鼎力推荐中国水情分析研究报告Word文档格式.doc
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黄河小浪底水库以下游防洪为首要开发任务,其防洪目标能否实现,关系到黄河下游防汛抗洪部署和黄淮海平原的安全。
而“96.8”中常洪水大漫滩的异常,已警示人们“十五”期间黄河下游洪水威胁形势和不利的防汛抗洪局面。
通过对黄委会勘测规划设计院编制的《黄河小浪底水利枢纽初步设计报告》(以下简称初设报告)研究,笔者认为,其防洪设计存在严重错误。
其错误明显表现为:
防洪设计只计算洪峰削减,就断定能提高下游河防工程的防洪标准,脱离了黄河是多泥沙河流、下游河道目前已经是普遍的二级悬河的实际。
为方便研讨,现将小浪底初设报告第四篇《工程规划》第五章《防洪》“对下游防洪作用的分析”(Ⅳ-37-42页)重点内容抄录于下:
“小浪底水库投入干支流水库联合防洪运用,对减轻黄河下游洪水威胁具有显著作用,归纳如下:
“一、千年一遇洪水,可将花园口洪峰流量削减到22500m3/s以下,使下游防洪标准由60年一遇提高到近千年一遇;
北金堤滞洪区可不使用。
”
“二、百年一遇洪水,可控制花园口洪峰流量不超过16000m3/s,孙口洪峰不超过13500m3/s;
东平湖新湖区可以不使用。
“三、花园口22000m3/s以下较大洪水,均可削减到10000m3/s以下,大大提高了下游防洪的安全程度;
同时减轻了滩区的淹没损失。
“四、即使超过黄河下游防洪设计标准,遇花园口万年一遇洪水,小浪底水库也能有效地削减洪峰、洪量(10000m3/s以上洪量),减轻洪水对下游的威胁。
“综上所述,小浪底工程建成生效后,提高了下游河防工程的防洪标准,花园口至东平湖河段可达近千年一遇,东平湖新湖区的分洪机率为150年一遇;
千年一遇以下的洪水,可不使用北金堤滞洪区。
”
一、水库削峰使洪水输沙能力降低,河道因淤积加重是排
洪能力下降而不是提高
(一)宽河防洪特点是大水出好河,三门峡调节是减少了大洪水出现机率
黄河下游实行宽河防洪,宽河道河宽达5-20km,两岸临黄大堤长1400km,大堤之间河道面积约4000km2,居住着168万人口。
河口三角洲流路不断变换,面积达5200km2,有我国第二大油田――胜利油田。
实行宽河防洪的黄河下游河道,不是一般大江大河意义上的行洪河道,有的称其为河道平原。
主要承担泄洪输沙任务的是河槽,约占河道面积的1/3,广大滩区在大洪水时滞蓄洪水。
统计50年代发生的5次10000m3/s以上大洪水,滩淤22.71亿t,槽冲16.65亿t,河道淤积6.06亿t,滩槽高差增大,平滩流量增加,河槽规顺,防洪能力提高。
7次6000-10000m3/s中型洪水,滩淤4.037亿t,槽淤2.368亿t,也形成6亿t多的泥沙淤积,由于滩槽同淤,防洪能力基本不变。
而平滩流量以下小水,淤积则全部发生在主槽里;
非汛期冲滩淤槽,使主槽变得宽浅,排洪能力下降。
河工经验是“大水出好河”,也有的说是“小水是坏河之水”。
平滩流量成为黄河下游防洪能力的重要标志。
三门峡水库投入防洪运用,是蓄洪削峰调节洪水,下游河道大洪水出现机率减少,是必然结果。
事实是,在50年代10年里,花园口出现10000m3/s以上大洪水9次,平滩流量一般为6000-8000m3/s。
1958年22300m3/s大洪水之后,平滩流量增加到8000-10000m3/s。
而三门峡水库运用后的40年里,花园口出现10000m3/s以上洪水只有2次,并且都是三门峡以下降水为主所形成的洪水。
三门峡以上大洪水和与三门峡以下汇合形成的洪水,在花园口皆未出现10000m3/s以上洪水。
实测数据为:
