水库防洪工程论文参考文献

洪水资源与洪水资源化刍议向立云 一、洪水的资源特性 洪水的资源特性指洪水所具备的提供水土资源、生态环境资源的属性。 在人类文明尚未形成之前，河道洪水不受人类的干预，自然泛滥时洪水携带的大量泥沙、养分和物种广泛落淤繁衍于流域中下游，形成了广袤、肥沃、物种繁多的流域中下游平原和大面积沿河湿地。得益于这一资源，人类文明得以发足、扩张和进步。 随着人类文明的形成与发展，洪水在提供资源的同时，也给生命和生产构成威胁，造成损失。人类为了发展，建堤防洪、与水争地在所难免，在减轻灾害的同时，也遏制了洪水资源特性的发挥。进入工业社会之前，人类控制洪水的能力有限，所能保护的仅是占流域很小部分的居住地与耕地，由于防洪能力低下，受保护的耕地时常被淹，防洪工程对洪水资源特性的影响不大。 防洪工程技术发展到今日，控制洪水能力空前提高，制约了洪水资源特性的发挥。例如，流域中下游平原河道因高大堤防的修建，致使原有千百年来形成的生态与环境资源十分丰富的湿地大面积萎缩，在一些流域甚至已不复存在；在北方一些流域由于洪水泛滥机会锐减，平原地下水补给的一项重要来源趋于中断；洪水所携带的大量养分，或被上游水库截留，或直接输送入海，失去了滋养洪泛区的土地和湿地的功能。 防洪和洪水的资源特性的发挥是一对矛盾，在没有洪水利用措施的情况下，防洪标准与洪水资源特性发挥的几率成反比。 在没有防洪工程或防洪标准低下的地区，通常，洪水给人类造成的灾害远大于洪水所提供的资源利益，较高标准的防洪工程则为洪水的安全利用提供了条件。 二、洪水利用与洪水资源化 （一）洪水资源化的历史 洪水资源化，自古有之。利用于军事上以水代兵，屡见不鲜，最早一次记载是在公元前359年，当时楚国曾决黄河南岸大堤借助洪水攻城淹军，直到蒋介石决花园口，放黄河洪水阻挡日军，这种手段仍在运用。 战国时期李冰父子兴建都江堰是古代利用洪水的典范。洪水利用的同时，由于消减了河道的洪水流量，因此，洪水利用工程兼有兴利与防洪的双重功效。 从明代起，在黄河上有引导地利用洪水，束水攻沙、分洪淤滩的治河方略形成，认为“以人治河，不若以河治河也。夫河性急，借其性而役其力，则浅可深，治在吾掌耳（引自《中国水利史稿》）”，办法是“如欲深北，则南其堤而北自深；如欲深南，则北其堤而南自深；如欲深中，则南北堤两束之，冲中间焉，而中自深（出处同上）”如要淤滩固堤，则将此法“反而用之”。到清康熙年间，经靳辅、陈潢在明潘季驯治河基础上的发展与完善，黄河上形成了以缕堤束水攻沙，遥堤防洪，结合隔堤、滚水坝、减水坝（闸）的有控制的利用洪水刷槽淤滩的治河防洪体系。这一防洪方略至今仍在沿用。 海河流域在近代也曾进行过洪水利用的实践。1927年永定河大洪水后，大量泥沙流入海河干流，造成河床有数处淤高至大沽零点，泄洪及航运受到极大影响。1929年将永定河的洪水导入北运河以东的低洼地带，使停滞落淤，泥沙沉淀后的清水，泄入金钟河，以减轻干流淤积，同时又使洼地淤高，形成淀北放淤区，使十万余亩的碱地贫田变成沃壤。 1932～1939年8年间，永定河向淀北放淤区放淤11次，向淀南放淤4次。淀南和淀北的淤积量分别为8,142万m3和1,116万m3，合计为9,258万m3。淀内地面（759km2）一般淤高1～2m，减轻了海河干流淤积，维持了海流干流的泄洪及航运功能。 民国期间，据35年资料统计，在桑干河上的大同、阳高、朔县、应县、天镇、山阴等地共建有放淤减洪工程35处，淤灌面积达200多万亩。这不仅减少了永定河上游的来沙量，还减削了洪水。 民国李仪祉先生曾著《沟洫》、《利用洪水与蓄水地下》等文，专论洪水利用和洪水资源化，认为北方地区历来苦于干旱，丰欠不保，而每逢大雨，则河流陡涨，较平时水量大数倍、十数倍、数十倍不止，任其顺河道直泻大海，殊为可惜；若洪水破堤而出，无所约束，危害更大。平原地区若经营沟洫，其利有五：①减少涝灾；②减少水土流失；③蓄水于地下，以备旱时利用；④引河道洪水和养分入田间，或回灌地下；⑤大洪水时，有引导地分杀水势，减轻洪水威胁或洪水灾害。文中还对沟洫的规制、建设、管理维护及效益作了较详细的论述。由于当时防洪标准低下，控制引导洪水的能力不强，大规模经营沟洫体系尚无条件，而到现代，技术的发展使得人类有能力修建高坝大库防洪兴利，大量抽取地下水用于生产与生活，李仪祉所提倡的沟洫体系并未得到广泛施行。 （二）国外对防洪与洪水利用关系的认识与调整 洪水在提供资源的同时，也对人类文明的成果造成了灾害，成为制约经济发展的自然因素之一。进入工业化和现代文明时期，洪水灾害影响加剧，限于对资源与生态环境的认识水平和对人类改造自然、利用自然能力的充分自信，针对洪水及其负面影响，世界各国相继开展了以控制洪水为目标的大规模的防洪工程建设。 美国是进入现代文明最早的国家之一，也是受洪水灾害影响最大的国家之一。为消除洪水灾害的影响，美国政府自19世纪中叶起大规模介入防洪事业。19世纪60年代，美国陆军工程兵团提议沿密西西比河两岸大规模修建堤防，以改善航运和控制洪水。这种唯堤论（levees only），即将洪水束缚于两堤之间，成为美国当时大江大河主要的防洪方略。到20世纪初期，密西西比河两岸布满了联邦设计并投资建设的堤防体系。 1927年密西西比河下游发生大洪水，淹没土地约2万平方英里（约合518万公顷），70万人背井离乡，200多人死亡，万座建筑物倒塌或损坏，为美国最严重的洪水之一。这促使1928年的密西西比河下游防洪法的迅速出台。