對(duì)當(dāng)前黃河下游河道演變發(fā)展的認(rèn)識(shí)

關(guān)鍵詞：河道演變;水沙變化;河床邊界;河口基準(zhǔn)面;黃河下游

中圖分類號(hào)：TVl47;TV882.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2022.03.008

引用格式：王愷忱.對(duì)當(dāng)前黃河下游河道演變發(fā)展的認(rèn)識(shí)[J].人民黃河，2022，44（3）：40-43，47.

1前言

黃河小浪底水庫(kù)建成攔沙后，下泄清水，下游河道產(chǎn)生顯著沖刷，加之黃河處于枯水枯沙期、來(lái)水來(lái)沙減少，小浪底水庫(kù)排沙運(yùn)用延遲和1996年河口尾閭?cè)藶楦你鈱?dǎo)致河口基準(zhǔn)面降低，使得黃河下游河道防洪形勢(shì)大大緩解。但是這種形勢(shì)能否穩(wěn)定保持，目前存在不同認(rèn)識(shí)。有觀點(diǎn)認(rèn)為黃河下游河道洪水基本沒(méi)有漫灘可能，不僅可以維持現(xiàn)狀，而且還會(huì)繼續(xù)發(fā)生沖刷，河槽的過(guò)洪水能力還會(huì)不斷增大，河床不抬高可以長(zhǎng)期保持等。

科學(xué)預(yù)測(cè)黃河下游發(fā)展趨勢(shì)對(duì)今后的黃河治理工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。為此，本文針對(duì)黃河下游河道現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，從制約黃河下游河道演變發(fā)展的三大要素———來(lái)水來(lái)沙、河床邊界和河口基準(zhǔn)面演變發(fā)展的狀況進(jìn)行分析探討。

2黃河下游河道的演變發(fā)展概況

在探討黃河下游河道發(fā)展趨勢(shì)之前，首先對(duì)黃河下游演變發(fā)展的歷史與現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)略的梳理和總結(jié)是必要的。

2.1黃河下游的歷史演變概況

廢黃河明清故道行河始于1194年黃河南決奪淮。初期主要分由潁、渦、睢、泗4條流路入淮入海，下游來(lái)沙主要淤滯于河南境內(nèi)，清口（今淮安市淮陰區(qū)）以上黃淮兩河清水合流，其下分多股入海，入?？谏铋煙o(wú)淤積。中期，隨著堤防自上而下逐步完善，1503年后全河盡趨徐州，奪泗入淮，下排沙量加大，入?？谘杆儆俜e延伸，河床相應(yīng)淤高，尾閭擺動(dòng)改道頻繁，使水患、漕運(yùn)和明朝祖陵淹沒(méi)問(wèn)題日益嚴(yán)重。后期，1578年潘季馴第三次出任總河，將堤防延至安東（今漣水），入海沙量急劇增加，廢黃河清口上下河段很快淤高近10m，廢黃河開(kāi)始成為靠堤防約束洪水的地上河，相對(duì)平衡縱剖面形成，河口基準(zhǔn)面開(kāi)始制約全河的沖淤。巨量泥沙入海，河口基準(zhǔn)面抬高，迫使下游堤防和為蓄清刷黃而建的洪澤湖圍堤相應(yīng)加高，水患愈發(fā)嚴(yán)重，致使廢黃河1827年不得不與大運(yùn)河、淮河和洪澤湖完全隔絕，獨(dú)流入海。河口基準(zhǔn)面的升高引發(fā)下游河道相應(yīng)升高，最終導(dǎo)致銅瓦廂決口，改入渤海，形成不可堵復(fù)歸故的大改道[1]。