50年代滩地淤积27.901亿t,占76.77%;
主槽淤积8.200亿t,占23.23%。
三门峡水库在1960―1991年31年运用期间,滩地淤积2.815亿t,占8.44%;
主槽淤积30.542亿t,占91.56%。
三门峡水库使下游河道主槽淤积比率增加,这就是二级悬河产生的根据。
小浪底工程发挥防洪作用,是通过水库蓄洪削峰,使下游河道的洪峰得到削减而实现的。
三门峡水库削减洪峰,下游河道形成二级悬河;
在下游河道目前已经二级悬河的河道断面形态下,小浪底水库进一步削减洪峰,必然是二级悬河的加剧发展。
(二)级悬河断面下的行洪不畅及严峻洪水威胁
1996年8月5日花园口出现7600m3/s中型洪水,3000m3/s左右流量就进滩。
由于洪峰演进速度特别慢,从夹河滩至高村河长120km,洪水用时120小时,为正常洪水用时的6倍。
1855年决口改道前,大洪水才上水的原阳、封邱、开封等高滩,也漫水1m多深。
据黄委会河务局卢杜田同志研究,按现状河道情况推算,如果发生花园口设防标准以内的22000m3/s洪水,下游大堤将全部偎水,有240km临黄大堤超高不足(不含超高小于0.5m的390km);
有686km堤身断面不满足浸润线要求,滩地滞水将高达20亿m3。
(人民黄河1997年5期)
水利部《黄河的重大问题及对策》课题组1999年10月报告认为:
“由于下游河道的累计淤积,致使河道排洪能力大幅度降低,1958年花园口、高村站洪峰流量分别为22300m3/s和17900m3/s时,相应水位为94.42m和62.96m,如在1997年河道边界条件下,花园口、高村站仅能过流3500m3/s和2000m3/s,同流量下过流能力大大降低。
1933年洪水是60年一遇,花园口最大洪峰流量22000m3/s,与1958年洪水为同一数量级,但由于是高含沙洪水,危害特别严重。
北岸在河南省封丘县的贯台一带决口,冲跨华洋民埝,在大车集上下、石头庄一带破堤北流,堤决33处,溃水北金堤于陶城铺汇入主河。
次年该河段又有四处决口发生。
南岸自兰考县的小新堤、四明堂决口,水分三路汇入南四湖。
洪水受灾地区有河南、山东、江苏、河北等四省30个县,受灾面积6592km2,灾民273万,死亡12700人。
1933年时下游河道为滩高槽低,现在则是二级悬河形态下的行洪不畅。
(三)小浪底削峰能“显著”提高黄河下游防洪标准的防洪设计缺乏科学根据
从以上小浪底水库防洪设计可见,其提高下游防洪标准的主要依据,是水库削减洪峰。
多泥沙的黄河,下游河道行洪输沙能力,与洪水流量正相关,并且河道断面形态也有重要影响。
而防洪设计仅凭水库削减洪峰,就断定下游防洪工程能“显著”提高防洪标准,这是不符合黄河洪水输移实际和下游河道行洪输沙规律的。
国家计委国土局原总工程师刘善建同志说,黄河下游河道的输沙能力与流量的高次方成比例。
任何流量过程的变化都将影响入海沙量和河道淤积量。
任何滞洪削峰措施,拉平洪水过程,对防洪都是有利的,但是却带来增加河道淤积的副作用(《治黄必须针对水少沙多、水沙过程不相适应的矛盾》《当代治黄论坛》)。
黄委会水科院在《黄河下游河道淤积情况及1984年至1995年发展估计》人民黄河1985年3、4期)中指出,黄河下游的排洪能力主要取决于河床的淤积状况,下游河道的淤积状况主要取决于来水来沙条件。
初设报告也同样认为,“黄河下游河道的冲淤变化主要取决于来水来沙条件和河床边界条件,作为下游侵蚀基准面的河口条件也有一定影响,其中来水来沙条件是主要的。
”(Ⅳ-55页)
黄河防洪问题复杂,因为洪水高含沙;
在清水河有效可靠的防洪措施手段,在黄河就不灵,因为对洪水削峰还带来其他关联性影响,即极大地改变了来水来沙条件,使下游河道冲淤发生重大改变。
