泥沙河流整治策略與水文測驗(yàn)

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1 泥沙河流整治策略
多泥沙河流的治理是一個困難和復(fù)雜的問題，長期以來科研生產(chǎn)部門一直在進(jìn)行著治理方略的討論。朱慶平，千析在《黃河下游治理方略思辨》中指出，以科學(xué)發(fā)展觀辨析黃河下游治理方略的原則：發(fā)展是人類的根本要求，也是制定黃河下游治理方略的基本原則，科學(xué)發(fā)展觀意味著既要以人為本，以人類現(xiàn)實(shí)擁有的能力和手段為出發(fā)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)效益的最大化；又要兼顧自然的需求，以保持人與自然關(guān)系的和諧與平衡，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。加強(qiáng)洪水和水資源的預(yù)測預(yù)報(bào)、防洪和水資源調(diào)度，提高快速反應(yīng)能力和決策水平及搶險(xiǎn)、查險(xiǎn)的技術(shù)水平[1]。廖義偉《黃河下游近期治理對策》，分析了黃河下游治理存在幾個主要問題和原因及治理目標(biāo)，提出了“寬堤固河、高灘深槽；水沙聯(lián)調(diào)、二級分化；維持基流；科學(xué)、人與自然和諧、可持續(xù)發(fā)展的治理環(huán)境”的綜合治理對策[2]。
小浪底水庫投入運(yùn)用后，由于連續(xù)幾年枯水，小浪底水庫雖然下泄清水，但因流量較小，上沖下淤部位上提，在高村上下河段平灘流量只有2000m3/s，2002年調(diào)水調(diào)沙期在濮陽生產(chǎn)堤決口；2003年流量只有2600 m3/s，沒有漫灘的情況下，在蔡集控導(dǎo)工程上坐彎，鉆襠沖決生產(chǎn)堤，在二級懸河最為嚴(yán)重河段，洪水走一路淹一路，造成很大的淹沒損失和極為不利的影響。齊璞，于強(qiáng)生，馬榮曾《關(guān)于黃河下游游蕩性河道整治的思考》提出：黃河下游怎么辦？我們不得不對治黃方略進(jìn)行新的思考[3]。
2 泥沙測驗(yàn)現(xiàn)狀
黃河因泥沙多而聞名，測站的泥沙測驗(yàn)任務(wù)也十分繁重。黃河泥沙含量高，且行沙量時空變化大，非汛期大部分測站含沙量只有幾到十幾kg/m3，個別站含沙量更小甚至為零，但汛洪水期含沙量一般在幾百kg/m3，有時可達(dá)到一千kg/m3以上。目前缺少可靠使用方便，能夠在先連續(xù)測驗(yàn)的泥沙測儀器。目前黃河上仍在使用橫式采樣器取樣，影響流量測驗(yàn)精度的進(jìn)一步提高[4]。
傳統(tǒng)的水文測驗(yàn)是一直沿用測深桿測深，六分儀（或起點(diǎn)距標(biāo)志牌）定位，流速儀（或浮標(biāo)）測速，手工計(jì)算，測一次流量要?dú)v時2小時，少則需要5至8人，多船同測時需要數(shù)十人，速度慢，功效低。特別是在水量統(tǒng)一調(diào)度時期，要求各控制水文站加強(qiáng)測驗(yàn)，增加測報(bào)頻次，大大增加了一線水文職工的工作量和工作強(qiáng)度，但仍滿足不了黃河水資源精細(xì)調(diào)度越來越高的要求。只有不斷研究、開發(fā)和引進(jìn)新的水文儀器和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)測驗(yàn)技術(shù)手段的提高和創(chuàng)新，以黃河水文數(shù)字化和現(xiàn)代化為支持，才能為三條黃河建設(shè)、黃河流域經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展提供更加準(zhǔn)確、及時、高效的服務(wù)。
黃河下游河道整治是在對河勢演變規(guī)律不斷認(rèn)識的基礎(chǔ)上開展的，小浪底水庫的運(yùn)用下游河道將會出現(xiàn)許多新情況、新問題，對河道整治工程的安全性及運(yùn)行管理、防汛搶險(xiǎn)造成難以預(yù)料的影響。所以加強(qiáng)水庫運(yùn)用期間河勢觀測工作，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，及時采取有效的對策，確保工程安全，同時積累資料。