現(xiàn)黃河是1855年蘭考銅瓦廂決口改入渤海后形成的。當(dāng)時(shí)下游可分為三大河段：決口處以上為明清故道;決口處向東北至位山，為北至太行堤、南至廢黃河北堤間的泛區(qū);位山以下為窄深的大清河故道。改道初期，決口處高差達(dá)數(shù)米，以上河段溯源沖刷，中段泛區(qū)沉納所有來(lái)沙，下段大清河故道因下泄清水而沖深展寬。當(dāng)泛區(qū)和大清河故道于19世紀(jì)80年代修建堤防并逐漸鞏固完善后，巨量泥沙逐漸下排入海，大清河故道和河口河段同樣很快淤高近10m，成為地上河。1889年河口尾閭發(fā)生第一次改道，標(biāo)志著現(xiàn)黃河下游受堤防約束的三大河段已經(jīng)銜接成為統(tǒng)一的相對(duì)平衡縱剖面，此后巨量來(lái)沙經(jīng)下游河道沖淤調(diào)節(jié)后，絕大部分輸排至河口三角洲，河口河道開(kāi)始受制于“淤積—延伸—擺動(dòng)—改道”的基本規(guī)律，河口基準(zhǔn)面開(kāi)始對(duì)下游淤積起控制作用[2-3]。

2.2黃河下游有觀測(cè)資料以來(lái)的演變發(fā)展概況

黃河下游1950年開(kāi)始系統(tǒng)水文觀測(cè)至今，花園口和利津兩站3000m/s年均水位的變化（見(jiàn)圖1）充分反映了下游河道沖淤演變過(guò)程及其規(guī)律。

由圖1可以看出：

（1）下游河道的沖淤時(shí)刻都在來(lái)水來(lái)沙、河床邊界和河口基準(zhǔn)面三大要素綜合制約下趨向于三者的相對(duì)平衡，其短時(shí)段的沖淤過(guò)程是極其復(fù)雜、難以觀測(cè)的，已發(fā)生的沖淤過(guò)程不會(huì)重復(fù)再現(xiàn)，更不會(huì)停止于某一有利時(shí)段不變。隨著巨量泥沙輸排至河口三角洲，河口基準(zhǔn)面升高，下游河道長(zhǎng)時(shí)段的演變趨勢(shì)是淤積抬升[4]。

（2）盡管花園口和利津上、下兩河段沖淤的主導(dǎo)要素不同，加之來(lái)水來(lái)沙的隨機(jī)性和河口尾閭演變的劇烈性，使黃河下游短時(shí)段的沖淤極其復(fù)雜多變，沖淤時(shí)序亦稍有差異，但因黃河來(lái)沙量巨大，河床可動(dòng)性強(qiáng)，且時(shí)刻處于極限排沙狀態(tài)，故而沖淤總體上是相對(duì)應(yīng)的。

（3）所有的沖淤均具有鮮明的前因后果和獨(dú)特的時(shí)間、條件、地點(diǎn)烙印。如20世紀(jì)50年代花園口河段淤積趨勢(shì)是花園口扒口后溯源沖刷使河床偏低和大水大沙漫灘淤積所致，而利津河段的沖刷則是1953年尾閭由甜水溝改道神仙溝、尾閭河槽順直窄深和尾閭長(zhǎng)度縮短、河口基準(zhǔn)面顯著降低所致;除此特殊情況外，下游各河段的沖淤基本是同步的。

（4）兩個(gè)持續(xù)淤積升高階段均與尾閭淤積延伸有關(guān)。1962—1975年主要是改道刁口河后尾閭淤積延伸即基準(zhǔn)面升高所致，1984—1996年則是改道清水溝后尾閭淤積延伸所致。

（5）利津河段連續(xù)2a以上的沖刷，均與河口尾閭改道和尾閭?cè)≈睕_深使河口基準(zhǔn)面降低相關(guān)，沒(méi)有單純水沙條件好引發(fā)持續(xù)沖刷的實(shí)例。如1964年三門(mén)峽水庫(kù)下泄約6個(gè)月6000m/s的清水，利津河段沒(méi)有沖刷。分析下游河道沖淤若不與河口基準(zhǔn)面狀況相聯(lián)系，將不可能正確認(rèn)識(shí)和闡釋下游的沖淤過(guò)程和演變趨勢(shì)。

（6）1996年后黃河下游上、下兩河段顯著沖刷下降2m左右，主要是1996年清8改汊、河口基準(zhǔn)面降低和小浪底水庫(kù)建成攔沙、下泄清水沖刷所致。上段清水沖刷的作用較下段明顯大，相應(yīng)河槽降低較多，2010年后受河口基準(zhǔn)面升高影響，利津河段基本不再?zèng)_刷下降，逐漸開(kāi)始向回淤轉(zhuǎn)化。

