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黄河要告别「地上河」了?22年输沙进海32.5亿吨,下游变深3.1米

2024-01-07新闻

黄河要告别「地上河」了?22年输沙进海32.5亿吨,下游变深3.1米

众所周知,黄河作为中华民族的母亲河,在漫长的历史长河中,既为人民提供了丰富的养分,也带来了无尽的灾害。

据相关数据显示,直至20世纪60年代之前,黄河决堤引发的洪灾频仍,达到了惊人的1500次。可以说,黄河流域的发展史就是一部与洪水搏斗的奋斗史。

然而,解决黄河的悬河问题一直是各界专家长期以来的头疼难题,历经数十年乃至上百年,一些专家终于找到了最为有效的办法,即通过调水调沙进行冲刷河床。

黄河之所以成为悬河,关键在于大量泥沙从上游冲刷而下,在中下游沉积形成淤积。仅仅依赖于堤坝难以阻挡洪水的肆虐,更无法根治淤积的问题。为了彻底解决黄河的困扰,历代中国领导者采取了多种手段进行治理。

早在4000多年前,大禹就曾经对黄河进行过治理。据猜测,大禹治水的起点可能是黄河进入黄土高原的积石山地区。

由于这一带黄土容易崩塌并流入河中,也更容易进行河床的疏导。他组织民众挖掘沟渠,引导河水,以防止泛滥。通过持续不懈的努力,终于成功治理了黄河的泛滥,使人民免受水患之苦。

在此之后的几千年间,黄河泛滥的情况时有发生,决堤引发洪灾高达1500多次。历代领导者都采取了传统的治理手段,包括挖掘沟渠、堆筑堤坝等。

为了防范洪水泛滥,人们在河道两岸修建了高大的堤坝。然而,这只是治标不治本的措施。随着堤坝高度的增加,河床也相应升高,形成了所谓的「地上河」。

根据统计数据,黄河每年携带着大约16亿吨的泥沙,其中有12亿吨流入海口,而另外的4亿吨则在下游河床沉积。如今,河南开封地区的黄河河床比城市地势还高出10米。这不仅无法根本遏制泛滥,还增加了堤防溃坝的危险性。

有人或许会提出,为何不考虑将黄河的沙土进行挖走呢?然而,这个任务实际上是一项十分艰巨的工作。以天鲲号这种重型设备为例,每年的沙土挖掘量大约为5000多万立方米,按照每立方米湿泥沙1.6~1.7吨的换算,最大年挖沙量也只有8935.2万吨。

也就是说,要想完全清除下游的泥沙,需要协调四艘天鲲号同时进行作业,并且这还需要一整年的时间。然而,有人或许没有意识到,黄河下游每年都会有4亿吨新的泥沙产生。

此外,黄河内的泥沙大部分都缺乏实际价值,因为它们无法用于农业用地,也不适合作为工业建筑材料。

想象一下,即便成功将泥沙挖出,又要将它们运送到何处呢?而且,这种做法只是治标不治本,因此解决这一问题的难度相当巨大。

直到20世纪50年代开始,中国对黄河进行了全新的科学治理。首先,通过调整上游的调水方式,改变河道沉积物,疏通河道,清理淤积来进行水沙调度。

其次,在黄土高原进行大规模的植树造林,以增加植被覆盖,减少水土流失进入河流。第三,实施北部绿化改良以及黄土坡移山填沟等措施,以减少泥沙输入河流。通过这些措施,黄河泥沙淤积问题得到了显著缓解。

除此之外,黄河上的水坝建设对于黄河水沙调度工作起到了至关重要的作用。2001年,小浪底水库的建成使用使这项工作真正迈入正轨。

值得一提的是,小浪底水库位于黄河干流的最后一个峡谷出口处,它掌控着黄河流域91%的水量和几乎全部的泥沙。小浪底水库宛如一道庞大的水闸,能够根据需要调节释放洪水和泥沙的比例。

在洪水季节,通过巧妙地开启小浪底等水库的闸门,人工调配洪水成为调水调沙的首要步骤。这经过精心设计的洪水具有强大的冲击力,能够迅速推动水库和河道中的淤积泥沙向下游流动。

与此同时,下游河道也经历了全面的治理。采用了多种手段,如爆破、机械清淤等,对河道进行疏通,清除河床和两岸的淤积泥沙,以防止水流受阻。

在河道治理的同时,通过修建河岸护坡、种植固岸植被等水利工程手段,加强了河岸的稳固,有效防止了泥沙对河道的侵蚀和损害。

然而,调水调沙工作成功的关键在于「束水冲沙」。这一策略的实施方式是在河道的特定范围内集中水流,形成高速的人工泄洪,利用水流强大的冲刷力量来冲击河床底部的泥沙,迫使泥沙下移或悬浮,并最终被水流带走。

「束水冲沙」方法能够迅速降低河床高度,显著增加黄河的洪水过境能力和泄洪通道。为了实现这一方法,需要逐步收窄河道,并在洪水期间临时增大河道的水量。

这一思路早在明朝时由治黄专家潘季驯提出,但当时的技术条件不足,难以实践。现今,依托小浪底等新建水库的调水作用,这一策略终于可以得以系统实施。就像冲洗马桶时通过集中水流产生强力虹吸作用一样,黄河也采用了相似的方法来疏浚河道。

据相关数据显示,黄河下游某河段的流量在调水调沙的作用下,从1500立方米/秒提升到了5000立方米/秒,导致河床显著下降,河道的泄洪输沙能力也相应增强。

通过22年的科学调度,每年黄河可清除的泥沙量达到1.5亿吨,相当于黄河年平均输沙量的十分之一。

这一持续的工作使得黄河河床整体下降了3.1米,部分河段的淤积问题得到明显改善。因此,调水调沙的实施为治理当代黄河开辟了正确的途径,解决了这条母亲河多年来一直存在的「河床抬高」问题。

值得强调的是,「束流冲砂」被认为是百年来治理黄河最为有效的手段之一。它不仅极大地缓解了下游河道的淤积压力,也提升了黄河的防洪标准和过河能力。

在三门峡水利枢纽实施的水量缓冲措施下,这项冲砂方案预计将持续相当长的一段时间,导致黄河河床逐渐加深,其过河能力也将随之不断增加。

未来几年内,有望基本解决黄河下游的淤积问题。这一历史性突破的关键在于与三门峡水利枢纽的协同作用。两个流域的协同调控为我们提供了重要的启示,需要从更宏观的角度规划水利工程,这是应对未来挑战的重要途径。#优质作者榜#