【正文】 ( 375 萬畝 )耕地 [1]。 20 世紀 80～ 90 年代，黃河下游洪水漫灘流量一般在5000m3/s 左右，而 90 年代以后，漫灘流量逐年變小。 2021 年開始調(diào)水調(diào)沙后，河道有所沖刷，但部分河段漫灘流量仍不足 3500m3/s。沿黃兩岸保護灘地的生產(chǎn)堤，早些年一般華北水利水電大學 畢業(yè) 論文 2 頂寬為 2～ 3m,高度為 2～ 4m。近年來受經(jīng)濟利益的驅(qū)動，灘區(qū)生產(chǎn)堤不斷向主河槽外延，其區(qū)域擴大、防御標準提高，大部分高達 ～ 5m，甚至有些地方修筑的生產(chǎn)堤可以防御5000m3/s 以上的洪水。 黃河灘內(nèi)最早的生產(chǎn)堤是沿黃群眾為保護耕地、村莊，自修自守的土堤，它一般逼近黃河，為單個村或鎮(zhèn)所建 ，一般為獨立的、封閉的村堤、村堰，沒有連成長堤。 1958 年在“大躍進”形勢下，基于錯誤估計了防洪形勢，為保護兩岸良田、村莊，在黃河兩岸大修生產(chǎn)堤，從而束窄河道并妨礙行洪，制約了槽灘的水沙交換，導致“二級懸河”加劇。 1974 年國務院制定了“從全局和長遠考慮，黃河灘區(qū)應迅速廢除生產(chǎn)堤，修筑避水臺，實行 ‘ 一水一麥 ’ [2]，一季留足群眾全年口糧”的政策，在黃河主管部門和各級政府的共同努力下，生產(chǎn)堤破開了進水口門，到 1993 年，破口門長度已達生產(chǎn)堤長度的半數(shù)。1993 年后，由于黃河來水減少，灘區(qū)內(nèi)群眾防汛意識淡化，受短期經(jīng)濟利益的驅(qū)使，沿黃生產(chǎn)堤又重新修筑起來 。 生產(chǎn)堤的 積極作用及 危害 生產(chǎn)堤的積極作用 1） 保護了灘區(qū)群眾生產(chǎn)和生活 黃河下游灘區(qū)是群眾賴以生產(chǎn)和生活的重要場所 ， 也是群眾最直接 最根本的利益所在。生產(chǎn)堤對穩(wěn)定灘區(qū)群眾生產(chǎn)、生活有一定積極作用 [3]。 (1)減輕了中小洪水漫灘對群眾生活的影響。生產(chǎn)堤能夠防止中小洪水漫灘 ， 減少較大洪水漫灘幾率 ， 避免了群眾的田地、房屋、道路、渠道等生產(chǎn)生活設施被淹 ， 不但減輕了群眾的災害損失 ， 而且避免 了洪水圍困村莊對群眾的吃、住、行及就醫(yī)、孩子上學等造成的不利影響 ， 穩(wěn)定了群眾的生產(chǎn)生活 ， 有利于灘區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展。 (2)增加了大水來臨前群眾外遷的時間。若沒有生產(chǎn)堤 ， 大洪水到來前 ， 水流將從低洼處串水 ， 洪水進入堤溝河后 ， 阻斷撤退道路 ， 影響群眾搬遷。有了生產(chǎn)堤 ， 將延緩洪水進入灘區(qū)的時間 ， 增加群眾外遷的時間。 2） 在特定的來水來沙條件下對沖刷河道、輸送泥沙的積極作用 對含沙量較低的中小洪水 ， 若沒有生產(chǎn)堤 ， 可能造成漫灘。減小河道流量 ， 相應降低了水流挾沙能力 ， 不利于沖刷河道與輸沙入海。而且由于洪水含沙量低 ， 漫灘后達不到華北水利水電大學 畢業(yè) 論文 3 淤灘的目的。有了生產(chǎn)堤 ， 能夠防止中小洪水漫灘 ， 有效地沖刷河道 ， 即束水攻沙。對于高含沙中常洪水情況較為復雜 ， 一般情況下不漫灘雖有利于輸沙入海 ， 但易加重主槽淤積。近幾年調(diào)水調(diào)沙清水下泄 ， 防止了漫灘分水 ， 取得了良好的沖刷效果。 生產(chǎn)堤的危害 1)生產(chǎn)堤是 “ 二級懸河 ” 加劇的一個主要因素 據(jù)了解， 黃河 “ 二級懸河 ” 最早出現(xiàn)于上個世紀 70 年代。