该防洪法授权修建水库大坝、整治河道、设置滞洪区、开辟泄洪道控制洪水，结束了唯堤政策。另一方面，在1927年以前，美国政府认为防洪主要是地方政府的责任，1928年之后，防洪政策发生了重大转变：“控制”洪水成为国家政策问题及联邦政府责任。 30年代的大洪水促使一些人（吉尔伯特·怀特为其代表）开始从一个全新的视角对洪水灾害进行研究，倡导防洪工程的建设应考虑洪水风险，应辅之以土地利用管理、预报与预警系统和洪水保险，以适合当地的地理和经济环境。这种多元化的管理思路体现在1968年的国家洪水保险法与国家洪水保险计划（NFIP）当中，构成了国家防洪政策和防洪安全保障体系的核心部分：“非工程”的基于风险理论的洪泛区管理和洪水保险。这种防洪策略虽并未明确考虑洪水资源的利用，但由于放弃了单纯依赖工程控制洪水的观念，客观上为洪水资源特性的发挥提供了条件。 随着人们对洪水及其环境及生态作用的认识不断加深，美国1993年大水之后，在人烟稀少、资产密度较低的高风险区没有对水毁堤防加固或重建，让洪水迂回滞留于曾经被堤防保护的土地中，既利用了洪水的生态环境功能，同时减轻了其它重要地区的防洪压力。1995出台的全国洪泛区综合管理计划中更将恢复洪水高风险区的生态环境功能作为未来30年洪泛区管理的四大目标之一。 日本自60年代起，力图实现“安全确保”的防洪方略，经过30多年的经营，建立起了较高标准的防洪工程体系，近来认识到通过防洪工程确保安全既不可能也不经济，防洪观念转变为以一定防洪标准下的“风险选择”策略。在利用洪水方面采取了雨洪就地消化，洪水资源化利用，在原渠道化的河道上人为造滩、营造湿地、培育水生物种以求形成类似于自然状态的“多自然河川”等措施。 （三）海河流域洪水利用设想 中国于50年代起，在各大流域开始了大规模的整治，控制洪水成为流域治理的主要目标。目前，全国水库已达万座，平原河道几乎尽受堤防约束，常遇洪水得到控制，与此同时，防洪工程的负面影响也渐次凸现，在海河流域表现得尤为突出。 海河流域经50年代和1963年大水后的数十年防洪工程体系建设，水库已可控制山区径流的80%以上，海河流域整体可防御50年一遇洪水。进入70年代，流域下游平原原有的大面积洼淀湿地迅速萎缩消失。上游径流的拦截，致使下游河道普遍断流，用水主要依赖于地下水。起初，地下水位较高，储藏量丰富，清洁卫生，就地采用，便利经济，不仅可满足生产生活之用，而且灌溉面积不断增加。同时，伴随地下水位逐渐降低，大面积盐碱地得以改良，成为高产稳产良田。70～80年代，海河流域处于枯水期，中下游平原外无洪水威胁，内有地下水供给，一片升平景象。然而，随着经济发展和人口增加，用水量随之剧增，浅层地下水已不敷使用，机井普遍深入难以再生的深层地下水。海河流域原本降水不足，加之地下水告罄，水资源短缺年甚一年，直接威胁到流域的可持续发展。与此同时，因河道断流和水资源不足引致的生态环境和社会问题日趋严重，工业和生活废水长期滞留于业已断流的河道之内，污染物日积月累，向地下渗透；农业灌溉大量使用河道内废水，使污染向土地与食物中扩散；河道断流和湿地消失，使依赖于此的生物灭绝，流域长期形成的生物链于此中断。目前对此虽未作专门研究，但可以预见，其生态环境影响将是深刻和长远的，甚至不可逆转。 海河流域降水年际变化很大，丰水年降水量可达700mm以上，枯水年不到400mm。丰水年时，暴雨洪水造成流域大面积淹没和巨大损失，排之惟恐不及；而遇枯水年，则旱情严重，苦于无水可用。 60年代前，海河流域水资源短缺和生态环境问题尚不突出，当时由于防洪能力低下，洪水对流域发展和生命财产的危害最大，为流域治理的主要目标，防洪工程按“以排为主”的方针规划，以图将洪水尽数排泄入海，免除洪水灾害。时隔不足20年，流域情况发生巨变，防洪能力已大幅度提高，水资源短缺和生态环境恶化已严重威胁到流域的可持续发展，洪水问题纵使不可忽视，也只是短期的影响，对北方干旱缺水的地区，洪水的发生还有改善生态环境、缓解水资源短缺的功效。 1996年海河流域发生了自1963年大水以来的最大洪水，虽然洪水量级远不及63年，洪水仍造成了巨大损失。此次洪水在演进和泛滥过程中，出现了前所未有的景象：地表径流沿程大量损失，洪水演进到下游，远小于预估的量级，到达时间也明显延迟。由于地下水的超采，地表吸纳径流的能力和地下的蓄水能力剧增，据洪水过后估计，径流系数仅为1963年大水期间的一半，为，渗入地下的水量达80亿m3之多，平原地区地下水位平均埋深比汛前上升了，比上年同期上升，补大于采。另外，洪水冲涤了流域内多年存积的废渣、废水等污染物，使环境景观得到较大的改善。96年之后，河北省农业连续3年大丰收，这与96年大水后地下水得到大量补充，缺水矛盾得到缓解不无关系。 海河流域50～60年代为丰水期，70年代为丰枯过度期，80～90年代为枯水期。据预测，21世纪初，将再次进入丰水期，如何抓住机遇，在防洪的同时，采取有效措施，充分利用洪水的资源特性，缓解流域水资源短缺和生态环境恶化等问题，对流域可持续发展具有重大意义。 历史上，由于流域防洪工程体系尚未建成，常遇洪水也难防御，洪水利用和洪水资源化无从谈起，虽然现有较高标准的防洪体系对洪水生态和资源特性的发挥有影响，但由于其基本可以保证重要地区的安全，并有较高的调度控制洪水能力，从而为洪水的安全合理利用提供了条件。 针对海河流域的现状，笔者建议洪水利用和洪水资源化从以下几个方面展开。 ①在充分论证的基础上，提高水库汛限水位或蓄洪水位，多蓄洪水。