浅谈黄河泥沙治理

孙靖康

（河海大学 水利水电学院，江苏 南京210098）

河流泥沙的直接来源是水土流失。土壤结构疏松，抗冲蚀能力差，气候干燥，植被稀少，坡陡沟深，暴雨集中，加上人类不合理的开发利用，是导致水土流失的主要原因。某河段水流中的泥沙，除来自流域水土流失外，还可能来自水流对河床的冲刷。当流域或上游河段来水含沙较少时，水流就会冲刷本河段河床而携带泥沙。

黄河上游水体较清，中游冲刷黄土高原，导致泥沙俱下、水体浑浊；而下游容易淤积，造成河床抬高，形成悬河，决口为患。治河当治沙，为此浅谈几点治沙理论，和大家共同学习。

1 以水冲沙原理

“以水冲沙”理论和方略的提出，源远流长。明末的潘季驯提出了“束水攻沙”、清代靳辅和陈璜提出了“以水攻沙”。新中国成立后，王化云等专家概括地提出“拦、用、调、排”四字的治河方略，其中“调”就是调水调沙。只是因为受制于当时生产力水平等因素，这一正确的认识难以实施。

大浪陶沙，惊涛拍岸。这种场景形象的论证了“以水冲沙”的正确性。泥沙比重大于水的比重，在静水中下沉；而在动水水中可以被水推动。处在动水中的泥沙，一方面受重力作用有下沉的趋势，另一方面又受到水流的冲刷、紊动(混掺、上浮、扩散)作用而被长距离携带。当泥沙所受到的重力作用大于紊动扩散作用时，泥沙就下沉淤积。当紊动扩散作用大于重力作用时泥沙将被上浮或者河床被冲刷。正是由于重力作用和紊动扩散作用的共同作用，才可以实现泥沙的长距离运动。它的运动方式大体有“推移”和“悬移”两种，河流中较粗的泥沙在河床面附近做滑动、滚动、跳跃等形式的运动称之为推移。泥沙的推移运动具有间歇性，走一会，停一会。运动的泥沙也有可能与静止的泥沙置换，即水流冲刷和泥沙淤积交替出现。泥沙前进的速度远小于水流速度。泥沙在水中(自水面至床面之间)浮游前进、运动速度和水流速度基本相同。泥沙的这种运动称为“悬移”做悬移运动的泥沙在水中的位置是时上时下，其中细颗粒泥沙能上升到水面附近，不与静止的床沙进行置换。基本保持在水的上部浮游前进。做悬移运动的泥沙中颗粒较粗的，在运动时不仅时上时下的有时候回到河床静止下来，或者与床沙置换。但是，组成河床的床沙，和做这两种运动的泥沙并没有固定的分界线。即可以互相交换，又有可能发生转换，不论做何种运动的泥沙，在相同的水流条件下，部分泥沙，都可以静止下来变成床沙，部分床沙也可以变成运动的泥沙；当水流条件变强时，部分床沙将变成运动泥沙，这就是冲刷；当水流条件变弱时，部分运动泥沙回落到床面变成床沙，这就是淤积。这样加大水的流量，窄河槽束水，水压增大，流速提高，推动泥沙加速前进，减少泥沙淤积，冲刷河道，致使水流适时携沙入海。

2 调水调沙

黄河小浪底水库运用后，黄河下游的防洪形势发生了较大变化，但多沙之河，没有改变，进入下游的水沙条件两极分化趋势更加明显：一方面洪水以高含沙中小洪水为主，水沙比例更不协调；另一方面当今气候异常，稀遇大洪水的可能性仍将存在。如不人工干预，塑造一个稳定的河槽，河道将进一步萎缩，“小水漫滩”的情况将进一步加剧，重现漫滩险情，河道排沙能力进一步降低。为此，需要不断地进行“调水调沙”，以利于河槽束水冲沙,将所携带的泥沙和河床上的淤沙适时送入大海，从而减少河床淤积，增大主槽的行洪能力，保障人民生命财产之安全。

调水调沙，适时入海。利用工程设施和调度手段，通过水流的冲击，将河床上的泥沙适时送入大海，减少淤积，增大主槽的行洪能力，在本世纪初成为现实。黄河的调水调沙就是要对河道区间来水和五座水库蓄水进行调度，人工塑造有利于下游输沙、河道冲刷和水库减淤的过程。调水调沙的科学性、时效性很强，风险不可低估，必须认真进行科学的模拟和实验。依据河势、水情和沙情，黄委会选择了三种可能出现的情况开展了三次实验，取得了巨大成功。在三次调水调沙实验取得成功并把握了一定调度规律的基础上，黄委将三次实验、三种类型年份、三种调度运行方式分别运用到以后的调水调沙生产运行中，使之成为水库调度常态。

3 “减沙”和“治河”

大禹治水，贵在创新。运动是永恒的真理，远古的“疏川导滞”在当时来说，也是与时俱进，并取得了治河成效。时间在前进，河情在变化，人们对泥沙输移规律的认知也在不断深入，治沙方略也应在不断创新和发展。黄河出现的新情况和新问题，主要原因是黄河来水来沙变化，来水量减少，来沙也有减少，但减少幅度小于水量。根治黄河的关键在于泥沙，根治泥沙,“减沙”和“治河”不失为治理黄河泥沙的创新思维。所谓“减沙”，就是通过水土保持、生态环境的修复和水利工程的拦沙，从源头上尽量减少泥沙进入河道。“治河”，就是按照水沙变化的现状和趋势，遵照有科学依据的河道演变规律，进行河道整治，形成一条高效行洪和高效输沙的稳定河道。

4 数字黄河，科学治沙

在当今的信息时代，以信息化为核心的高新技术深入运用于治黄领域。把黄河“装进”计算机，借助现代化以及传统手段采集基础数据，对全流域及相关地区的自然、经济、社会等要素构建一体化的数字集中平台和和虚拟坏境，以系统的软件和数学模型对黄河泥沙治理的各种方案进行模拟、分析和研究，为治沙对策提供科学性、合理性和预见性支持。

5 生态治沙，源头治理

泥沙泛滥，焉能使下游长黄河治久安？黄河泥沙来自黄土高原的水土流失，对黄土高原的生态保护尤为重要。发挥地方政府在水土流失保护中的重要作用，使生态效益和经济效益并重，提高人们对治理千沟万壑，提高水土保持工作的积极性。坚定不移的实施法规监督，把水土保持工作落到实处。加快推进水土保持重点工程建设。建立和完善水土保持监测网络，推进监测评价工作。加强科学技术推广，通过科学治理千沟万壑，改善生态环境，发展农业生产，从而有效推进水土保持的效率和水平。使结构疏松的土壤颗粒，不至于在水流的作用下，形成泥沙，进入河道。