黃河生產(chǎn)堤分布特征及其對河道沖淤的影響

張旭東，朱莉莉，張治昊

(1.黃河河口管理局，山東 東營 257091；2.黃河上中游管理局，西安 710021；3.中國水利水電科學(xué)研究院，北京 100048)

0 前 言

黃河下游灘區(qū)既蓄滯洪水又沉積泥沙，是灘區(qū)人民賴以生存的場所。黃河下游洪水漫灘完全是自然的，灘區(qū)滯洪沉沙與群眾生命財(cái)產(chǎn)安全矛盾突出[1]。一方面，為生命財(cái)產(chǎn)安全，灘區(qū)人民修建了大量生產(chǎn)堤；另一方面，生產(chǎn)堤的存在縮窄了河道過洪斷面，對下游防洪安全產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。生產(chǎn)堤問題既關(guān)系到治河防洪，又關(guān)系到灘區(qū)群眾的生產(chǎn)生活，小浪底水庫運(yùn)用后，來水來沙條件發(fā)生很大改變，加上黨中央提出了以人為本的政策，新的形勢要求盡快明確對生產(chǎn)堤的處理意見[2]。只有在通過對黃河灘區(qū)生產(chǎn)堤問題進(jìn)行深入分析研究，全面分析生產(chǎn)堤利弊的基礎(chǔ)上，方能提出正確的意見和建議。因此，進(jìn)行黃河灘區(qū)生產(chǎn)堤相關(guān)問題的研究，具有十分重要的意義。文章在回顧黃河生產(chǎn)堤歷史演變過程的基礎(chǔ)上，分析了黃河生產(chǎn)堤現(xiàn)狀分布特征，深入探討了黃河生產(chǎn)堤對黃河下游河道沖淤的影響，試圖為科學(xué)解決生產(chǎn)堤問題提供科技支撐。

1 黃河生產(chǎn)堤歷史演變過程

生產(chǎn)堤歷史上俗稱民埝，就是在田里或淺水里用土堆筑、用來擋水、保護(hù)生產(chǎn)不受小水淹沒的土埂，日常不管理，小水時(shí)守護(hù)，大水時(shí)棄守[3]。新中國成立后生產(chǎn)堤的修建，分為以下幾個(gè)階段：

1)新中國成立初期：歷史上多次出現(xiàn)因民埝決口造成大堤決口的情況。如1933年蘭考四明堂決口、1935年鄄城董莊決口等都是由民埝決口引起的。建國初期，治黃采取寬河固堤的方略，為確保防洪安全，要求廢除民埝，至1954年廢除了灘區(qū)群眾自發(fā)修建的民埝。

2)1958—1973年興修生產(chǎn)堤：隨著三門峽水庫的運(yùn)用，部分人認(rèn)為黃河泥沙有了三門峽水庫控制，為了灘區(qū)群眾發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，1958年汛后提出在灘區(qū)修筑生產(chǎn)堤。生產(chǎn)堤修建后，對于短時(shí)間內(nèi)保護(hù)當(dāng)時(shí)灘區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到了積極作用，但由于縮窄了河道過洪斷面，降低了灘區(qū)滯洪排洪能力。

3)1973年提出廢堤筑臺(tái)，破除生產(chǎn)堤：1973年后，國務(wù)院對生產(chǎn)堤的破除提出了明確要求，但由于對生產(chǎn)堤的危害認(rèn)識(shí)不足，生產(chǎn)堤長度有增無減，1987年防汛工作實(shí)行行政首長負(fù)責(zé)制后，清障工作取得了突破性進(jìn)展。1992年，黃河防總要求下游兩省破除生產(chǎn)堤，截止1993年下游應(yīng)破生產(chǎn)堤263.5km，實(shí)破264km。1993年后，不時(shí)出現(xiàn)生產(chǎn)堤堵復(fù)和新修現(xiàn)象。