海河流域的水库主要是在50～60年代大规模群众兴修水利运动中建成的，存在质量和保坝标准不高等问题。经80年代以来的不断除险加固，大部分水库已达部颁标准，经“96·8”洪水的考验，提高某些水库的汛限水位，甚至超蓄洪水是可行的。至于汛限水位和防洪库容提高到什么程度，需在充分论证的基础上确定。 ②在洪水发生时，利用洪水前峰，清洗河道污染物。近20年来海河流域处于枯水期，又值社会经济高速发展阶段，用水量急剧增加，许多河道断流，大量未经处理的生产与生活废弃物长期滞留于河道之内，造成严重污染。“96·8”洪水后，由于洪水的清洗与稀释自净作用，受洪水影响水系，水质普遍得到明显改善，洪水的环境效益显著。洪水利用不仅需发挥其改善环境的功效，还要发挥其弥补水资源不足和修复流域生态的特性，因此不宜将一场洪水尽数排放入海，原则上应以洪水前峰的水量清洗河道，改善环境，而尽量利用其余部分补充水资源，修复流域生态。清洗河道，改善环境所需的洪水量，建议由水利部门与环境保护部门合作开展专题研究确定。 ③建设洪水利用工程，引洪水于田间，回灌地下水。“96·8”洪水使海河流域地下水得到82亿m3的补充，比多年平均增加一倍左右，除河道、滞洪洼淀、当地降雨下渗外，洪水漫流淹没虽造成较大损失，亦补充了相当数量的地下水。1996年流域平均降水量为600mm，统计1956～1998年43年间的年均降水量，大于600mm的年份有10年，丰水期的1956～1970年的15年间，年均降水量大于600mm的年份有5年，大于700mm的年份更有3年。在流域现状下，粗略估计年均降雨量大于600mm时，地下水补充量级为80亿m3以上，大于700mm时，地下水补充量级为150亿m3以上（据河北省防办94年所作的“63·8”暴雨重演研究，流域河北省境内补充地下水量即达146 m3,当年降雨量为673mm）。为充分利用洪水资源，回灌补充地下水，可借鉴李仪祉先生所设计的洪水利用沟洫体系，结合分洪闸门、滚水坝、滞洪洼淀等工程，引导洪水于广大平原地区纵横交错的沟洫内，可望使地下水补给量进一步增加，其五个方面的主要功效如前所述。 ④恢复部分洼淀。70年代以前，海河流域洼淀星罗棋布，既是调蓄洪水的场所，也是流域长期形成的自然生态环境的重要组成部分。70年代以后，由于流域进入枯水期，且流域用水量剧增，除个别洼淀外，相继干涸，成为农业生产用地，洼淀生态环境功能基本丧失，调蓄洪水的作用也有较大程度降低。因常年蓄水洼淀既有改善生态环境、调蓄洪水的功效，又有供水、水产养殖和旅游等效益，与作为农业用地相比，可能更为有利。考虑到流域将会再次进入丰水期并且南水北调工程即将实施，建议在有条件（例如，上有调节水库或靠近南水北调干渠，生态环境改善功能较强，调蓄洪水效果较好，移民较易安置）的洼淀开展洼淀蓄水的前期准备，包括进行移民安置规划、蓄水工程建设与完善，制定与水有关产业培植计划等工作，一旦进入丰水期，则有计划地相机蓄水，恢复并维持洼淀水域，实现由干淀向蓄水洼淀的平稳过渡。 ⑤利用流域河网的调蓄功能，使洪水在平原区滞留更长的时间。经过大规模的防洪工程建设，海河流域已形成了几个既有各自入海通道，又有内陆河道连接的相对独立的水系，在大洪水时可分别排洪入海，而在中小洪水时则可通过河网的调度相对集中地入海，使洪水在平原地区滞留时间增加，更多地回灌地下水，结合以上③④所述的措施，达到充分利用洪水的目的。 三、结论 洪水资源化自古有之，在防洪能力较低的时期，洪水利用只是局部零星的。随着人类控制洪水能力的提高、对水资源需求量的增加和对生态环境问题的关注，较大规模安全合理地利用洪水不仅可能，而且急需。洪水利用和洪水资源化在水资源相对紧缺的北方地区显得尤为重要。因对洪水利用与洪水资源化问题近来才着手研究，文中针对海河流域提出的充分利用现有水库河道蓄滞洪水、利用洪水前锋清洗污染、引洪水于田间、恢复洼淀等洪水利用建议，尚嫌粗浅，供参考。 （参考文献及表略，可参阅《中国水利水电科学研究院院报》2000年第1期）

一、洪水的资源特性 洪水的资源特性指洪水所具备的提供水土资源、生态环境资源的属性。 在人类文明尚未形成之前，河道洪水不受人类的干预，自然泛滥时洪水携带的大量泥沙、养分和物种广泛落淤繁衍于流域中下游，形成了广袤、肥沃、物种繁多的流域中下游平原和大面积沿河湿地。得益于这一资源，人类文明得以发足、扩张和进步。 随着人类文明的形成与发展，洪水在提供资源的同时，也给生命和生产构成威胁，造成损失。人类为了发展，建堤防洪、与水争地在所难免，在减轻灾害的同时，也遏制了洪水资源特性的发挥。进入工业社会之前，人类控制洪水的能力有限，所能保护的仅是占流域很小部分的居住地与耕地，由于防洪能力低下，受保护的耕地时常被淹，防洪工程对洪水资源特性的影响不大。 防洪工程技术发展到今日，控制洪水能力空前提高，制约了洪水资源特性的发挥。例如，流域中下游平原河道因高大堤防的修建，致使原有千百年来形成的生态与环境资源十分丰富的湿地大面积萎缩，在一些流域甚至已不复存在；在北方一些流域由于洪水泛滥机会锐减，平原地下水补给的一项重要来源趋于中断；洪水所携带的大量养分，或被上游水库截留，或直接输送入海，失去了滋养洪泛区的土地和湿地的功能。 防洪和洪水的资源特性的发挥是一对矛盾，在没有洪水利用措施的情况下，防洪标准与洪水资源特性发挥的几率成反比。 在没有防洪工程或防洪标准低下的地区，通常，洪水给人类造成的灾害远大于洪水所提供的资源利益，较高标准的防洪工程则为洪水的安全利用提供了条件。 