王中峰
黄河园林集团有限公司，河南郑州市，471000）
摘要:黄河治理属国计民生事项，历史上因洪水而造成的水灾异常严重，而黄河下游常有洪水泛滥、决口等发生，因此黄河下游治理一直是民族大事。本位主要对该地区治理目标及及当前治理现存问题进行分析，并对当前黄河下游滩区及河道治理研究发展进行阐述，仅供参考。
关键词：黄河；下游河道；滩区治理研究
引言：黄河下游常有大量淤泥堆积，因此“二级悬河”形成，随着历史发展，黄河数次改道，因此导致滩区过大。随着社会发展，下游滩区群众居住用地与防洪安全、行洪空间、滩区发展矛盾日渐增加，但同样科学技术的发展促使工程材料、模拟手段等在不断创新，因此为该地区的治理研究带来了全新机遇与挑战。作为国家重点研究项目，黄河下游河道与滩区治理研究主要为改善防洪压力并降低受灾风险、减少行洪空间挤压。
一、黄河下游河道与滩区治理主要研究趋势
黄河问题研究需长期进行，属社会公益研究性质，随着科学技术飞速进步，国家实力不断增强，模拟手段及工程材料都在进一步改进，推进了黄河治理工作发展步伐，且发展前景广阔。该研究项目意义重大，是首次针对黄河下游及及滩区治理的重点科研项目，黄河治理及开发研究为社会发展及国民经济研发领域提供无限可能。该研究项目的未来发展趋势应以明确黄河下游的防洪形势、洪水不利条件及河床后续演变形势，并有针对性提出河槽输沙及河道综合稳定的相关理论知识及具体技术措施，并科学合理制定滩区良性治理及下游河床不淤高的技术解决方案，同时将河道及滩区治理进行工程操作示范，建立完善的河道及滩地治理机制，为后续几十年黄河下游治理提供充足技术支撑[1]。此外，根据研究目标预测未来50年的黄河下游形态演化，并确定主槽到达平衡状态的水纹及地貌条件，对50年后的河口淤积对下游河道影响进行研究，评估后续黄河滩槽的稳定性及河槽维持状态。
二、黄河下游河道与滩区治理现存问题
黄河治理难度较大，现实中治理问题及矛盾日渐增加，且尤为突出。黄河下游治理目标明确，是为避免频繁出现河流改道及下游堤防决口问题，而为保证这一治理目标尽快实现，需严格掌控下游河道淤泥抬升情况，从根本减少上流泥沙流入。除避免水土流失外，需将黄河洪水及泥沙问题有效解决，对调水调沙及水库拦沙功能充分利用，以此增加下游河道的输沙及过流能力。调水调沙的最终使用效果与水沙占比有直接关系，但现在黄河治理体系中并未构建水沙调控系统。随着近些年来水土工程拦截、上游水库调节及周围环境气候影响，下游泥沙量与基流明显减少，因此黄河下游较大洪水出现几率明显降低，因此则出现输沙能力变差现象，从而导致槽过多，滩过低、堤根洼的断面形态，且河道边界及滩区对大量减少的洪水流量极不适应，大大削弱了控导工程影响及作用，此情况下，一旦上游黄河流势发生变化，则会出现“斜河、横河”，对防洪形势有巨大冲击。此外，宽河固堤中的滞洪沉沙特性，严重限制社会经济发展，并通过多种方式对黄河下游治理影响充分反映，且被社会群众广泛关注，因此解放黄河滩区，促进该地区可持续发展呼声日渐增高。
三、黄河下游河道与滩区治理研究进展
（一）学科基本理论研究进展
为有效治理黄河下游河道及滩区问题，需在学科基础理论上获取突破，针对黄河治理研究对基本理论知识进行讨论，具研究表明，弗劳得数并不适用所有黄河河段，因断面几何形态、水流特性有直接影响关系，通过断面开方值提出面积型弗劳得数，并由此计算出滩地、河槽及断面的弗劳得数差距，通过该方式将地势复杂的复式断面不同区域水流大小及强度进行描述[2]。进一步研究则发现，复杂河流的稳定程度、河床充淤及区划河型等都有明显推动作用。例如：将水流连续方程引入临界关系式，依据河流断面尺寸将区域河段整治流量进行计算，或依据具体的整治流量将整治河宽求出，再将曼宁公式引入，由此得出多项河床形态公式。下游平滩流量与输沙关系，当主河平滩流量值最大，输沙能力同样最大，此时求极值可得知流量最大是主河断面尺寸，并以此为基础进一步可得最大输沙流量所对应的最佳主槽断面宽度与水深间的主要关系。将此作为下游断面形态的河相关系式，为黄河下游整治及输沙流量最大的河槽宽度提供理论支撑，由此表明完善相关工程整治布局，对水流流路集中处理是最高效的治理途径。