綜上所述，黃河下游河道演變發(fā)展歷史和1950年后的觀測(cè)資料均表明下游的沖淤和演變趨勢(shì)時(shí)刻受制于來(lái)水來(lái)沙、河床邊界和河口基準(zhǔn)面三大要素的綜合影響，三者缺一不可，無(wú)一例外。所有的沖淤始終處于相互轉(zhuǎn)化的發(fā)展過(guò)程中，沖淤過(guò)程均受制于三大要素的制約，具有鮮明的前因后果和獨(dú)特的時(shí)間、條件、地點(diǎn)的烙印，不會(huì)重復(fù)再現(xiàn)，更不會(huì)停止于某一有利時(shí)段不變。不了解黃河下游演變發(fā)展歷史，認(rèn)識(shí)不到下游河道修建堤防前后河床演變規(guī)律有著本質(zhì)差別，不承認(rèn)現(xiàn)階段黃河下游已經(jīng)處于相對(duì)平衡縱剖面極限排沙狀態(tài)，河口基準(zhǔn)面對(duì)全下游的制約作用以及大量來(lái)沙是通過(guò)河床沖淤調(diào)整后下排至河口使河口基準(zhǔn)面抬高，進(jìn)而導(dǎo)致下游河道相應(yīng)抬高的辯證關(guān)系，必然脫離黃河實(shí)際，違背唯物辯證觀。

3需要關(guān)注的問(wèn)題

黃河下游河床1996年至2015年出現(xiàn)大幅度沖刷下降（約2m），是三大有利條件疊加作用的結(jié)果。

（1）1996年清水溝流路河口尾閭實(shí)施了清8改汊，改向東偏北入海，縮短流程約20km，河口基準(zhǔn)面顯著降低近2m，使山東河段乃至整個(gè)下游河道產(chǎn)生相應(yīng)下降。

（2）小浪底水庫(kù)于1999年10月下閘蓄水，2000年5月建成運(yùn)用，來(lái)沙被水庫(kù)攔截，清水下泄必然產(chǎn)生自上而下的沿程沖刷，同時(shí)使進(jìn)入下游和入海的沙量顯著減少。截至2018年10月小浪底水庫(kù)攔沙35.22億m，約44億t，進(jìn)一步延緩了河口基準(zhǔn)面相對(duì)升高的速度[5]。

（3）黃河自1987年進(jìn)入枯水枯沙期至2015年，潼關(guān)站年均水、沙量與多年平均值相比，年水量減少了約l/4，年沙量減少了約l/2，使小浪底水庫(kù)排沙運(yùn)用延遲。1987—2015年下游4站平均年水沙量與1950—2015年年均值相比，水、沙量分別為多年平均值的65.0%和41.8%;利津站入海的水、沙量相對(duì)更低，分別僅為多年平均值的53.0%和38.0%。可見(jiàn)，進(jìn)入下游和入海的沙量明顯減少。

此3個(gè)有利條件的疊加，即1996年尾閭的改汊和2000年后小浪底水庫(kù)的攔沙下泄清水，以及黃河流域處于枯水枯沙期、下游沒(méi)有出現(xiàn)較大的洪水，使得黃河下游出現(xiàn)今后不可能再現(xiàn)的較長(zhǎng)時(shí)段的有利狀態(tài)，從而給人們一個(gè)黃河下游形勢(shì)大好、黃河下游不淤積升高已經(jīng)實(shí)現(xiàn)、洪水不再漫灘、黃河將永保安瀾的假象。

但所有事物均是在不停變化中，沖淤矛盾雙方時(shí)刻在相互轉(zhuǎn)化發(fā)展，由量變到質(zhì)變，物極必反是唯物辯證的客觀規(guī)律。此3個(gè)有利條件向不利條件轉(zhuǎn)化發(fā)展的狀況，關(guān)系著下游河道的演變發(fā)展趨勢(shì)。據(jù)初步分析，3個(gè)有利條件當(dāng)前均已基本達(dá)到由好變壞的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，對(duì)此需要特別關(guān)注和充分認(rèn)識(shí)。