二、洪水利用与洪水资源化 （一）洪水资源化的历史 洪水资源化，自古有之。利用于军事上以水代兵，屡见不鲜，最早一次记载是在公元前359年，当时楚国曾决黄河南岸大堤借助洪水攻城淹军，直到蒋介石决花园口，放黄河洪水阻挡日军，这种手段仍在运用。 战国时期李冰父子兴建都江堰是古代利用洪水的典范。洪水利用的同时，由于消减了河道的洪水流量，因此，洪水利用工程兼有兴利与防洪的双重功效。 从明代起，在黄河上有引导地利用洪水，束水攻沙、分洪淤滩的治河方略形成，认为“以人治河，不若以河治河也。夫河性急，借其性而役其力，则浅可深，治在吾掌耳（引自《中国水利史稿》）”，办法是“如欲深北，则南其堤而北自深；如欲深南，则北其堤而南自深；如欲深中，则南北堤两束之，冲中间焉，而中自深（出处同上）”如要淤滩固堤，则将此法“反而用之”。到清康熙年间，经靳辅、陈潢在明潘季驯治河基础上的发展与完善，黄河上形成了以缕堤束水攻沙，遥堤防洪，结合隔堤、滚水坝、减水坝（闸）的有控制的利用洪水刷槽淤滩的治河防洪体系。这一防洪方略至今仍在沿用。 海河流域在近代也曾进行过洪水利用的实践。1927年永定河大洪水后，大量泥沙流入海河干流，造成河床有数处淤高至大沽零点，泄洪及航运受到极大影响。1929年将永定河的洪水导入北运河以东的低洼地带，使停滞落淤，泥沙沉淀后的清水，泄入金钟河，以减轻干流淤积，同时又使洼地淤高，形成淀北放淤区，使十万余亩的碱地贫田变成沃壤。 1932～1939年8年间，永定河向淀北放淤区放淤11次，向淀南放淤4次。淀南和淀北的淤积量分别为8,142万m3和1,116万m3，合计为9,258万m3。淀内地面（759km2）一般淤高1～2m，减轻了海河干流淤积，维持了海流干流的泄洪及航运功能。 民国期间，据35年资料统计，在桑干河上的大同、阳高、朔县、应县、天镇、山阴等地共建有放淤减洪工程35处，淤灌面积达200多万亩。这不仅减少了永定河上游的来沙量，还减削了洪水。 民国李仪祉先生曾著《沟洫》、《利用洪水与蓄水地下》等文，专论洪水利用和洪水资源化，认为北方地区历来苦于干旱，丰欠不保，而每逢大雨，则河流陡涨，较平时水量大数倍、十数倍、数十倍不止，任其顺河道直泻大海，殊为可惜；若洪水破堤而出，无所约束，危害更大。平原地区若经营沟洫，其利有五：①减少涝灾；②减少水土流失；③蓄水于地下，以备旱时利用；④引河道洪水和养分入田间，或回灌地下；⑤大洪水时，有引导地分杀水势，减轻洪水威胁或洪水灾害。文中还对沟洫的规制、建设、管理维护及效益作了较详细的论述。由于当时防洪标准低下，控制引导洪水的能力不强，大规模经营沟洫体系尚无条件，而到现代，技术的发展使得人类有能力修建高坝大库防洪兴利，大量抽取地下水用于生产与生活，李仪祉所提倡的沟洫体系并未得到广泛施行。 （二）国外对防洪与洪水利用关系的认识与调整 洪水在提供资源的同时，也对人类文明的成果造成了灾害，成为制约经济发展的自然因素之一。进入工业化和现代文明时期，洪水灾害影响加剧，限于对资源与生态环境的认识水平和对人类改造自然、利用自然能力的充分自信，针对洪水及其负面影响，世界各国相继开展了以控制洪水为目标的大规模的防洪工程建设。 美国是进入现代文明最早的国家之一，也是受洪水灾害影响最大的国家之一。为消除洪水灾害的影响，美国政府自19世纪中叶起大规模介入防洪事业。19世纪60年代，美国陆军工程兵团提议沿密西西比河两岸大规模修建堤防，以改善航运和控制洪水。这种唯堤论（levees only），即将洪水束缚于两堤之间，成为美国当时大江大河主要的防洪方略。到20世纪初期，密西西比河两岸布满了联邦设计并投资建设的堤防体系。 1927年密西西比河下游发生大洪水，淹没土地约2万平方英里（约合518万公顷），70万人背井离乡，200多人死亡，万座建筑物倒塌或损坏，为美国最严重的洪水之一。这促使1928年的密西西比河下游防洪法的迅速出台。该防洪法授权修建水库大坝、整治河道、设置滞洪区、开辟泄洪道控制洪水，结束了唯堤政策。另一方面，在1927年以前，美国政府认为防洪主要是地方政府的责任，1928年之后，防洪政策发生了重大转变：“控制”洪水成为国家政策问题及联邦政府责任。 30年代的大洪水促使一些人（吉尔伯特·怀特为其代表）开始从一个全新的视角对洪水灾害进行研究，倡导防洪工程的建设应考虑洪水风险，应辅之以土地利用管理、预报与预警系统和洪水保险，以适合当地的地理和经济环境。这种多元化的管理思路体现在1968年的国家洪水保险法与国家洪水保险计划（NFIP）当中，构成了国家防洪政策和防洪安全保障体系的核心部分：“非工程”的基于风险理论的洪泛区管理和洪水保险。这种防洪策略虽并未明确考虑洪水资源的利用，但由于放弃了单纯依赖工程控制洪水的观念，客观上为洪水资源特性的发挥提供了条件。 随着人们对洪水及其环境及生态作用的认识不断加深，美国1993年大水之后，在人烟稀少、资产密度较低的高风险区没有对水毁堤防加固或重建，让洪水迂回滞留于曾经被堤防保护的土地中，既利用了洪水的生态环境功能，同时减轻了其它重要地区的防洪压力。1995出台的全国洪泛区综合管理计划中更将恢复洪水高风险区的生态环境功能作为未来30年洪泛区管理的四大目标之一。 日本自60年代起，力图实现“安全确保”的防洪方略，经过30多年的经营，建立起了较高标准的防洪工程体系，近来认识到通过防洪工程确保安全既不可能也不经济，防洪观念转变为以一定防洪标准下的“风险选择”策略。