而在河道整治工程配套不完善的河段，水流流路很不規(guī)順，一些工程不能發(fā)揮控導(dǎo)河勢的作用。這進(jìn)一步證明了黃河下游加強(qiáng)河道整治建設(shè)的必要性，為黃河下游河道整治工程的設(shè)計(jì)提供了幫助。
3 水文測驗(yàn)現(xiàn)代化
江河上已做的整治工程實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)說明，對某一河段的整治將影響到上下游流態(tài)及流路，如黃河上有“一彎變，彎彎變”的現(xiàn)象，這種對臨近河段帶來的變化，是利是弊，采取什么補(bǔ)救措施等問題，必須經(jīng)現(xiàn)場觀測、模型試驗(yàn)與分析研究相結(jié)合的辦法，才能做出正確判斷。
黃河水文測驗(yàn)是一項(xiàng)長期的事業(yè)，歷史的方法經(jīng)驗(yàn)應(yīng)于不斷的總結(jié)和揚(yáng)棄。歷史的進(jìn)步社會的發(fā)展治黃任務(wù)的變化，要求水文測驗(yàn)精度、方法、技術(shù)、服務(wù)水平不斷提高，水文測驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展提高是水文發(fā)展核心。水文科學(xué)技術(shù)、儀器設(shè)備的發(fā)展、國外的先進(jìn)的理念、水文測驗(yàn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，為黃河水文測驗(yàn)系統(tǒng)現(xiàn)代化建設(shè)提供了思想、技術(shù)和物質(zhì)上的保證[5]。
國家正在加大對黃河水文的投入，以解決黃河水文存在的突出問題，黃河水文的測報(bào)受到各級領(lǐng)導(dǎo)的高度重視時是前所未有的，現(xiàn)代科技的發(fā)展，相關(guān)科學(xué)的前進(jìn)為水文測報(bào)的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化提供了條件。黃河水文測報(bào)工作在“三條黃河”的治黃新理念中同樣扮演著重要角色，承擔(dān)著水文要素采集、傳輸、處理等工作?，F(xiàn)代化的測驗(yàn)方法和手段，可獲得更準(zhǔn)確、更實(shí)時的數(shù)據(jù)和資料[4]。水文測驗(yàn)現(xiàn)代化以自動化、數(shù)字化、為重要標(biāo)志。水位、流量、泥沙自動采集，將水文信息以數(shù)字化的形式實(shí)時的自動發(fā)送、傳輸至各級用戶，歷史水文數(shù)據(jù)基于Web技術(shù)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，不僅及時通過INTENET向用戶提供各種水文資料信息，具有強(qiáng)大的分析計(jì)算功能，全方位滿足科研、生產(chǎn)、管理等各方面的需求。
2002年7月和2003年9月，黃河進(jìn)行了兩次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)，分別把0.664億t和1.207億t泥沙輸送入海，有效減少了小浪底水庫和下游河道的泥沙淤積。2004年、2005年，黃河又進(jìn)行了基于人工擾動方式，更大尺度上的第三、第四次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)和調(diào)水調(diào)沙生產(chǎn)運(yùn)用，充分借助自然力量，加之中游水庫聯(lián)合調(diào)度，塑造人工異重流，從而最大限度地實(shí)現(xiàn)減淤沖沙的目的。
進(jìn)一步加密黃河下游河道淤積測驗(yàn)斷面，減少因的測驗(yàn)斷面過少引起的斷面代表性誤差遠(yuǎn)大于測量誤差的問題，提高黃河中下游水庫河道的測驗(yàn)精度。為探索河道的河勢演變規(guī)律，分析游蕩性河道河勢演變的機(jī)理，為河道整治工程規(guī)劃與建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，需加強(qiáng)對河勢演變的監(jiān)測，采用衛(wèi)星和航空遙感進(jìn)行河勢演變監(jiān)測是目前最先進(jìn)的技術(shù)，應(yīng)于在黃河研究推廣。泥沙的采集和傳輸方面，近年研制測泥沙儀器有，振動式測沙儀、光電式測沙儀，其特點(diǎn)是可接入自動化系統(tǒng)在線檢測。
