书城科普读物防汛抗旱
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第2章 防汛(2)

首先,黄河的安危事关大局、头等重要;同时广大滩区老百姓的生产与生活同样不容忽视。为此国家及地方政府从90年代以来也曾投入了一定的资金进行黄河滩区安全建设,修筑了大量的避水台,使得滩区群众的生命安全有了一定的保障。但是由于滩区面积广大、人口众多、交通道路落后等因素,滩区所存在的问题还没得到根本解决。前些年曾有人提出:拟将滩区群众全部迁出重新安置的方案,认为如此就可以一劳永逸。但事情远没有想象的那么简单。在人口最为稠密、人多地少的黄河下游,将众多的人口如何迁出安置十分困难,即使是国家投巨资将人全部迁出后,滩区空闲的广大土地国家若不能很好的管理和利用的话,立即就会有大批的移民大量的涌入重新耕种和居住,如此岂不是开了一个天大的玩笑。既然滩区群众全部外迁不现实,滩区群众还要祖祖辈辈生活于此地,就不得不考虑其实际利益。滩区的问题较为复杂,各种矛盾相互交织。例如全部破除生产堤,滩区将会年年受淹,老百姓的生产生活会造成极大的不便;如果大修生产堤,河槽不断缩窄,主河槽将会快速淤积,当遭遇大洪水时,生产堤一旦失守则会造成更大的人员伤亡,也会对黄河大堤造成巨大的威胁。另外对黄河滩区的复杂性与特殊性大家也应该有所了解和认识,作为河道滩地洪水漫滩本属常见,但近几年黄河局部漫滩往往会在社会上造成极大的影响和震动。由于小浪底水库淤沙库容有限,且下游河道淤积也绝对不能仅限于主河槽,故小浪底水库每隔几年都要进行大流量的排水排沙泄洪运用。因此,滩区漫滩后,政府应做好迁安救护工作,国家还应该在政策上给予补偿。从另一个角度看漫滩不一定全是害处,有时还会产生淤高低洼地,改善防洪形势及再次漫滩时原来的深水滩变成浅水滩或不上水的意想不到的效果。黄河上有句老话:“大水出好河”,即每当大洪水过后就会淤滩刷槽,河势走顺。当然消极的防守不是解决问题的方法,还应该在合理有效的工程措施以及国家的政策等方面找解决的办法。

黄河滩区作为水害频繁的特殊地区,国家应在政策上给以特殊的对待。应在税费等方面给以政策性优惠;应建立洪水漫滩淹没补偿机制;要鼓励兴建有利于滩区安全及防洪安全的工程,如以避水楼来建学校、医院、仓库等公共设施,大力发展避水村台、撤迁道路等,国家应给以合理补贴。

生产堤的作用与影响

为了减少洪水淹没滩地的几率,在相对长时段内保证生产及生活的稳定,滩地居住的群众在黄河滩内顺着河槽修筑了大量的生产堤。生产堤的存在为滩区群众在生产及生活方面带来了一定的益处,使原本每年都要遭受淹没之苦,变为只有遇到多年一遇的较大洪水时才能漫滩,使得生产和生活能得到一段时间的稳定。但是生产堤的大量修筑又带来一个新的问题,即每年的洪水运动限制在河槽的范围之内,河道的淤积也集中在河槽之中,特别是进入90年代以来,黄河进入了严重的枯水期,黄河下游最大洪峰流量没超过8000m3/s,使得漫滩的几率大为减少。滩区的群众为了得到更多的耕地,将生产堤的修建不断地往主河槽的方向推进,将大量原本属于河槽的地带变为耕地,使河槽收缩至主河槽的范围。因而造成近十几年来河床的淤积基本集中在了主河槽的范围之内,促使黄河下游河道二级悬河的形态不断加剧及向上延伸。滩槽的反高差越大,洪水一旦漫滩后所造成的危害将成倍的增大,不但对黄河防汛带来了非常不利的影响,同时也对滩区群众的生命安全构成威胁。因此生产堤的兴建并非越大越多越好。

简单地废止生产堤的做法是行不通的。早些年,黄河上每年都要花费很大的精力动员和组织破除生产堤,由于不合当地老百姓的现实利益,因此阻力很大而效果不理想。特别是在小浪底水库投入运用的近几年来,生产堤发展更甚。因此对于生产堤修建问题防堵不如输导,要禁止在河槽内随意地修筑,同时也应在河道控导治导线以外划出合理的范围允许修筑,但要控制其标准。在中小洪水的情况下不漫滩,当遇较大洪水时应主动撤离,不得防守。