在利用洪水方面采取了雨洪就地消化，洪水资源化利用，在原渠道化的河道上人为造滩、营造湿地、培育水生物种以求形成类似于自然状态的“多自然河川”等措施。 （三）海河流域洪水利用设想 中国于50年代起，在各大流域开始了大规模的整治，控制洪水成为流域治理的主要目标。目前，全国水库已达万座，平原河道几乎尽受堤防约束，常遇洪水得到控制，与此同时，防洪工程的负面影响也渐次凸现，在海河流域表现得尤为突出。 海河流域经50年代和1963年大水后的数十年防洪工程体系建设，水库已可控制山区径流的80%以上，海河流域整体可防御50年一遇洪水。进入70年代，流域下游平原原有的大面积洼淀湿地迅速萎缩消失。上游径流的拦截，致使下游河道普遍断流，用水主要依赖于地下水。起初，地下水位较高，储藏量丰富，清洁卫生，就地采用，便利经济，不仅可满足生产生活之用，而且灌溉面积不断增加。同时，伴随地下水位逐渐降低，大面积盐碱地得以改良，成为高产稳产良田。70～80年代，海河流域处于枯水期，中下游平原外无洪水威胁，内有地下水供给，一片升平景象。然而，随着经济发展和人口增加，用水量随之剧增，浅层地下水已不敷使用，机井普遍深入难以再生的深层地下水。海河流域原本降水不足，加之地下水告罄，水资源短缺年甚一年，直接威胁到流域的可持续发展。与此同时，因河道断流和水资源不足引致的生态环境和社会问题日趋严重，工业和生活废水长期滞留于业已断流的河道之内，污染物日积月累，向地下渗透；农业灌溉大量使用河道内废水，使污染向土地与食物中扩散；河道断流和湿地消失，使依赖于此的生物灭绝，流域长期形成的生物链于此中断。目前对此虽未作专门研究，但可以预见，其生态环境影响将是深刻和长远的，甚至不可逆转。 海河流域降水年际变化很大，丰水年降水量可达700mm以上，枯水年不到400mm。丰水年时，暴雨洪水造成流域大面积淹没和巨大损失，排之惟恐不及；而遇枯水年，则旱情严重，苦于无水可用。 60年代前，海河流域水资源短缺和生态环境问题尚不突出，当时由于防洪能力低下，洪水对流域发展和生命财产的危害最大，为流域治理的主要目标，防洪工程按“以排为主”的方针规划，以图将洪水尽数排泄入海，免除洪水灾害。时隔不足20年，流域情况发生巨变，防洪能力已大幅度提高，水资源短缺和生态环境恶化已严重威胁到流域的可持续发展，洪水问题纵使不可忽视，也只是短期的影响，对北方干旱缺水的地区，洪水的发生还有改善生态环境、缓解水资源短缺的功效。 1996年海河流域发生了自1963年大水以来的最大洪水，虽然洪水量级远不及63年，洪水仍造成了巨大损失。此次洪水在演进和泛滥过程中，出现了前所未有的景象：地表径流沿程大量损失，洪水演进到下游，远小于预估的量级，到达时间也明显延迟。由于地下水的超采，地表吸纳径流的能力和地下的蓄水能力剧增，据洪水过后估计，径流系数仅为1963年大水期间的一半，为，渗入地下的水量达80亿m3之多，平原地区地下水位平均埋深比汛前上升了，比上年同期上升，补大于采。另外，洪水冲涤了流域内多年存积的废渣、废水等污染物，使环境景观得到较大的改善。96年之后，河北省农业连续3年大丰收，这与96年大水后地下水得到大量补充，缺水矛盾得到缓解不无关系。 海河流域50～60年代为丰水期，70年代为丰枯过度期，80～90年代为枯水期。据预测，21世纪初，将再次进入丰水期，如何抓住机遇，在防洪的同时，采取有效措施，充分利用洪水的资源特性，缓解流域水资源短缺和生态环境恶化等问题，对流域可持续发展具有重大意义。 历史上，由于流域防洪工程体系尚未建成，常遇洪水也难防御，洪水利用和洪水资源化无从谈起，虽然现有较高标准的防洪体系对洪水生态和资源特性的发挥有影响，但由于其基本可以保证重要地区的安全，并有较高的调度控制洪水能力，从而为洪水的安全合理利用提供了条件。 针对海河流域的现状，笔者建议洪水利用和洪水资源化从以下几个方面展开。 ①在充分论证的基础上，提高水库汛限水位或蓄洪水位，多蓄洪水。海河流域的水库主要是在50～60年代大规模群众兴修水利运动中建成的，存在质量和保坝标准不高等问题。经80年代以来的不断除险加固，大部分水库已达部颁标准，经“96·8”洪水的考验，提高某些水库的汛限水位，甚至超蓄洪水是可行的。至于汛限水位和防洪库容提高到什么程度，需在充分论证的基础上确定。 ②在洪水发生时，利用洪水前峰，清洗河道污染物。近20年来海河流域处于枯水期，又值社会经济高速发展阶段，用水量急剧增加，许多河道断流，大量未经处理的生产与生活废弃物长期滞留于河道之内，造成严重污染。“96·8”洪水后，由于洪水的清洗与稀释自净作用，受洪水影响水系，水质普遍得到明显改善，洪水的环境效益显著。洪水利用不仅需发挥其改善环境的功效，还要发挥其弥补水资源不足和修复流域生态的特性，因此不宜将一场洪水尽数排放入海，原则上应以洪水前峰的水量清洗河道，改善环境，而尽量利用其余部分补充水资源，修复流域生态。清洗河道，改善环境所需的洪水量，建议由水利部门与环境保护部门合作开展专题研究确定。 ③建设洪水利用工程，引洪水于田间，回灌地下水。“96·8”洪水使海河流域地下水得到82亿m3的补充，比多年平均增加一倍左右，除河道、滞洪洼淀、当地降雨下渗外，洪水漫流淹没虽造成较大损失，亦补充了相当数量的地下水。1996年流域平均降水量为600mm，统计1956～1998年43年间的年均降水量，大于600mm的年份有10年，丰水期的1956～1970年的15年间，年均降水量大于600mm的年份有5年，大于700mm的年份更有3年。