的儿女们来承担。填补低洼地，扩大黄淮海平原具有广阔的市场前景。

4.3.2淤背、淤筑相对地下河

黄河两岸标准化堤防的建设已初见成效，背河侧淤宽100m，其高程与2000年水平设计洪水位齐平。未来一定时期内淤筑相对地下河，也将有一个较大用沙要求。

4.3.3河防及建筑

利用黄河河道中挖出的泥沙代替建筑材料，烧制成砖、烧结成石等，发展第三产业。仅淄博高青县用黄河泥沙烧结“黄河砖”每年需要黄河泥沙480万m3。

利用杨国禄教授研制的黄河淤沙固结技术，用黄河泥沙制成其它建筑材料，如堤防加固、丁坝强基护面、黄河抛石、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设。

黄河泥沙的河防和建筑材料市场是一个亟待开发的、具有可观经济和社会效益、广阔而又长期的市场。

4.3.4绿色市场

用黄河泥沙种植的蔬菜和粮食以无污染、营养丰富、味美著称。黄河小北干流滩地种植的芦笋以及河南原阳黄河滩地大米远销海外。黄河泥沙使黄河滩地成为天然的绿色农场，它的使用历史悠久，然而这一绿色农业资源自古以来就是无序的免费使用。因此这是一个亟待开发和重视的绿色市场。

4.4黄河泥沙利用及其市场开发的意义和必要性

泥沙是黄河难治的症结，大量泥沙淤积在下游河道，使之成为举世闻名的地上悬河。为了缓解黄河下游防洪的险恶局面，保障黄淮海平原的安全，人民治黄以来，先后四次加高大堤，堤防高度已达10m～14m。近年来黄河下游主槽淤积严重，“二级悬河”日益加剧，防洪形势严峻。

清华大学王兆印教授经过多年精心研究，提出了生态修复理论，根据植被——侵蚀动力学方程，将生态修复区分成不能自动恢复的植被恶化侵蚀增长区、需要付出努力人工修复的过渡区、可以自动修复的植被覆盖率增加区。根据王教授生态修复理论，黄土高原生态环境极其脆弱，极易进入植被恶化区，远离自动修复区。因此黄土高原的生态修复及山川秀美计划是一个相当长期的工作。在未来一个很长的时期内黄河泥沙仍将源源不断地进入黄河。黄河小浪底水库的拦沙减淤年限有限，20年左右拦沙库容将淤满，黄河下游河道又将面临大幅度淤积抬高的局面。

4.5黄河泥沙利用及开发方法

黄河泥沙的利用及开发方法可以是多种多样的。开发初期，由于黄河泥沙利用市场尚未成型，国家可以投入一定的补贴鼓励个人、企、事业单位共同参与，让他们有利可图，愿意积极参与。当泥沙产业市场开发成型时，国家、企事业单位、个人共同受益。

进行有序、自愿、自由的黄河泥沙利用开发。鼓励，并大力开展跨学科的黄河泥沙应用技术研究。让黄河泥沙这一矿产资源能够在建筑、材料等领域得到充分的开发利用。

4.6引水引沙对策研究

在黄河流域引水用水建设中，总是以多引水、少引沙为目的。引水闸位置选择在易引水避沙的地方，在结构设计中研究设计了各种各样的防沙设施。从黄河下游引水引沙统计资料看，引水含沙量小于河道含沙量。这使原本水沙比例失调的黄河水，水沙条件恶化，不利于黄河的治理。新疆大学周著教授研制的分沙漏斗，可将引水中所引泥沙的95％分选出来，送回黄河。这一技术已在黄河支流北洛河、黄河小北干流得到应用，一两个分沙漏斗对黄河的影响可能不大，但是如果这项技术在黄河上下推广开来，将使黄河水沙条件更加不利。

向排污的工厂必须处理污水一样，为了黄河的利益，在引水用水的同时应同等引沙用沙，弃沙则须交纳泥沙的处理费用。泥沙和水一样同为自然资源，在收取水费的同时应同时收取沙费。应制定具有黄河特色的引水、引沙政策。并鼓励引水同等引沙，或多引沙。尽可能地避免水沙条件恶化。

总上所述，黄河下游泥沙的治理是一项长期而重要的任务。我们要将治与用相结合，将害转化为利。

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参考文献

［１］林秀山.小浪底水利枢纽在黄河治理开发中的地位及工程任务[J].人民黄河, 1993(3):1-4.

［２］卞玉山,等.山东省引黄灌区渠首沙化的防治[J].人民黄河,1993(1):33-36.

［３］钱宁,等.黄河下游河床演变[J].北京:科学出版社,1965.

［责任编辑：杨玉洁］