目前，黃河水文測站大量的駐測是阻礙水文測驗(yàn)現(xiàn)代化主要原因，因此，除下游部分游蕩性河道外，其它大部分測站應(yīng)徹底改變駐測習(xí)慣。國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)證明巡測和遙測是實(shí)現(xiàn)水文現(xiàn)代化的關(guān)鍵，是解放生產(chǎn)力，提高勞動效率的重要措施，通過巡測不僅可以擴(kuò)大水文資料的收集范圍，同時也極大的改善職工生活生產(chǎn)環(huán)境。為此要采用衛(wèi)星空間技術(shù)、遙感、遙測、巡測等新技術(shù)的采集水文數(shù)據(jù)[4]。
當(dāng)今世界科技發(fā)展突飛猛進(jìn)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、遙感技術(shù)、遙測技術(shù)、自動化技術(shù)、GPS技術(shù)等日益發(fā)揮出對經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)大推動作用，為黃河水文測報(bào)現(xiàn)代化建設(shè)提供了新的途徑和技術(shù)手段。水文工作要適應(yīng)社會發(fā)展的需要，必須突破傳統(tǒng)的思維模式，充分依靠科技進(jìn)步。結(jié)合“數(shù)字黃河”工程建設(shè)，加強(qiáng)水文基礎(chǔ)建設(shè)，抓緊開發(fā)研究適應(yīng)黃河多沙河流特定水文條件的應(yīng)用技術(shù)，引進(jìn)、推廣應(yīng)用新技術(shù)，盡快提高測報(bào)手段和科技含量，提升水文測報(bào)的水平。
研究和保障河流健康生命，合理有效實(shí)施河道整治，既要有先進(jìn)的研究工具(數(shù)模、物模等)，更離不開足量的基本資料（水文、生態(tài)等）。黃河治理實(shí)踐中，應(yīng)該視上游水沙條件，采用現(xiàn)代高新技術(shù)在險(xiǎn)工和控導(dǎo)工程處設(shè)立水文測驗(yàn)監(jiān)測點(diǎn)，加強(qiáng)氣象、水文、河道、泥沙觀測等水文測驗(yàn)基礎(chǔ)工作建設(shè)，利用現(xiàn)代監(jiān)測和通信技術(shù)，實(shí)施在線監(jiān)測，收集相關(guān)數(shù)據(jù)。
4 認(rèn)識
黃河是一條多泥沙河流，也是世界上河勢演變最為復(fù)雜的河流。掌握河勢演變規(guī)律，預(yù)估未來河勢的發(fā)展變化，為下一步的河道整治提供依據(jù)，是提高治河水平的基礎(chǔ)措施之一。
以往的研究需要深化，各種方案不能停留在概念上，應(yīng)通過從各方面開展實(shí)際工作，對相關(guān)成果進(jìn)行梳理和甄別，逐步取得共識[6]。今后研究內(nèi)容、研究手段等方面都需要突破常規(guī)，通過多種渠道，利用現(xiàn)代技術(shù)，引進(jìn)和研發(fā)適合黃河水文特性的先進(jìn)設(shè)備，加強(qiáng)有關(guān)地區(qū)基本資料的觀測、試驗(yàn)和采集工作，促進(jìn)水文現(xiàn)代化建設(shè)。收集數(shù)據(jù)，檢測不同水沙條件下控導(dǎo)作用及整治效果，為整治策略的完善和實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)。
 
 
參考文獻(xiàn)
[1].朱慶平，千析.黃河下游治理方略思辨[EB/OL].http://www.yellowriver.gov.cn/.
[2] 廖義偉.黃河下游近期治理對策[EB/OL].http://www.yellowriver.gov.cn/.
[3] 齊璞，于強(qiáng)生，馬榮曾.關(guān)于黃河下游游蕩性河道整治的思考[EB/OL].http://www.yellowriver.gov.cn/.
[4] 張留柱.黃河水文測驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展與展望.[EB/OL].http://www.yellowriver.gov.cn/.
[5] 陳先德等.黃河水文[M].鄭州：黃河水利出版社，1996.
[6] 劉善建.治水、治沙、治黃河[M].北京：中國水利水電出版社，2003.