引黃泥沙科學治理分析論文

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摘要：黃河下游引水灌溉的問題一直是人們關注的焦點，面對泥沙的治理問題，必須有所行動，以利于人的生活。現就相關研究進行簡單闡述。

關鍵詞：泥沙；灌溉；防治

黃河下游引黃灌區灌溉事業自50年代初期以來經過40余年的發展，已成為我國最大的連片自流灌區。到90年代初，黃河下游豫、魯兩省共建成萬畝以上引黃灌區96處，設計灌溉面積305萬hm2，總引水能力3363m3/s。據統計，1958-1990年29年間（1962~1965年停灌），黃河下游引黃灌區共引黃河水2333億m3，平均年引水80.4億m3。黃河為舉世聞名的多泥沙河流（各月平均含沙量見附表），引水必引沙，據系統計算，29年間共引沙38.65億t，平均年引沙1.33億t，約占同期黃河來沙量（花園口站）的11.6%。

黃河泥沙的引進不進加大了灌區運行費用，而且治理不好還會引發灌區土壤沙化、排水河道淤積、土地鹽堿化等一系列環境問題，影響灌區的持續發展。泥沙問題是黃河下游引黃灌區存在的主要問題之一。

一、泥沙防治利用的主要途徑

（一）引水防沙

1、選擇合適的取水口位置

黃河下游均為無壩引水。根據水力學原理并結合黃河實際，取水口位置宜選在彎道凹岸，以利用彎道環流創造較好的引水及防沙條件，引水角多在40°~75°之間。

2、選擇合適的引水時機

一般非汛期含沙量相對較低，而汛期含沙量相對較高。因此，要選擇適當的引水時機，避開沙峰引水，在含沙量大時少引水或不引水，而含沙量小時多引水，這樣就可以大大減少入渠沙量。

3、防沙工程措施及運用效果

在渠首工程布置已定的情況下，為進一步減少入渠泥沙，特別是相對較粗的底沙進入渠道，根據水流挾沙上小下大的含沙量及粒徑垂向分布特點，在許多引水門口設置防沙工程如攔沙潛堰、疊梁閘板、橡膠壩等。據觀測，潛堰的防沙效果可達12%，入渠泥沙的粒徑也明顯減小，疊梁及橡膠壩的防沙效果達20%左右。

（二）渠首集中沉沙

利用沉沙池在渠首是以往引黃灌區處理泥沙的主要措施，其方式包括自流沉沙合揚水沉沙兩種。其中自流沉沙又包括一池一用（即一個池建完后再建新池）的自流沉沙合一池多用（沉沙池淤滿后通過人工開挖再繼續沉沙）的以挖待沉兩種形式。截止到1990年底，河南省共規劃沉沙池2.74萬hm2，已使用84處，總面積0.94萬hm2；山東省已用沉沙池面積2.74萬hm2。

（三）遠距離輸沙、分級沉沙

即將渠系泥沙向灌區遠處的中下游地區輸送，在合適的位置修建沉沙地淤沉泥沙，實行遠距離輸沙，多級沉沙。由于在渠首集中處理泥沙難度較大，且灌區尚不具備渾水灌溉條件，而灌區中下游又有可供集中沉沙的自然條件，故這種方式推廣較快，如山東省潘莊灌區在70km的輸沙灌渠上修建了3處沉沙地，實行三級沉沙。

（四）渠系輸沙減淤

由于下游沿黃地面坡降平緩，引水渠道淤積非常嚴重。減少淤積的主要技術環節可歸納為四個方面：第一，選用可靠的設計參數，使設計渠道的縱橫斷面課同時滿足輸水輸沙的要求，在財力許可的情況下盡可能進行襯砌，以提高輸水輸沙能力；第二，在運行過程中要抓住黃河水位高、含沙量相對較低的有利時機進行調控運用，盡可能利用水流本身的能量減淤；第三，在水流動力無法滿足輸沙要求時，需采用機械措施輔助輸沙。第四，進行人工清淤。

（五）渾水灌溉，輸沙入田

80年代以來，隨著灌區沉沙條件的變換，部分灌區充分利用地形坡降較大的有利條件，實行渾水灌溉，引黃水沙不經沉沙池直接進入各級渠道和田間，既肥田改土，又減少了渠道淤積，一舉兩得。目前河南省26處引黃灌區中，有20處采取渾水灌溉方式，山東省也有少數灌區在上游自流區實行渾水灌溉。