堤防建设

人民治黄的近60年以来,黄河下游大堤经过不断的加高加固,取得了多年伏秋大汛不决口的巨大成绩。当然国内的政治形势与飞速发展的经济形势也决不能允许黄河轻易的决口。黄河下游堤防大多是在历代民埝基础上经多次加修而成,堤身和堤基存在着诸多隐患和薄弱环节,主要表现在:一是堤顶宽度不足。堤顶宽大部分小于12m,郑州至开封河段小于10m的就有47.6km。二是土质不良、填筑不实、堤身裂缝多。在早期加修大堤时,由于受当时技术、设备和社会环境等条件的限制,普遍存在用料不当,压实度不够等问题。黄河下游堤防土质多属沙壤土、粉细沙,渗透系数大,洪水期易发生渗水、流土;局部用黏土修筑的堤防,易干缩裂缝,形成过水通道威胁堤防安全;还存在接头裂缝、不均匀沉陷裂缝等。三是獾狐洞穴及空洞多。如1982年开封县在大堤上开挖一獾洞伸入堤内达26m,1991年在兰考大堤上解剖一鼠洞长达120m。在堤身内还有人为挖的防空洞、藏物洞等空洞,上述洞穴及空洞较为隐蔽,威胁较大。四是堤基复杂,多种堤基并存。河南黄河大堤存在历史老口门就有96处。在封堵老口门时将大量的秸料、木桩、麻料、砖石料等埋于堤身下,形成强透水层。口门背河留有潭坑和洼地,洪水期高水位时,易形成过水通道,威胁堤防安全。

近几年黄河下游启动了的标准化堤防建设,将大堤两边100m的范围内进行加高培厚,形成一个宽固的大堤,从而使得大堤的安全性和稳固性进一步加强。标准化堤防建设有许多好处,在此值得一述。

首先对防洪的作用十分重要。历史上黄河无数次决口无外乎漫决、冲决和溃决,另外还有人为挖决。标准化堤防建设使得堤顶高度不足地段的堤防进一步加高,可防止了漫决;加宽培厚,大大延长了渗径,并有效地堵塞了动物洞穴、堤身裂缝等堤身隐患,能有效地防止溃决;同时临堤台阶种植的大量的防浪林木能有效地延迟大洪水对大堤堤身的直接冲击,为抢险赢得宝贵的时间,能防止冲决。并且临、背淤区所种植的大量的林木为抢险提供了大量就地取材的料物。还有背河的大片的淤区为抢险提供了开阔的场地以及滩区迁安群众临时避难的场所。

另外还有许多综合的效益,其一是千里沿黄大堤两岸的林带能形成一条防止风沙的防护林带,对改善自然生态环境十分有利;其二是大堤两侧的林木美化了当地的自然环境,形成了一条风景优美的观光带,为大黄河游览区增添景色;其三是大堤堤顶硬化形成了良好的交通道路,为交通运输和旅游观光以及防汛抢险等方面均能带来便利。总而言之,黄河下游标准化堤防建设是一举多得、利国利民的好举措。但在具体的实施过程中还应注重经济效益。

塑造窄深的河道形态

目前黄河下游的河道形态为槽高滩低堤根洼,而且河床又高出两岸的地面,即所谓的二级悬河或悬河中的悬河。如此的河道形态对防洪极为不利。当通过人工改造,可以将不利的河道形态改变为相对地下河的有利局面。小浪底水库的投入运用加之黄河的高含沙特性以及目前槽高滩低的地理形态,对改造黄河滩地提供了一个非常有利的条件。即通过小浪底水库的调节控制,有计划地进行逐段的滩地改造,将目前的滩地淤高于河槽平均高度,使下游河道变成相当地下河;河槽应保持3~5km的宽度,使洪水运行时有一定的摆动空间和水沙交换的空间;两岸大堤全部建成标准化堤防,使其更加坚固;河道控导工程逐步改造为坚固的不用抢护的工程;将河槽内的土地全部退耕还草,使之成为天然湿地或畜牧养殖饲料基地。滩区群众全部生产生活在滩地之内,平时应尽量保障在中常洪水的情况下不漫滩,使其有一相对较长时段的稳定时期。当遇到大洪水时滩区漫水,滩区原有的蓄滞洪的功能不变,但不会有河势突变、滚河及主流直冲大堤的情况出现。控导工程将主流牢牢控制在河槽之内还有利于河道冲刷,使河势更顺。当然在中小洪水及高含沙洪水运行当中,也会时常出现不利的河势而影响控导工程的作用,就要配合相应的工程措施来保障河槽内的河势归顺。