4)“96.8” 洪水搶修生產(chǎn)堤：從“96.8”洪水開始，部分河段灘區(qū)群眾在控導(dǎo)工程之間搶修生產(chǎn)堤，有的還修有第2或第3道生產(chǎn)堤。目前黃河下游灘區(qū)生產(chǎn)堤主要分布在河南的開封、新鄉(xiāng)、濮陽，山東的菏澤、濟(jì)寧、濟(jì)南、泰安等地市。

5)1999年小浪底水庫運(yùn)用至今：小浪底水庫運(yùn)用后，人們從思想上淡化了對大洪水的認(rèn)識(shí)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促使灘區(qū)群眾要求解決貧困問題，尤其21世紀(jì)初連續(xù)小流量漫灘，群眾要求修建生產(chǎn)堤的呼聲漸高，不少專家也提出修建一定標(biāo)準(zhǔn)的圩堤，把灘區(qū)變?yōu)樾顪閰^(qū)，來洪水后有計(jì)劃地分區(qū)運(yùn)用。

2 黃河生產(chǎn)堤分布特征

生產(chǎn)堤是灘區(qū)群眾自發(fā)修建的，由于歷史原因和沿岸居民認(rèn)識(shí)水平的不同，現(xiàn)狀生產(chǎn)堤不論兩岸間距，還是斷面尺寸和施工質(zhì)量都呈現(xiàn)出較大差異[4]。根據(jù)實(shí)地勘查情況，現(xiàn)狀生產(chǎn)堤具有以下分布特征：

1)生產(chǎn)堤斷面差別大。保護(hù)灘區(qū)面積比較大、灘區(qū)村莊密集、經(jīng)濟(jì)較好的河段，生產(chǎn)堤斷面較大，頂寬一般6.0-8.0m，高出當(dāng)?shù)貫┟?.0-3.5m，主要分布在濮陽、范縣、長垣、東明、蘭考、臺(tái)前、梁山等東壩頭以下低灘河段；保護(hù)灘區(qū)面積不大、灘區(qū)村莊密集、經(jīng)濟(jì)狀況一般的河段，生產(chǎn)堤頂寬一般4.0-6.0m，高出當(dāng)?shù)貫┟?.0m，可防御當(dāng)?shù)亓髁?000m3/s左右，主要分布在鄆城、鄄城、菏澤等地河段；灘面較高的東壩頭以上河段，以及在嫩灘區(qū)修建的生產(chǎn)堤，頂寬1.0-4.0m，高出當(dāng)?shù)貫┟?.0-2.0m，可防當(dāng)?shù)亓髁?000-5000m3/s，主要分布在原陽、開封、中牟等河段。

2)生產(chǎn)堤間距上寬下窄，平面布局雜亂無章。一方面受黃河下游河道形態(tài)及灘區(qū)范圍影響，夾河灘以上河段兩岸生產(chǎn)堤間距較大，一般都在3.0km以上，夾河灘至高村河段1.5-2.5km，高村至孫口河段0.8-2.0km，孫口以下河段1.0km左右；另一方面由于修建目的及時(shí)間不同，保護(hù)村莊、耕地、經(jīng)濟(jì)園區(qū)和兼做交通的生產(chǎn)堤橫七豎八交織在一起，加之近幾年汛期洪水很小，嫩灘裸露，不少地方與水爭地現(xiàn)象十分嚴(yán)重，隨著河槽的萎縮生產(chǎn)堤修建不斷向河道主槽推移，不少地方不僅修建一道生產(chǎn)堤還修有第2道，更有甚者在河槽中修建了第3道生產(chǎn)堤。