在流域现状下，粗略估计年均降雨量大于600mm时，地下水补充量级为80亿m3以上，大于700mm时，地下水补充量级为150亿m3以上（据河北省防办94年所作的“63·8”暴雨重演研究，流域河北省境内补充地下水量即达146 m3,当年降雨量为673mm）。为充分利用洪水资源，回灌补充地下水，可借鉴李仪祉先生所设计的洪水利用沟洫体系，结合分洪闸门、滚水坝、滞洪洼淀等工程，引导洪水于广大平原地区纵横交错的沟洫内，可望使地下水补给量进一步增加，其五个方面的主要功效如前所述。 ④恢复部分洼淀。70年代以前，海河流域洼淀星罗棋布，既是调蓄洪水的场所，也是流域长期形成的自然生态环境的重要组成部分。70年代以后，由于流域进入枯水期，且流域用水量剧增，除个别洼淀外，相继干涸，成为农业生产用地，洼淀生态环境功能基本丧失，调蓄洪水的作用也有较大程度降低。因常年蓄水洼淀既有改善生态环境、调蓄洪水的功效，又有供水、水产养殖和旅游等效益，与作为农业用地相比，可能更为有利。考虑到流域将会再次进入丰水期并且南水北调工程即将实施，建议在有条件（例如，上有调节水库或靠近南水北调干渠，生态环境改善功能较强，调蓄洪水效果较好，移民较易安置）的洼淀开展洼淀蓄水的前期准备，包括进行移民安置规划、蓄水工程建设与完善，制定与水有关产业培植计划等工作，一旦进入丰水期，则有计划地相机蓄水，恢复并维持洼淀水域，实现由干淀向蓄水洼淀的平稳过渡。 ⑤利用流域河网的调蓄功能，使洪水在平原区滞留更长的时间。经过大规模的防洪工程建设，海河流域已形成了几个既有各自入海通道，又有内陆河道连接的相对独立的水系，在大洪水时可分别排洪入海，而在中小洪水时则可通过河网的调度相对集中地入海，使洪水在平原地区滞留时间增加，更多地回灌地下水，结合以上③④所述的措施，达到充分利用洪水的目的。 三、结论 洪水资源化自古有之，在防洪能力较低的时期，洪水利用只是局部零星的。随着人类控制洪水能力的提高、对水资源需求量的增加和对生态环境问题的关注，较大规模安全合理地利用洪水不仅可能，而且急需。洪水利用和洪水资源化在水资源相对紧缺的北方地区显得尤为重要。因对洪水利用与洪水资源化问题近来才着手研究，文中针对海河流域提出的充分利用现有水库河道蓄滞洪水、利用洪水前锋清洗污染、引洪水于田间、恢复洼淀等洪水利用建议，尚嫌粗浅，供参考。 （

黄河治理方略 摘要：治黄方略为我国历代安民的决策课题。本文针对“水少沙多”这两点黄河难治的症结，指出减少入黄沙量的治本之策为采用现代工程措施,将黄土高原水土严重流失区整治成错落有致的相对平原，改变其侵蚀地理环境。同时提出了与外流域调水结合的综合治理方略，把黄河下游河道作为淮河及汉江上游洪水的入海通道，增加黄河过洪能力，小浪底水库也可乘机排沙入海。 关键词：黄河 治理方略 泥沙 1 引言 黄河对于中华民族的意义是包括长江在内的其它河流无法比拟的，她流经中国腹地，诞生了中华民族，炎黄子孙既得益于黄河与黄土的哺育而生息繁荣，又受害于黄河与黄土相伴造成的黄河下游河道“善淤、善决、善徙”而治水不止。在中华民族生存发展史中，有很大的篇幅都与黄河治理有关。在历朝历代，治黄方略如何制订均是我国安民的决策课题。倍受后人推崇的最早的治黄成功事例是传说中的大禹治水。他改进了共工和鲧“ 围堵障水”的作法，采用“疏川导滞”之策，平息了水患。这一传说，实际上是对先民治河的总结[1]。从周以后的文献记载中，可证实防御洪水的黄河大堤的雏形远在春秋战国时期以前即已存在。以后诸侯国家兴起，可以组织更多的人力、物力，从一时一地出发，在大河两侧出现各自为政、甚至以邻为壑的堤防。规模比较大的和比较长的就成为我国早期的长城了。文字记载十分确切的是在西汉汉哀帝即位之初贾让提出的治河三策，是继鲧、禹之后较早提出创见并且见于正史记载的重要治黄方略。贾让当时面对的黄河下游河道“河高出民屋”，已是“地上悬河”，堤防宽窄很不一致，布局更是混乱，所以他最不主张的下策是筑堤治河。三策中的上策主张放弃旧有河道，人工改道北流。他认为“此功一立，河定民安，千载无患，故谓之一策。”中策主张开渠引水，分洪入漳。“此诚富国安民，兴利除害，支数百岁，故谓之中策。”限于当时的社会经济条件，贾让三策均没能认真实现。东汉王景的宽河行洪之策得到了大规模实施。他选定行河路线较优的线路，自荥阳东至千乘海口千余里，修渠筑堤，并利用沿河大泽进行放淤，取得了无重大改道变迁的成就，一直倍受后人赞赏。但是这种安澜毕竟是相对的，大量的泥沙淤积，至少隋唐五代出现了泛滥决口，更不可能有“千年无恙”的史实。值得借鉴的是明朝潘季驯“束水攻沙”的治河理论与实践。他主张南北两岸“坚筑堤防”，努力完善堤防系统，如用缕堤束水攻沙，用遥堤约束洪水泛滥，用格堤阻止滩区行洪并促进滩地落淤；为防御大洪水，又修建滚水坝分泄水。并且在当时黄河南流的条件下，充分利用淮河之水，借助洪泽湖的调节能力“蓄清刷黄”。潘季驯治河实现了由分流到合流，由治水到治沙两个转折，抓住黄河泥沙淤积这个根本问题，显然这一点是很高明的。因此，在他之后的明、清治河举措，多遵循他的治河原则。他的治河思想和方法甚至影响至今。但黄河河床仍继续淤高，泥沙灾害日益积累，以致于1855年发生了铜瓦厢决口改道的剧变。 黄河治理开发真正取得巨大进展是最近50年的事，黄河已开始变成为人们兴利造福的河流。总结治黄成败经验和科学研究成果，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。