初设报告单凭削减洪峰,就确定能“显著”提高下游防洪标准,这样的防洪设计是缺乏科学根据的,其“使下游防洪标准由60年一遇提高到近千年一遇”的目标,是不可信的。
二、三门峡上拦工程调节洪水形成下游二级悬河教训小浪
底没汲取
(一)三门峡等上拦工程调节洪水导致下游二级悬河
小浪底水库位于三门峡坝下峡谷河段,调节洪水泥沙及其对下游河道的冲淤影响,与三门峡水库相同。
三门峡水库等上拦工程,从1960年起在至今40多年的运用中,使下游河道断面形态,由50年代河道的滩高槽低,淤积演变为二级悬河,排洪输沙能力降低,洪水威胁加重。
对此事实,初设报告也有清楚明白的介绍。
初设报告《减淤》章《1950-1983年下游河道冲淤概况》中说:
“三门峡建库前(天然情况)下游河道淤积主要是洪水造成的,……1965年7月至1974年6月由于滞洪运用和冲刷水库前期淤积,……该时段泥沙主要淤积在河槽内,滩槽高差变小,夹河滩上下出现了悬河中的悬河。
下游各站同流量水位(3000m3/s)下的水位迅速抬高1.5-2.5m,平均每年上升0.2-0.3m,是有资料以来上升最快的时期。
1973年8月花园口洪峰流量5000m3/s,花园口至石头庄160km长的河道内,水位比1958年22300m3/s的水位还高0.2-0.4m。
此后,二级悬河又继续发展。
据1982年航测遥感资料,铁谢至利津的内滩(生产堤至滩唇之间)面积969km2,外滩(生产堤至大堤之间)面积1818km2,中水河槽(包括嫩滩、边心滩及心滩)面积1017km2,生产堤内外滩临背差1-2m,全下游河道普遍的二级悬河已经基本形成。
到1992年小浪底水库开工前,二级悬河的滩唇临背差部分河段已高达4m多。
这是三门峡水库等上拦工程运用后,对下游防洪最突出的不利影响,理应成为小浪底水库防洪设计的重要参考和依据。
然而,初设报告却追求为下游减淤。
(二)小浪底水库的减淤设计与下游防洪能力提高无明显相关性
黄河下游是大水出好河,防洪要求滩高槽深,河道淤积量与排洪输沙能力没有直接相关性。
初设报告在《减淤》章提供了以下成果:
“根据计算和分析,小浪底水库对下游河道的减淤作用是:
五十年内水库拦沙100亿t,下游减淤约108.1亿t,其中水库拦沙和正常调水调沙减淤约91.1亿t,人造洪峰34次减淤17亿t。
同现状工程相比可减缓下游河道淤积约29年。
”“为了留有余地,在进行小浪底水库工程的经济分析时,只考虑小浪底水库拦沙102亿t,对下游减淤量77亿t,其减淤年数为20年。
”(Ⅳ-72-73页)
三门峡水库等上拦工程运用的实际是,下游河道淤积减少,不仅不是防洪能力提高,由于改变了泥沙淤积分布,主要淤积行洪河槽和下段窄河道,结果是防洪能力下降。
实测数据是:
50年代自然河道时期,铁谢至利津全断面共淤积36.100亿t,年均淤积量3.610亿t;
1960-1991年三门峡运用的31年间,全断面共淤积33.358亿t,年均1.076亿t,比50年代年均淤积量减少2.534亿t,减淤率70%,然而,由于由滩高槽低演变为二级悬河,结果是防洪能力大幅度降低。
按照小浪底水库的减淤设计计算方法,三门峡运用31年间,与50年代相比的减淤量为78.6亿t,已经超过了小浪底未来50年减淤量77亿t,并不能够证明能提高下游防洪能力。
恰恰相反,由于是二级悬河的加剧发展,防洪能力还要继续下降。
上拦工程调节洪水所造成的下游河道淤积分布的结果是:
宽河道主槽和艾山以下窄河道,不该淤的却淤积加重;
高村以上宽河道滩地,是应该淤的,却由淤变冲。
它与宽河防洪对高滩深槽断面的要求是根本相反的。
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