（六）泥沙的利用

引黃泥沙的利用主要包括淤改、淤背、加工建材、農民用土等方面。淤改與稻改是利用引黃泥沙改造低洼鹽堿荒地的一種方式。到1990年黃河下游共累計淤改土地23.2萬hm2，開發稻田面積約12萬hm2。另外利用引黃泥沙開發建筑材料具有范圍廣、規模小、群眾自發的特點，因此受到下游群眾的歡迎。

二、當前引黃泥沙治理凸顯出的問題

過去幾十年來以集中沉沙、集中清淤為主的泥沙處理方式，導致了目前黃河下游引黃泥沙在灌區內以點（沉沙池）、線（灌排渠系）為主的分布狀況，使得77.1%的泥沙淤積在沉沙池及灌溉渠系中。進一步分析，淤積在沉沙池、淤改區、骨干渠道的泥沙約占總引沙量的一半以上，而這些區域又多分布在距黃河大堤15km寬的狹長地帶內。

從引黃泥沙科學處理合資源的合理配置來看，這樣的分布結果顯然不理想，并且已經帶來了許多問題：大量的引黃泥沙在渠首地區集中處理，使該地區泥沙環境容量迅速減小，人為增大了今后泥沙處理的難度；由于集中清淤，沉沙池及骨干渠道兩旁堆沙不斷增多，不僅占壓大量耕地，而且使周圍土地沙化、風沙加重；進入排水河道的泥沙，加重了排水河道的淤積，降低了河道的防洪排澇能力。

三、泥沙治理方式的發展趨勢

引黃渠首地區自流集中沉沙的優越條件日漸消失。自引黃以來，黃河下游沉沙占地已達5萬hm2，加上放淤改土23.2萬hm2和稻改12萬hm2，其面積已相當可觀。這些地區多位于灌區渠首附近，有的灌區渠首地區已修建沉沙池或淤改多次，原來的低洼鹽堿地不僅地面已抬高，而且耕作條件已發生了極大變化，若再用來沉沙其代價十分昂貴。所以，渠首地區原來的自流集中沉沙條件正在喪失，集中處理泥沙的形勢日趨嚴峻。

通過對黃河泥沙治理形勢的分析，預測今后黃河下游引黃泥沙治理的方式將可能出現以下幾種趨勢：

第一，渾水灌溉、輸沙入田。黃河下游具有可分散處理泥沙的廣闊平原。將黃河泥沙尤其是較細顆粒的泥沙分布到田間，既能減輕幾種處理泥沙的負擔，又能起到良好的改良突然結構、增加土壤肥力的作用，是一種最為經濟的泥沙處理方式。

第二，渠首以挖待沉、自流沉沙。在渠道比降小、輸沙能力低、遠距離輸沙難度大的灌區以及引黃提水灌區，引入的泥沙大部分仍需要在渠首處理。但渠首地區沉沙用地將會越來越少，修建新沉沙池的難度和費用將日益增大，因此，必將不得不在渠首實行以挖待沉、自流沉沙。公務員之家

第三，遠距離輸沙、多級分散沉沙。灌區中下游有可供集中沉沙的自然條件。黃河下游沿黃地區屬故黃河沖積區，在灌區的中下游地區分布有不少古河道、廢河槽、低洼地等適合集中沉沙的場所。所以沿著輸沙干渠自上而下修建多出沉沙池實行遠距離輸沙、多級分散沉沙將成為引黃灌區處理泥沙的又一有效途徑。

第四，結合黃河大堤加固處理引黃泥沙。將引黃泥沙處理與黃河大堤淤背相結合，在黃河大堤背后開辟沉沙帶，清水退入灌區，逐步抬高黃河北河地面，使黃河河床相對變低，不僅可處理引黃泥沙，而且能淤筑黃河大堤，提高堤防抗洪能力，是泥沙處理的一個新途徑。

四、結語

引黃泥沙處理利用方式的變化必然帶來泥沙分布的相應變化。隨著灌區工程條件的改善、渠道輸沙能力的提高和灌區管理技術的發展，采取渾水灌溉方式和遠距離輸沙、多級分散沉沙的灌區逐步增加，泥沙處理方式將由集中處理轉向分散處理，泥沙在灌區平面上的分布也必然出現由過去的點（沉沙池）、線（灌排渠道）為主轉向以線、面（田間）為主的變化趨勢。