将两者有机地结合起来，即形成一个防洪减淤的工程体系。显而易见，如此治黄已将黄河作为一个整体来考虑治理对策，人们对黄河的研究与治理实践进入了一个崭新的阶段。昔日千疮百孔的黄河大堤，而今变成了宏伟的“水上长城”，成为海河与淮河的分水岭，在人们的努力下，取得了连续52年伏秋大汛不决口的奇迹和综合治理开发的丰硕成果，治黄成就举世公认。然而黄河毕竟是世界上最难治理的河流，4000多年前的大禹治水以来，历经多少前辈的治河实践，一直未能改变黄河这条泥龙恣意游荡的脾气。史书上清晰出现着2600多年里黄河泛滥1500次、改道26次的记载。下游决口泛滥范围，北抵津沽，南达江淮，纵横25万km2。频繁的决口改道，给两岸群众带来了深重的灾害。而今，随着黄河流域人口急剧增长，经济建设迅速发展和人类活动强度大大增加，母亲河的忧患仍在。由于冲沙入海的水量大大削减，下游河床不断淤积抬高，行洪能力大大减弱，高滩滩面漫水机遇已与1855年铜瓦厢决口前的情况接近，河道已趋于预警高度，悬河形势极为严峻；严重威胁着下游两岸人民生命财产的安全。另一方面，却又生发出季节性断流的灾患，自1972年以来的27年中就有21年断流，尤其90年代，年年出现断流。影响到依靠黄河供水的城乡生活和工农业生产用水，不仅直接造成重大经济损失，还带来了诸多的生态环境问题[2，3]，如加重了河口地区土地盐碱化，河口湿地生态系统退化，生物多样性减少，使黄河三角洲日渐贫瘠。黄河断流、洪涝灾害的环境恶化相互交加，黄河安澜中隐伏着危机，治黄事业无比艰巨又任重道远。特别是随着国民经济的发展和黄河的演变，对黄河治理和开发又提出了更高的要求，使治黄面临着许多问题。如何使治黄事业更为符合客观的自然规律和社会经济规律，亟待于我们继续探索和奋斗。本文在前人研究和实践基础上，就黄河的治理方略述一管见。2 减少入黄沙量的治本之策众所周知，黄河难治的症结在于沙多，而沙多的原因是黄土高原地区严重的水土流失。该地区西为祁连山余脉，西北为贺兰山，东至管涔山及太行山，北起阴山，南抵秦岭，共有64万km2，海拔1000～1500m，相对高差100～300m，这是世界上黄土覆盖最深厚、黄土地形最典型的地区。特殊的边界条件下，中游暴雨是黄土高原土壤强烈侵蚀以及水土严重流失的动力因素，“愈冲愈陡，愈陡愈冲”[4]，使黄土高原被切割得支离破碎，沟壑纵横，每年来自黄土丘陵沟壑区的泥沙达10亿吨左右，土壤侵蚀模数可达20000t/(a·5km2),大量泥沙入黄，致使一些水库湮废失效，下游河道不断淤高，防洪压力日趋加重。不少人认为，黄土高原历史上曾经是植被良好的繁荣富庶之地，希望通过植树种草，改变黄土高原的生态环境，从而达到根治黄河的目的。但是也应认识到，黄河塑造出的华北大平原是中华民族繁衍生息的中心地带，黄河早在远古时期就是一条多沙河流。《左传》引用周诗：“俟河之清，人寿几何!”表明更早的年代黄河已是相当浑浊，因为黄河沙多的自然现象应该比这句周诗要早得多。她所流经的中游地区，特别是现代界定的严重水土流失区中的大部分地区，自古即是自然条件极为严酷、水蚀风蚀最为严重的地区。这可以《诗经·小雅·十月之交》为证：“烨烨震电，不宁不令。百川沸腾，山冢萃崩。高岸为谷，深谷为陵”。该诗生动地描绘了2000多年前大暴雨后山洪暴发时黄土高原土壤强烈侵蚀的自然景观。再如《禹贡》中所称：“禹别九洲， 随山浚川”，表明当时黄土高原地区土壤侵蚀已十分严重，大量泥沙入黄，使黄河下游河道淤积日益严重，人们才会产生“随山浚川”(亦即随着山去导滞，疏浚上游的河道)的设想。原始的或常规的生产方式很难保证植物生长有良好的立地条件，“皮之不存，毛将焉附”，因此，也就难以达到具有一定覆盖度的植被状况[5]。无论如何，对古代黄河中游地区植被状况的估计一定要考虑自然气候的制约影响。《诗经·大雅·云汉》描述了周宣王时大旱多年的情景：“旱既大甚，涤涤山川，旱魃为虐，如�NFDA4�如焚”。也就是说大地旱得好象起火燃烧，山川干枯。显然如此干旱的气候之下，很难存在良好的植被。我们认为，对于黄土高原地区的水土保持，必须跳出传统框框，采用现代工程措施，如修筑控制性拦沙工程、淤泥坝系及必要的挡土墙，变沟壑为平地；也包括人工定向爆破等措施，使一座座高耸的峁峁梁梁填充沟壑，变坡地为相对平原。同时，辅以必要的生物措施。这些措施把经多年治理如今仅占黄土高原地区总面积约20%、而入黄泥沙却占总入黄沙量80%左右的水土严重流失区，改造成一片片错落有致的相对平原[6]。在这种失去了侵蚀地理环境的“平原”之上，水土流失被遏制，该地貌类型区入黄泥沙可减少70～80%(实际上入黄泥沙不可能也不需要减少100%，否则将会使下游河道遭受较强的冲刷，特别是给河口三角洲地区带来很大麻烦)。 只有从最基本的流域单元入手，通过工程措施改变水土严重流失区的侵蚀地理环境，才是黄河治本之策，而且这决非很久之后才可能实现的事情，只要立即动手，分步实施，10多年足矣。在这些具备涵养水源条件的人造“黄土平原”上，再采取相应的生物措施，不远的将来就不难实现“再造山川秀美的西北地区”的宏伟目标。从现有的技术经济条件来说，这完全是可行的。面向21世纪我国经济发展向西部战略转移，从社会与生态环境协调的角度讲，这也是十分必要的。3 与外流域调水结合的综合治理方略 相传我国上古之时，“汤汤洪水方割，荡荡怀山襄陵，浩浩滔天”。