3)堤身就地取土修筑，土質(zhì)較差極易潰決或掉入河中。由于生產(chǎn)堤系灘區(qū)農(nóng)民自發(fā)、倉促就地挖土堆筑而成，堤身土質(zhì)有沙土、壤土不等，松軟未壓實(shí)，臨背邊坡1∶1.5-1∶2.0不等，土坡沒防護(hù)，同時(shí)很多堤段處于洪水容易頂沖或淘刷的范圍，坐落的軟弱河床沖積土層遇溜則塌，生產(chǎn)堤極易潰決或掉入河中。

4)兩岸生產(chǎn)堤間距不斷減小，人與水爭地日趨嚴(yán)重。在六、七十年代，兩岸生產(chǎn)堤間距一般都在3.0km-4.5km。但是，進(jìn)入90年代，隨著黃河下游來水逐漸減小與河勢變化的逐步控制，灘區(qū)群眾向河中前移修筑新的生產(chǎn)堤，有些河段兩岸生產(chǎn)堤間距僅有600-700m。

5)生產(chǎn)堤預(yù)留(破除)口門，在一定程度上仍阻礙洪水漫灘淤積。破除生產(chǎn)堤就輕避重，避實(shí)就虛，預(yù)留(破除)的口門寬度小或位置不合理或留有比較高的底坎，在洪水到來之前由附近村莊突擊堵復(fù)現(xiàn)象相當(dāng)普遍，正常漫灘洪水很難進(jìn)去，達(dá)不到漫灘落淤的目的。

3 黃河生產(chǎn)堤對河道沖淤的影響

黃河下游河道沖淤具有“多來、多排、多淤” 演變規(guī)律[5]。將歷史各典型時(shí)期生產(chǎn)堤狀況、水沙條件、灘槽情況進(jìn)行綜合分析，可以得出以下認(rèn)識(shí)：

3.1 生產(chǎn)堤對河道沖刷和河道淤積的影響差異

生產(chǎn)堤的修筑，阻斷灘槽水沙交換，限制了泥沙的淤積范圍，加快了主槽淤積抬高的速度，甚至造成二級(jí)懸河的不利局面。例如1950-1959和1965-1973年兩個(gè)時(shí)段，前者年均來水480億m3，來沙17.95億t，平均含沙量37.4 kg/m3，后者年均來水480億m3，來沙16.26億t，平均含沙量33.9 kg/m3，兩者年均來水來沙十分相近。前者年均淤積3.61億t，主槽淤積占23%，灘地淤積占77%，后者年均淤積4.39億t，主槽淤積占67%，灘地淤積占33%。這種差別雖然與水沙過程和河道擺動(dòng)受限等因素有關(guān)，生產(chǎn)堤的存在無疑是重要的原因之一。例如1960-1964，2000年以后小浪底清水下泄時(shí)期和1981-1985年豐水枯沙時(shí)期，雖有生產(chǎn)堤的存在，對河道沖刷均沒有明顯的不利影響，沖刷期水流挾沙能力大多處于不飽和狀態(tài)，生產(chǎn)堤約束水流，使之少出支汊串溝，還可截支強(qiáng)干，使主流保持較強(qiáng)的沖刷能力。

3.2 生產(chǎn)堤對加大河道淤積的輔助作用

1975-1977年各灘區(qū)主槽年均淤積量為0.69億m3，灘地的年均淤積量為1.12億m3，全斷面的年均淤積量為1.81億m3；而1981-1985年各灘區(qū)主槽的年均沖刷0.48億m3，灘地的年均淤積量為0.10億m3，全斷面的年均沖刷0.38億m3。綜合分析原因主要是水沙條件的改善所致，從來沙時(shí)間分布上比較，前者比后者水枯沙豐且來沙集中，后者水豐沙枯且水沙組合、搭配比較理想。因此，生產(chǎn)堤對加大河槽淤積有一定的輔助作用，但不是決定性的，生產(chǎn)堤對于中常流量洪水的漫灘和灘地淤積有一定的負(fù)面影響，由于生產(chǎn)堤本身質(zhì)量較差，抗沖能力弱，大洪水期間經(jīng)常漫決、沖決或掉入河中，所以對大流量洪水條件下的洪水漫灘和灘地淤積影響并不明顯。