（1）河口基準(zhǔn)面已經(jīng)達(dá)到轉(zhuǎn)折點(diǎn)。由2016年河口形勢(shì)（見(jiàn)圖2）不難看出，目前尾閭流程已基本與1996年改汊前相當(dāng)，河口基準(zhǔn)面將進(jìn)入不可逆轉(zhuǎn)的升高階段。由水文觀測(cè)資料得知，艾山—利津河段2010年以后基本接近沖淤平衡狀態(tài)，2015年孫口以下河床粗化基本完成，清水沖刷效率明顯降低，山東韓劉以下河段已經(jīng)回淤，見(jiàn)圖3[6]。

若考慮小浪底水庫(kù)2018年的排沙情況和三門(mén)峽水庫(kù)排沙的實(shí)踐，均表明黃河下游河道已基本進(jìn)入全面回淤升高狀態(tài)。升高的速度主要取決于入海沙量的多寡，回淤過(guò)程中唯一可能使河床水位暫時(shí)略有下降、延緩升高速率的是尾閭改由現(xiàn)河口大嘴和孤東油田之間海域入海時(shí)段，但由于此海域己淤積得相當(dāng)淺緩，加之入?？陂T(mén)受漲潮流的頂托和現(xiàn)河口大嘴的遮擋，不利入海泥沙外輸擴(kuò)散，走河年限不長(zhǎng)，因此不會(huì)對(duì)降低下游河道淤升速度產(chǎn)生較大影響。下游河道河床高程與水位超過(guò)1996年的水平是不可避免的;2018年7月全下游淤積2.92億t即是明證。

（2）小浪底水庫(kù)設(shè)計(jì)正常高水位275m，庫(kù)容126.5億m，長(zhǎng)期有效庫(kù)容51.0億m，淤沙庫(kù)容75.5億m。截至2018年10月水庫(kù)已淤沙35.22億m，尚有一定攔沙潛力。若按1950—2015年三門(mén)峽年均輸沙量9.93億t計(jì)，考慮到小浪底水庫(kù)現(xiàn)存庫(kù)容中約一半為支流庫(kù)容，而支流庫(kù)容可利用率約為1/3，將使水庫(kù)大量攔沙運(yùn)用的時(shí)日不會(huì)太久。2018年小浪底水庫(kù)淤沙1.56億m，淤積三角洲頂點(diǎn)向壩前推進(jìn)了8.654km，高程降低了8.83m，庫(kù)區(qū)HH27斷面—HH10斷面間發(fā)生明顯的沖刷。汛期入庫(kù)沙量4.84億t，出庫(kù)4.66億t，排沙比為95%。2018年小黑武水量（小浪底、黑石關(guān)、武陟三站水量之和）454.92億m，利津站水量334.21億m，均是1985年以來(lái)最大值?；▓@口站年輸沙量4.464億t全部來(lái)自小浪底水庫(kù)排沙，利津站年輸沙量2.97億t，均為近期最大值?；▓@口站最大洪峰流量4450m3/s，最大含沙量高達(dá)268kg/m。2018年共有5個(gè)編號(hào)洪峰，其中2018年7月2號(hào)洪峰“騰庫(kù)迎峰”調(diào)度期間，下游來(lái)沙4.12億t，是2002年以來(lái)平均輸沙量0.6億t的6.9倍;下游來(lái)水65.9億m，是2002年以來(lái)均值45.8億m的1.4倍;含沙量為62.6kg/m，是2002年以來(lái)均值的5.4倍。僅此次洪峰就造成全下游各河段普遍淤積，累計(jì)淤積量高達(dá)2.92億t。需要注意的是艾山—利津河段2號(hào)洪峰后的3個(gè)洪峰均表現(xiàn)為淤積，見(jiàn)表1[5]。此情況預(yù)示著小浪底水庫(kù)下泄清水的結(jié)束和河口已處于回淤狀態(tài)，以及下游河道即將開(kāi)始較大幅度回淤。下游淤積將在花園口、利津兩河段率先快速調(diào)整，上段沿程淤積向下發(fā)展，下段溯源淤積反饋影響向上發(fā)展，而后經(jīng)過(guò)各河段復(fù)雜的沖淤調(diào)整，最終趨于全下游適應(yīng)三大要素條件的相對(duì)平衡縱剖面狀態(tài)。三門(mén)峽水庫(kù)開(kāi)始排沙后下游河道迅速回淤的事實(shí)表明，如果黃河流域進(jìn)入豐水豐沙期，小浪底水庫(kù)一旦大量排沙，下游河道淤升速度將是很快的。受河口基準(zhǔn)面的制約，下游河道河床最終將回淤到并超過(guò)1996年的水平，即大約升高2m。