然而，历经沧桑，黄河近代水资源日趋贫乏，其水量仅占全国河川径流量的2%，大量资料表明，水少是黄河下游河床不断淤积升高的主要动力因素，也是黄河难治的另一症结。模型试验发现，洪水机遇减少是黄河下游近些年河床萎缩、过洪能力很低的主要原因[7]。从水资源角度讲，黄河是惟一流经干旱缺水的西北、华北地区的一条源远流长的大河，流域内地域广阔，环境多样，土地与矿藏丰富，因水资源贫乏而制约着发展，因此黄河治理不仅要考虑防洪，而且还要考虑水资源问题。花园口以上多年平均径流深77mm，相对于全国平均径流深276mm的28%，黄河下游地区水资源严重短缺属长期性、区域性、资源性缺水，因此，缓解黄河下游水资源供需矛盾的根本措施是开源，即从外流域调水济黄，增补黄河有效水资源量，这是适应发展的长期战略措施。为此可利用黄河以南所处的优越地理位置，基本上沿南水北调中线方案线路，自汉江丹江口水库始，沿途把汉江、淮河上游可引之水经河南南阳、平顶山、许昌等地，在郑州以西桃花峪上游(如孤柏嘴附近)自流引入黄河，并利用东平湖和拟建的桃花峪水利工程加以调节。尔后，通过现有的下游引黄工程，包括引黄济津、引黄入冀(现有的共产主义引黄工程和位山引黄入冀工程供水能力已经很大)、引黄济青工程，向河南、山东、河北相关地区供水，兼顾南水北调中线、东线方案的调水作用。从而减轻黄河水供需压力，达到解决下游断流、保证输沙用水量、改善下游河道淤积状况之目的。如果调水规模有保证，不但能缓解河北有关地区用水紧张局面，还可再通过河北水系的局部调整接济京津，满足原中线南水北调方案对京津的供水要求。在此前提下，黄河流域来水可主要考虑本流域中上游用水，相应缓解了黄河中上游水资源短缺的不利局面。并且小浪底水库可按照“高水高用”的原则，相机调水北上。 从丹江口水库调水入黄，沿途干渠应与淮河流域的河流和集水区域平交，与该流域的防洪体系相结合，形成“串联水库”，除发挥相应的供水作用外，特别是在淮河、汉江流域的暴雨期，还将产生其他巨大的社会经济效益。其一，通过优化调度，将淮河、汉江流域无法承受的洪量调入黄河，把黄河下游河道作为淮河上游各大支流的洪水入海通道，淮河、汉江的防洪压力遂大为减轻。其二，调洪水入黄，可冲刷黄河下游河道，扩大主槽断面面积，提高过洪能力，减少下游河道淤积。赵业安等专家的研究结果[8]及我们开展的模型试验资料[7]表明，黄河下游有“大水带大沙”及“大水出好河”的规律，水少沙多是黄河下游河道淤积的根本原因，且水沙搭配不相适应是造成黄河下游河道淤积抬高的又一主要原因。因此[9]，只有调洪水入黄，使流量与含沙量相适应，“大水带大沙”时，才能取得最好的输沙减淤效果。其三，小浪底水库的库容，是发挥综合利用效益的保证[10]，小浪底水库可借分洪调水之机集中排沙，利用大水排沙入海，相应增加了水库极为宝贵的库容。加大了水库调节能力，极大地提高水库的综合利用效益。 总之，如此调水对黄河防洪减淤乃至整个黄河治理都能产生巨大效益，同时对改善黄河下游特别是三角洲地区的生态环境具有重要意义。大量泥沙填海造陆，不断扩大河口三角洲国土面积，并有利于当地海上石油变为陆地开采，其意义甚为深远。 为弥补汉江下游枯水期用水，可修建引江济汉工程，即从荆江沙市附近自高而下向汉江下游开渠调水，为节省渠道长度，并便于调蓄，引江济汉工程可经过长湖。初步选在沙洋镇以下作为入汉江江口，入江口位于规划梯级之一的兴隆枢纽上游，以便于调节。荆江年均径流量大且较稳定，汛期长达半年之久，故引水补汉是有保证的，同时洪水期还可减轻荆江防洪压力。4 结语 治理黄河方略必须针对“水少沙多”这一症结进行科学制订。为使黄土高原地区入黄沙量大大减少，应采用现代工程措施，将水土严重流失区整治成一片片错落有致的相对平原，改变其侵蚀地理环境。这一治本之策无疑是行之有效的。 为缓解黄河流域特别是下游地区水资源供需矛盾，应从汉江、淮河上游调水入黄，冲沙减淤，改善生态环境，兼顾南水北调中线、东线工程的供水作用，并通过黄河以南构成的“串联水库”的调度，把黄河下游河道作为淮河及汉江上游洪水的入海通道，扩大黄河下游河道过洪断面，同时将小浪底水库乘机所排泥沙输送入海，提高该水库的综合效益。 本文提出的治黄方略，不仅把黄河作为一个整体来研究治理对策，而且还把临近流域作为一个系统加以考虑，防洪与用水问题等统筹兼顾，最大限度实现黄淮海平原的水资源优化调配。参考文献[1]谢鉴衡，赵文林。黄河泥沙问题的历史和现状。黄河泥沙。赵文林主编。黄河水利出版社，1996.[2]张俊华，张红武，陈书奎等。黄河下游断流影响、原因及对策。见:中国水利水电工程技术进展。邵维文主编。北京: 海洋出版社，1999.[3]姚文艺，赵业安等。黄河下游河道断流初探。水科学进展，1999，(2).[4]谢家泽。关于黄河下游治理问题。谢家泽文集。北京:中国科学技术出版社，1995.[5]张红武。黄河问题的对策。科学时报，.[6]张红武，张俊华，姚文艺。根治黄河不是梦幻。科技日报, 1997.[7]张红武，江恩惠等。黄河高含沙洪水模型的相似律。郑州:河南科学技术出版社，1994.[8]赵业安，潘贤娣等。黄河下游河道冲淤情况及基本规律。见:黄河水利研究所科学研究论文集。(第一集，泥沙·水土保持). 河南科学技术出版社，1989.[9]赵业安，潘贤娣。泥沙研究在黄河治理开发中的战略地位。黄河泥沙。赵文林主编。 黄河水利出版社，1996.[10]张俊华，张红武。小浪底库区泥沙淤积及下游减淤作用研究。见:中国水利水电工程技术进展。邵维文主编。北京: 海洋出版社，1999.