上個世紀 90 年代以來，由于氣候干旱、來水減少及人類對黃河水資源的過度利用，黃河河道輸沙用水被大量擠占，進入黃河下游的水量急劇減少，加劇了黃河水沙的不平衡；同時，黃河下游灘區(qū)群眾在河道內(nèi)普遍修筑生產(chǎn)堤，人為縮窄了行洪河道，影響了灘槽水沙交換，致使泥沙大部分淤積在生產(chǎn)堤內(nèi)的主河槽里，加劇了 “ 二級懸河 ” 的發(fā)展。黃河水利委員會調(diào)查表明，上個世紀 50 年代，黃河下游河道中的泥沙 77％淤在灘里， 23％淤在主河槽中，而目前，80％的泥沙淤在主河槽中 。 在 “ 二級懸河 ” 形態(tài)下，河槽外高于灘面 4 米～ 6 米，內(nèi)呈 “ 淺碟狀 ” ，即使發(fā)生 中小洪水，主槽也難以容納，必然造成重大河勢變化，易出現(xiàn)橫河、斜河，增大了 “ 沖決 ”和 “ 潰決 ” 的危險。 2021 年 9 月，黃河河南蘭考段出現(xiàn)流量 2400 多立方米每秒的 “ 小水 ” ，卻釀成重大漫灘災情。河南蘭考縣、山東東明縣 114 個村莊、近 12 萬人被洪水圍困，而蘭考段，恰恰是 “ 二級懸河 ” 最為嚴重的河段之一。 2)“ 二級懸河 ” 加劇了灘地橫比降的發(fā)展 生產(chǎn)堤的修建，加劇了灘地橫比降的發(fā)展，但不同漫灘洪水情況下的影響程度差異很大。天然條件下的中小漫灘洪水，入灘水流少、含沙量低、灘槽水沙交換較弱，生產(chǎn)堤存在 與否對河道沖淤及灘地橫比降的影響不大。即使沒有生產(chǎn)堤，因灘區(qū)分流比例較少，也難以造成灘區(qū)尤其是遠離河槽的堤河低洼地帶的大量淤積，影響范圍主要集中在近生產(chǎn)堤附近的灘面上，對灘地橫比降總體影響較小。相反，生產(chǎn)堤的存在對中小洪水具有一定的約束作用，水流集中，對河道的排洪輸沙具有一定的有利影響：主槽（深槽）沖刷作用可能會有所增強。但對于大漫灘洪水的影響則截然不同，控導工程和生產(chǎn)堤的存在對灘槽水流交換具有較大的影響。灘區(qū)淤積量的明顯減少，加劇了灘地橫比降的發(fā)展。使得灘唇高仰、堤根低洼的局面進一步加劇。大大增大了生產(chǎn)堤 決口后，水流沿灘區(qū)最大比降（縱向和橫向比降合成后的比降）方向、或沿著灘區(qū)串溝、汊河方向直沖大堤、華北水利水電大學 畢業(yè) 論文 4 造成沖決的可能性。如果沒有生產(chǎn)堤，也存在堤防沖決的可能，但由于灘區(qū)漫水早、灘區(qū)水位隨大河水位的上漲而近乎同步抬升，對大堤的沖擊強度相對較弱。 由于河道橫比降遠大于縱比降，如若中、小洪水生產(chǎn)堤一旦決口就會形成一條小河直沖大堤。今后中、小洪水甚至大洪水時的橫河、斜河、滾河的情況均有可能產(chǎn)生。生產(chǎn)堤的修建使中、小洪水行洪的寬度大大縮小。而生產(chǎn)堤使行洪河槽縮窄，泥沙的淤積范圍縮小，僅限于生產(chǎn)堤之間，加速主河槽 淤積抬高的速率，增大灘唇與大堤根之間的斷面橫比降，這與黃河下游 “ 寬河固堤 ” 方針是相違背的。 3)生產(chǎn)堤的修建加大了黃河防洪的難度 近年來由于黃河多次加高加固黃河堤防，興建河道整治工程，特別是 1998 年長江大水之后，國家加大了黃河治理力度，按照 2021 年設防標準，加高、加固兩岸堤防，加修、改建了許多河道整治工程，近期又進行了標準化堤防建設，將黃河堤防建成 “ 防洪保障線、搶險 交通 線、生態(tài)景觀線 ” ，防洪工程的抗洪 能力大大增強。但是如果任由 “ 二級懸河 ” 的發(fā)展，任由生產(chǎn)堤的加固，槽灘高差的加大，一旦生產(chǎn)堤決口，那么形成的串溝、滾河等險情將極大的影響防洪的安全。 4)河槽萎縮，排洪能力降低 由于黃河上游來沙去向主要是輸送入海和入?？