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如何解决河流泥沙问题?

【摘要】:在河流中设置人工弯道,以达到防沙排沙的目的。以黄河为例,总结治黄的经验教训和科研成果,认为采用“拦、排、放、调、挖,综合治理”等措施,标本兼治,近远结合,可以妥善解决泥沙问题;采取“上拦下排,两岸分滞”的方针,可以有效地控制洪水。“放、挖”是“拦、排、调”处理泥沙的有效补充,主要针对利用黄河自身能力无法解决的“死角”而采取的辅助措施。

(1)控制水流冲刷力,防止水土流失。常有以下几种方法:

1)覆盖坡面,如森林覆盖,草、灌木覆盖,农作物覆盖,塑料薄膜覆盖,建筑材料覆盖等。这种方法虽然不能改变径流冲刷力,但能使易冲刷的土壤得到庇护,同时,植物的枝叶还能大量拦截降雨和减少雨滴打击地面。

2)缓截水势,是将坡面的坡度尽可能地减小或截短坡长,从而达到减少水流冲刷力和缩短流线的作用,主要有修梯田、改垄、平整土地和地埂、种植水平林带等,克服土壤的向下滚动和水流冲刷力。

3)蓄存水能,将水尽可能地蓄存在坡面上或允许的一定范围以内,就地拦蓄,变水害为水利,如修塘坝、蓄水池、谷坊、鱼鳞坑、水簸箕等,可以防止水流汇集、径流形成,又能使土壤颗粒位移尽量缩短。

4)截排水流,因地制宜采取截流沟、排水沟、沟头防护等措施,将可能进入易产生水土流失坡面的水流,截排到规划范围之内,达到防止客水流入水土流失区内的目的。

(2)在河流中设置人工弯道,以达到防沙排沙的目的。由于弯道水流的横向环流作用,使表层水流的方向指向凹岸,后潜入河底朝凸岸流去,而底层水流则指向凸岸,后翻至水面流向凹岸。因此在河流弯道上形成明显的凹岸冲刷而凸岸淤积的现象。据此可以人为地设置人工弯道,利用凸岸淤积来防沙排沙。

(3)在河流上修建水库,并制定适合该水库的控制运用方式。如:

1)蓄清排浑运用,是指水库在汛期的主要来沙季节,空库迎汛或低水位运用。当洪水夹带大量的泥沙入库时,利用排沙设施(如排沙底孔),排沙减淤,并在下游引洪淤灌。在其他季节,河水含沙量较小,则拦蓄径流,蓄水兴利。这样不但可以减轻水库淤积,延长水库寿命,而且又可以充分利用水沙资源,促进农业增产,减轻泥沙对下游的威胁。

2)利用异重流排沙,当含有大量细颗粒泥沙的水流进入蓄有清水(含沙量很低)的水库时,在一定条件下,入库的浑水不和库内的清水混掺,而潜入到清水下面,沿库底向下游运动,这种水流称为异重流,异重流的形成,可以把一部分泥沙,主要是细粒(d<0.02mm)泥沙挟运到下游库段或一直到坝前。在水库蓄水期间,当洪水具有足够产生异重流的条件时,则洪水入库后将以异重流形式潜入库底向坝前运动,当异重流运动到坝前时,若及时打开底孔闸门加以宣泄,便可将一部分泥沙排走,减少水库淤积量。由于水库在异重流前后均能蓄水,使水库在汛期保持有一定的调蓄能力而不产生大量弃水,所以水量较缺或不能泄空排沙的水库比较适合这种运用方式。

黄河为例,总结治黄的经验教训和科研成果,认为采用“拦、排、放、调、挖,综合治理”等措施,标本兼治,近远结合,可以妥善解决泥沙问题;采取“上拦下排,两岸分滞”的方针,可以有效地控制洪水。

“拦”主要靠中上游地区水土保持和干支流控制性工程拦减泥沙。

“排”是通过水库调水调沙改变水沙搭配,通过河道整治提高河道输沙能力,将中上游拦不住的泥沙,利用下游河道输沙入海。

“调水调沙”是针对黄河下游河道目前出现的新情况、新问题,根据黄河下游河道输沙规律与不同水沙组合塑造不同河槽形态的特点,改变水沙搭配,使泥沙主要由洪水输沙,塑造窄深河槽,有利于利用洪水输送泥沙入海。

“放、挖”是“拦、排、调”处理泥沙的有效补充,主要针对利用黄河自身能力无法解决的“死角”而采取的辅助措施。如为了改变黄河滩区的生存和生产环境,可结合水库利用洪水排沙时进行放淤,淤高低洼滩地;河槽挖沙与堤后放淤相结合也可处理一部分泥沙,这些措施仍是今后处理部分黄河泥沙、巩固堤防的有效措施。

总之,多沙河流的治理方法很多,若因地制宜,将各种方法联合起来考虑,治理的效果必将很显著,我们这一代人更要积极探索治理多沙河流的方法,为子孙后代造福。