（3）流域產(chǎn)流產(chǎn)沙洪枯交替是客觀的規(guī)律。黃河自1987年進(jìn)入枯水枯沙期至今已經(jīng)33a，從當(dāng)今世界氣候變暖、國(guó)內(nèi)外惡劣天氣發(fā)生概率增加、洪澇災(zāi)害加劇的現(xiàn)狀看，把黃河流域前段未出現(xiàn)大范圍暴雨、產(chǎn)流產(chǎn)沙減少的情況固定化是形而上學(xué)的觀點(diǎn)，過(guò)高估計(jì)水土保持措施減水減沙的作用也脫離黃河實(shí)際。近年來(lái)，黃河水沙量減少的主要原因是大雨、暴雨量的減少。由有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)可知，大北干流河口鎮(zhèn)—龍門(mén)區(qū)間20世紀(jì)80年代后期較70年代以前大雨次數(shù)減少了26.2%，暴雨次數(shù)減少了53.2%，近十余年來(lái)大雨、暴雨次數(shù)減少得更多。小范圍局部暴雨依然可以造成嚴(yán)重的災(zāi)害和損失，如2017年7月下旬陜北發(fā)生特大暴雨，其中21個(gè)縣（區(qū)）暴雨、6個(gè)縣（區(qū)）大暴雨，子洲、米脂、橫山日降雨量突破建站以來(lái)的極值;吳堡25—27日連續(xù)3d暴雨，無(wú)定河、大理河出現(xiàn)超警戒水位;子洲縣舊城積水深1m多;綏德縣此次洪水災(zāi)害造成12人死亡，1人失蹤，全縣受災(zāi)人口10.47萬(wàn)人，損毀橋梁41座、大壩38座。

小型水土保持工程對(duì)不超標(biāo)洪水減水減沙作用較大，實(shí)踐表明，如遇暴雨則可能產(chǎn)生歷史最大洪峰流量和最大輸沙量。如1994年8月31日，北洛河發(fā)生特大暴雨，吳旗站暴雨量214mm，吳旗、頭兩站洪峰流量分別為7010m/s和6260m/s，其中頭站洪峰流量系1932年設(shè)站以來(lái)的最大值。另外，特大暴雨洪峰會(huì)導(dǎo)致小流域淤地壩和小水庫(kù)垮壩現(xiàn)象，出現(xiàn)水沙“零存整付”情況。1977年7月延安暴雨造成50.7%的淤地壩損毀[7]，1977年8月第5次洪峰歷時(shí)8d，下游三門(mén)峽、黑石關(guān)、小浪底站平均流量?jī)H3921m/s，但含沙量高達(dá)323.5kg/m，造成利津以上河段淤積5.68億t;1977年全年利津以上河段累計(jì)淤積11.37億t。今后如遇大范圍和較長(zhǎng)時(shí)段的暴雨，再現(xiàn)此情況不是不可能的。

2018年7—10月黃河流域平均降雨量385.2mm，較常年偏多24%。7月份蘭州出現(xiàn)兩個(gè)編號(hào)洪峰，隨之銀川、血墓直、綏德、榆林和延安相繼出現(xiàn)較大洪水，這是以前罕見(jiàn)的。黃河干流各主要水文站年水量較1950—2015年均值偏多14%～46%，與1987—2015年相比偏多59%～115%。潼關(guān)站年水量404.36億m，為1985年以來(lái)最大值，較近期平均值偏多65%;年輸沙量3.72億t，較近期平均值偏少27%。利津站年水量334.21億m，為2000—2015年平均值159.62億m的2倍多;利津站年輸沙量2.971億t，為2000—2015年均值1.26億t的2.4倍[5]。2017年7月陜北局部暴雨的災(zāi)害和2019年南方大范圍洪水的災(zāi)害，均顯示黃河流域即將進(jìn)入豐水豐沙期。