谠礻憽⒂俜e在河道內(nèi)，還有一小部分人工引放至黃河灌區(qū)及固堤，由于多年來黃河沒有發(fā)生較大洪水，泥沙集中淤積在主河槽內(nèi)，河道主槽淤積比例由 80 年代初的 30％增加到 70％，河槽嚴重萎縮，河道排洪能力降低 [4]。目前，開封以下河段橫比降達 4‰ ～ 5‰ ，而河道縱比降為 ～ ‰ ，一旦發(fā)生較大洪水，由于河道橫比降遠大于縱比降，灘區(qū)過流比增大，極易發(fā)生橫河、斜河，甚至發(fā)生 “ 滾河 ” ，產(chǎn)生順堤行洪，危及堤防安全。由于河槽過洪能力明顯降低，局部河段 2021m3/s 左右流量就可漫灘，小水就能造成大災。 5)嚴重影響洪水傳播和洪水的準確預測 黃河下游河道 ， 在目前的邊界條件下 ， 洪水演進受生產(chǎn)堤阻隔 ， 斷面縮窄 ， 水位 雍 高。灘區(qū)漫灘進水時間不僅受洪水量的影響 ， 更受生產(chǎn)堤強度及防守效果的影響。人為因素較多地改變了自然狀態(tài)下的洪水演進規(guī)律 ， 對生產(chǎn)堤破口、決口時間、地點 ， 漫灘水量及漫灘水如何演進 、衰減等都難以預測 ， 很難準確地進行洪水預測、預報 ， 從而帶來較大的測報誤差 ， 進而影響到防汛調(diào)度和決策。如 “ ” 洪水在花園口 ～ 利津河段傳播時間長達 369 h， 約為多年均值的 2 倍 ， 為有水文記錄以來最長。如孫口斷面 “ ” 洪水漫灘 ， 8 月 6 日 20 時至 7 日 11 時洪峰前后 ， 洪峰流量報汛誤差最大達 2 000m3/s， 相華北水利水電大學 畢業(yè) 論文 5 對誤差 20%， 致使本應為 10100m3/s 的孫口洪峰流量 ， 錯報為 8100m3/s， 嚴重影響了東平湖分洪的決策和防汛指揮調(diào)度 [5]。 6)影響河道整治工程的安全 ， 增加了河道整治的難度 黃河下游河道整治工程是按照規(guī)劃的河道治導線進行的 ， 而生產(chǎn)堤的修建是一種民事行為 ， 隨意性較大 ， 平面布置主要是依據(jù)護灘、保村的原則修建的 ， 很多河段布置違背了河道洪水演進的規(guī)律 ， 有的生產(chǎn)堤甚至修建在主河槽內(nèi) ， 嚴重干擾了洪水的正常演進 ，造成了河道整治工程條件惡化 ， 易出現(xiàn)較大險情。同時 ， 生產(chǎn)堤加劇了二級懸河的發(fā)展 ，使平灘流量減小 ， 增大了河道整治的難度。 7)對灘區(qū)群眾生產(chǎn)生活也存在不利影響 生產(chǎn)堤雖然保護了灘區(qū)群眾免于中小洪水頻繁漫灘受災 ， 但對群眾的生產(chǎn)生活也有許多不利影響。主要表現(xiàn)為 :漫灘水加重了對灘區(qū)群眾安全的威脅。生產(chǎn)堤決口后水流集中 ，沖刷力強 ， 對村莊、橋梁、渠道等群眾生活、生產(chǎn)設施造成較大危害 ， 加重漫灘損失。堤溝河得不到及時淤平 ， 一旦漫灘或遇暴雨 ， 灘內(nèi)積水不易排出 ， 不僅秋季作物不保甚至連冬麥也無法播種。不利于灘區(qū)種植和土壤改良。影響灘區(qū)群眾及時遷移安置。群眾易依賴生產(chǎn)堤而疏于遷安 ， 一旦生產(chǎn)堤潰決 ， 洪水直沖地勢較低的堤根 ， 順堤成河 ， 此時開始遷移 ， 道路已斷 ， 僅靠少量渡船外遷只能勉強救命。生產(chǎn)堤口門處粗沙沉淀不利于耕種。 研究的意義 現(xiàn)狀生產(chǎn)堤嚴重影響防洪和灘槽淤積分 布，但廢除生產(chǎn)堤影響灘區(qū) 180 余萬人的生存與發(fā)展，地方政府阻力很大。