（二）下游河道充淤预测及输沙效率
对黄河沙质河段进行实测发现，对河道水力因子进行调整，将水沙条件变化动力机制与河流动力学相结合，引入水流挟沙力该研究，并同时将其引入输沙率公式，建立符合不同黄河区域流段的挟沙水流状态下的充淤泥沙计算模型，与此同时对花园口站的洪水实测资料选取16组进行预测模型检验，根据实际模拟发现，该计算方式快捷、简单，可完全满足研究进度需求，只需对断面洪水水深、实测流速、水流量、含沙量、泥沙平均沉速等多项水沙因子作为进口条件加以引入，对河段区域来沙来水等水力因子充分反映，快速预估治理河段充淤量。以此为基础，采用模型预测下游不同流段的含沙量、历史条件及充裕量，依预测结果表明下游输沙效率最大流量值为3500-4000m3/s。
（三）河道整治规划设计方法及形势
通过对黄河进行大量模型试验并将现场实测资料进行整理，模型小河及天然河流的水流形态及参数特征有清晰认知，例如：断面最大区域单宽流量所引出的河道整治流路及流水动力轴线都呈圆滑曲线形式，因此正弦派生曲线可描述自然冲击下，河流导线变化方程框架。对弯道幅度及弯曲系数计算式采取大量模型进行拟合，而流路起始角计算式则将河流整治差异及实际作用流量间的主要影响进行考虑，将平槽流量下流速与河床流速用来反映河床稳定性，弯道跨度则对弯道环流强度具体作用充分考虑，建立适用于不同河床组成的流路变化方程，并对不同流量作用下河道主流现变化规律进行描述[3]。同时，对送溜能力与河湾形态间的直接关系进行分析，将其作为制衡机制的河段区域性导向设计方程依据。以热力学概念推导出河床稳定条件，将泥沙运动方程及水流运动方程与之结合，将均衡河宽求出，并对河沙流域不同水沙条件下对设计整治河宽加以计算。经过研究人员长期观察及测试发现，“以弯导流”是必然治理形势，而“以坝护湾”则有一定局限性，尽管坝垛可有效消杀溜势，但水流能量消耗极大，且影响输沙效率，此外，需长期进行抛石防护，人力物力双重消耗。近几年科学技术的不断创新，对黄河下游治理形势发生一定改变，将过去的“以弯导流、以坝护湾”转变为如今的“平顺护湾、顺湾导流”，在一定程度上提升黄河下流河槽输沙力并且具有造价低、施工快、抗水毁能力强等特点，可将防洪协调的多项问题有效解决。
结论：综上所述，黄河流域治理尤为重要，科学、合理的治理方案可有效降低防洪灾害，最大限度的提升下游滩区防洪安全，减少经济损失。当前该区域治理因科技进步，也取得显著进展，学科基本理论、河道充淤预测及输沙效率、下游整治规划方法及治理形势都有一定进展，对黄河流域后续治理有充足的技术及理论支撑。
参考文献:
[1]张红武,李振山.黄河下游河道与滩区治理研究[J].中国环境管理,2018,10(01):99-100.
[2]张红武,李振山,安催花,方红卫,黄河清,戴文鸿.黄河下游河道与滩区治理研究的趋势与进展[J].人民黄河,2016,38(12):1-10+23.
[3]刘兆存,秦耀辰,金生.黄河下游河道治理及滩区问题研究[J].地理科学进展,2008(02):32-38.
作者简介：王中峰，1971，男，汉族，籍贯：河南省郑州市新郑，职务职称：董事长兼总经理，高级工程师，学历：本科，单位：黄河园林集团有限公司，单位所在省市及邮编：河南郑州市，471000