河道控导工程的结构

在黄河下游宽浅河道没有控导工程时,水流就会按照其自然规律而不断发展演变。其最大的特点就是能使整个河床均匀的淤积,平衡的抬升。但其有明显的危害性,首先是水流的发展演变不以人的意志而转移,在自然演变中往往容易形成斜河、横河,洪水直冲大堤,防不胜防,对防汛安全带来极大的危险。另外水流的任意摆动也会使滩地广大群众的生活及生产造成很大的危害,同时对黄河的涵闸引水及其他工程措施带来很大的不便。

控导工程是随着河道整治的理念而逐步修建并完善的。其主要目的是归顺宽浅河道的水流,在中小流量的条件下保证水流在设定的河槽之内运行;当遇到大洪水时,在整个河床行洪的情况下,也能约束洪水的主流在河槽的范围内运行,这样就能对大堤的安全及防守有很大的益处。并且将中常洪水约束在一定的范围之内,也将对滩区广大群众的生产生活及沿黄涵闸引水等方面带来极大的便利。但目前黄河下游所修筑的控导工程造成了一些不利作用。其一是所修建的控导坝垛大多为土石工程,根基较浅,一遇洪水顶冲坝基就会下蛰出险,每年的中小洪水就会出现大量的险情。有时在非汛期,只有几百个流量的情况下也曾发生历时较大险情。近十几年来,黄河下游绝大多数的防汛抢险主要集中在控导工程,每年都要消耗大量的人力与物力用于控导工程的抢护上面。其二是控导工程的修建标准坝顶高度为当地5000m3/s的设计水位超高1m。由于控导工程与生产堤的联合作用,造成了洪水多年也漫不了滩地。河道滩地长期得不到水沙交换,河道淤积只限于主河槽之内,长此以往,逐步形成了下游河道二级悬河的不利局面,对防洪又造成了极大的危害。因此笔者建议要改进控导坝垛的结构形式,研究和发展钢筋混凝土桩基及面墙结构的挡水、挑水坝或塑性结构的潜水坝等非抢险新坝型。坝顶不宜过高,在一定的流量级时即允许洪水上滩。此种形式的控导工程最大优点是不用人工守护,在特大洪水时也能控制着洪水的主流,产生刷槽淤滩的理想效果。

黄河下游防汛的控制参数

黄河防汛目前是以流量级作为单一的控制参数指标,但事实上对黄河防汛影响最大的是沿程水位表现。通常下游河道内的滩唇高程相对固定,而洪水水位表现则相差很大。由于河道的冲淤、河势的变化、漫滩分流的影响及高含沙洪水的影响等因素,可使同一流量级洪水的水位相差较大,故黄河上的水位流量关系较其他河流都为复杂。当洪水在主河槽内运行时,除了控导工程会出现一些险情之外,其余没有什么大的影响;当洪水漫出主河槽后就会出现局部上滩(其实大部分情况此滩地还是属于河槽的范畴,因为河槽宽度通常3~5km,能过中常流量洪水的深水河槽一般只有300~800m);当洪水位再抬升时就会发生大部生产堤偎水。生产堤漫水的情况不多见,常见的是生产堤防守不住,出现冲决或溃决,届时滩区将出现大面积漫滩,防汛形势即出现严峻局面。因此,汛情的严重程度与洪峰流量的等级相关度并非十分密切,而是与洪水沿程水位表现息息相关。

由于黄河下游河道的水位流量关系每年都会有不同程度的变化,因而每年全河上下各级单位都要投入大量的人力进行防汛预案的编制。如果以水位高程作为黄河防汛主要控制指标,每年只要分析水位流量关系的变化,就能根据预报流量的水位来拟定防汛决策措施。如此就会使防汛预案保持相对的稳定,大可不必每年均要重新制定,也便于各级行政领导更容易熟悉和掌握。