參考其它河流如淮河、長江的灘區(qū)治理模式，可以考慮廢除小灘區(qū)和嚴重影響行洪安全的生產(chǎn)堤，設置 ～ 的 8000m3/s 及以下洪水通道，構(gòu)筑大灘區(qū)（ 20km2 以上）的滯洪區(qū)，有計劃分洪淤灘，找出黃河下游灘區(qū)治理中經(jīng)濟發(fā)展與分洪安全的結(jié)合點，解決灘區(qū) 85%人口生存與灘區(qū)淤積分布問題 。 本項目采用平面二維數(shù)學模型，依據(jù) “ ”典型洪水情況， 按現(xiàn)狀生產(chǎn)堤 和 廢除生產(chǎn)堤 兩 種 條件進行了典型洪水的模擬，模擬計算給出了夾河灘－高村河段不同邊界洪水演進、漫灘的過程及灘區(qū)淹沒程度。 通過對模擬結(jié)論的分析，從而進一步驗證黃河下游 生產(chǎn)堤對 灘區(qū) 分 滯洪的 影響 以及 給出今后對生產(chǎn)堤的管理建議。 華北水利水電大學 畢業(yè) 論文 6 研究思路 應用平面二維數(shù)學模型， 按現(xiàn)狀生產(chǎn)堤、廢除生產(chǎn)堤 兩 種條件進行了典型洪水 “ ”的模擬，模擬計算給出了夾河灘 ～ 高村河段不同邊界洪水演進、漫灘的過程及灘區(qū)淹沒程度。 以平面二維數(shù)學模型模擬計算成果為基礎，從而對比不同模式、不同工況下， 河道水面高程、灘區(qū)淹沒面積和洪水演進過程 等，提出更加合理的 生產(chǎn)堤的 運用原則、要求和方案。 以平面二維數(shù)學模型模擬計算成果分析灘區(qū)淹沒狀況及相關遷安救護問題。 研究工作流程見圖 2 圖 2 研究工作流程圖 華北水利水電大學 畢業(yè) 論文 7 第二章 河段的基本情況 20 世紀 50 年代黃河下游河道基本屬于天然情況， 60 年代以后灘區(qū)農(nóng)民自發(fā)性地逐漸修建生產(chǎn)堤，對灘地農(nóng)田有一定保護作用 ， 故屢禁屢建。 1987～ 1999 年期間，黃河下游河道經(jīng)常出現(xiàn)小水帶 大沙的異常來水來沙條件。由于生產(chǎn)堤阻礙了灘槽水流泥沙的橫向交換，泥沙淤積主要集中在主槽和嫩灘上，廣大灘區(qū)淤積很少。灘槽淤積分布的不均勻性形成了灘唇高仰、堤根低洼，臨河灘面明顯低于灘唇，背河地面又明顯低于臨河灘面的的不利局面，形成所謂“二級懸河”。河道典型斷面狀況如圖 3 所示。 圖 3： 黃河下游典型大斷面形態(tài)示意 黃河在孟津縣白鶴由山區(qū)進入平原，河道上寬下窄，比降上陡下緩，花園口至高村河段，河寬水散，沖淤幅度大，主流擺動頻繁，為典型的游蕩性河段。兩岸大堤堤距一般為 5～ 10km，最寬處達 20 多 km。由于下游河道水少沙多，河道淤積嚴重，長期以來“善淤、善徙、善決”而著稱于世。人民治黃以來，通過大規(guī)模的整治，有效控制了河勢擺動范圍，減小了橫河、斜河對地方?jīng)_決的威脅。陶城鋪以下河道的河勢已得到控制；高村至陶城鋪河段，主流已趨于穩(wěn)定，河勢得到了基本控制；高村以上游蕩性河段也已修建了一批布點工程，縮小了游蕩擺動范圍。經(jīng)過多年洪水 的考驗，河道整治工程在控導主流、護灘保堤、爭取防洪主動方面發(fā)揮了重要作用。 各河段 具體 的基本情況 [6]： 孟津鐵謝至京廣鐵路橋河段。該河段為禹王故道，長 93km。由于大河初出峽谷，驟入平原，比降較陡，流速較大。此河段過去主流擺動頻繁，坍塌劇烈，灘地遷徙無常。 70 年代以后，修建了部分控導護灘工程，灘地相對穩(wěn)定。目前此河段灘地面積約519km2，其中耕地 萬 hm2，有村莊 58 個， 萬人。這一河段灘槽高差較大，一般 華北水利水電大學 畢業(yè) 論文 8 當?shù)睾榉辶髁?8000m3/s 可漫灘，灘地主要集中在左岸的孟津市、溫縣、武陟縣境內(nèi)，面積廣大，習慣上稱為“溫夢灘”。 京廣鐵路橋至東壩頭河段。該河段河道長 124km，為明清河道，兩