3.3 生產(chǎn)堤對河道淤積的部位和形態(tài)的重要影響

對某一漫灘洪水，自然情況下漫灘洪水以灘唇淤積為主，灘區(qū)深處淤積很少，漫灘水深愈大，淤積影響的范圍也愈大，靠近灘唇附近的灘面淤積厚度遠(yuǎn)大于灘區(qū)深處，灘面橫比降增大，尤其是洪水流量接近平灘流量時(shí)，這種規(guī)律表現(xiàn)尤為突出。如將觀測大斷面與當(dāng)年的漫灘水深和生產(chǎn)堤情況進(jìn)一步聯(lián)系得出：生產(chǎn)堤擋水標(biāo)準(zhǔn)較高，不易被洪水沖決的生產(chǎn)堤可以割斷河槽與灘地淤積的聯(lián)系，凡是存在生產(chǎn)堤、且連續(xù)成系統(tǒng)的河段，泥沙大都淤積在生產(chǎn)堤前，堤后則是低洼地帶；但如果灘區(qū)存在串溝與上游有缺口相連、洪水通過口門及串溝進(jìn)灘時(shí)，灘區(qū)深處也發(fā)生大的淤積，以上現(xiàn)象在92、94和96年洪水時(shí)表現(xiàn)尤為明顯。

4 結(jié)論與建議

1)生產(chǎn)堤是黃河下游灘區(qū)群眾自發(fā)修建的，由于歷史原因和沿岸居民認(rèn)識(shí)水平的不同，現(xiàn)狀生產(chǎn)堤具有以下分布特征：生產(chǎn)堤斷面差別較大，平面布局雜亂無章；生產(chǎn)堤堤身就地取土修筑，土質(zhì)較差極易潰決；生產(chǎn)堤間距不斷減小，人與水爭地日趨嚴(yán)重。

2)綜合分析黃河下游生產(chǎn)堤狀況、水沙條件及灘槽演變可知，生產(chǎn)堤阻斷了黃河下游河道灘槽水沙交換，對加大黃河下游河槽淤積有一定的輔助作用，但不是決定性的；生產(chǎn)堤對黃河下游河道淤積的部位和形態(tài)有重要影響；生產(chǎn)堤對黃河下游河道沖刷沒有明顯的不利影響。

3)在目前槽高灘低的情況下，全部廢除生產(chǎn)堤，危及灘區(qū)防洪安全，很不科學(xué)，所以，逐步廢除生產(chǎn)堤是黃河下游灘區(qū)治理的上策。建議近期控導(dǎo)工程連線之內(nèi)的生產(chǎn)堤必須全部破除，控導(dǎo)工程連線之外的生產(chǎn)堤也要防止無序修筑與加高；遠(yuǎn)期處置可視將來灘區(qū)安全建設(shè)、中水河槽塑造、灘區(qū)補(bǔ)償政策落實(shí)及其它處置方案的論證結(jié)果而定。

[1]胡春宏.黃河水沙過程變異及河道的復(fù)雜響應(yīng)[M].北京：科學(xué)出版社，2005：21-37.

[2]蘇運(yùn)啟，申冠卿.黃河下游河道排洪能力分析方法及其工程實(shí)踐[M].鄭州：黃河水利出版社，2006：51-54.

[3]潘賢娣，李勇，張曉華.三門峽水庫修建后黃河下游河床演變[M].鄭州：黃河水利出版社，2006：44-55.

[4]姚文藝，蘇運(yùn)啟.黃河下游排洪輸沙基本功能的影響因素及判別指標(biāo)[J].泥沙研究，2009(02)：1-9.

[5]胡春宏，陳緒堅(jiān)，陳建國.黃河水沙空間分布及其變化過程研究[J].水利學(xué)報(bào)，2008，39(05)：518-527.