綜上所述，1996年河口清水溝流路清8改汊、河口基準(zhǔn)面下降，小浪底水庫(kù)2000年建成開(kāi)始攔沙、下泄清水沖刷和1987年后流域進(jìn)入枯水枯沙期，三大有利條件疊加作用形成的黃河下游形勢(shì)大好的局面，即將因河口基準(zhǔn)面下降已經(jīng)達(dá)到轉(zhuǎn)折點(diǎn)、流域可能開(kāi)始進(jìn)入豐水豐沙期和小浪底水庫(kù)即將開(kāi)始排沙而下游河道出現(xiàn)全面回淤而結(jié)束。下游河道將逐步淤積升高約2m，迅速恢復(fù)到并超過(guò)1996年的水平。對(duì)此嚴(yán)峻形勢(shì)須有科學(xué)預(yù)判和思想準(zhǔn)備，以免被動(dòng)，造成損失。

4結(jié)論

（1）用事物時(shí)刻不斷變化發(fā)展、矛盾相互轉(zhuǎn)化，而不是孤立靜止看問(wèn)題的唯物辯證觀認(rèn)識(shí)黃河下游河道演變過(guò)程與現(xiàn)狀，科學(xué)預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)，是治理黃河的基礎(chǔ)。黃河下游所有的沖淤均具有鮮明的前因后果和獨(dú)特的時(shí)間、條件、地點(diǎn)的烙印，盡管上、下河段沖淤的主導(dǎo)要素不同，沖淤有時(shí)差，但黃河來(lái)沙量巨大，河床可動(dòng)性強(qiáng)，且處于極限排沙狀態(tài)，故而下游各河段的沖淤總體上是相對(duì)應(yīng)的。近幾十年來(lái)，黃河下游花園口、利津河段兩次持續(xù)淤積升高階段均與河口尾閭淤積延伸有關(guān);利津河段連續(xù)2a以上的沖刷，均為河口尾閭改道或尾閭?cè)≈睕_深使河口基準(zhǔn)面降低所致，沒(méi)有單純水沙條件好引發(fā)持續(xù)沖刷的實(shí)例。

（2）當(dāng)前黃河下游的大幅度沖刷是三大有利條件疊加的特殊情況下形成的，但它是暫時(shí)的，也是今后不會(huì)再現(xiàn)的。三大有利條件當(dāng)前均已基本達(dá)到由好變壞的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，河口基準(zhǔn)面已經(jīng)轉(zhuǎn)為升高，枯水枯沙期基本結(jié)束，小浪底水庫(kù)也即將實(shí)行排沙運(yùn)用，下游河道將相應(yīng)進(jìn)入迅速全面回淤的狀態(tài)，將恢復(fù)到并超過(guò)1996年水平，由此帶來(lái)的問(wèn)題和影響，需高度重視，未雨綢繆，以免造成難以估量的損失。

（3）所有沖積性河流都受來(lái)水來(lái)沙、河床邊界和河口基準(zhǔn)面三大要素的制約，無(wú)一例外;不了解黃河演變發(fā)展歷史，只考慮水沙和邊界兩個(gè)條件，不承認(rèn)三大要素綜合作用和河口基準(zhǔn)面對(duì)全下游的制約作用，不承認(rèn)黃河下游河道自1889年后已處于相對(duì)平衡極限排沙狀態(tài)，必然脫離黃河實(shí)際。黃河下游河道短時(shí)段和長(zhǎng)時(shí)段與沿程和溯源沖淤間存在相互依存、相互轉(zhuǎn)化、不斷發(fā)展的辯證關(guān)系，河口基準(zhǔn)面抬高是引發(fā)下游河道淤積趨勢(shì)的真正緣由。

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