魯 俊，張金良，錢 裕，梁艷潔，段文龍

（1.黃河勘測規(guī)劃設計研究院有限公司，450003，鄭州；2.水利部黃河流域水治理與水安全重點實驗室（籌），450003，鄭州）

黃河上游寧蒙河段，即黃河自寧夏下河沿至內蒙古頭道拐河段，全長990 km。 受兩岸地形控制， 全段由峽谷河段與平原河段構成，其中內蒙古巴彥高勒至頭道拐河段是典型的平原沖積性河段。20 世紀80 年代以來，因主要沖積性河段淤積萎縮，寧蒙河段主槽過流能力減少， 先后發(fā)生了6次凌汛決口和1 次汛期決口，防凌防洪形勢十分嚴峻。2019 年9 月18 日，習近平總書記在鄭州主持召開黃河流域生態(tài)保護和高質量發(fā)展座談會時指出，黃河“地上懸河”形勢嚴峻，上游寧蒙河段淤積形成新懸河。 新形勢下， 分析寧蒙河段淤積特點和原因，提出懸河治理對策，可為寧蒙河段治理提供重要參考。

一、淤積特點

寧蒙河段是沖積性河道，自地質時期以來長期存在河道淤積問題。 根據寧蒙河段1960 年以來實測水沙、地形斷面等資料，采用斷面法和輸沙率法計算沖淤量， 根據上游劉家峽、龍羊峽等水庫運用情況劃分不同時段分析寧蒙河段淤積變化特點。1960—2018 年寧蒙河段年平均淤積量0.348 億t（見表1），其中寧夏河段沖刷0.011 億t，內蒙古河段0.359 億t，淤積主要發(fā)生內蒙古河段。

表1 寧蒙河段年均沖淤量 單位：億t

從不同時期變化看，1960—1968年、1969—1986 年、1987—2018 年 三個時段寧蒙河段年均沖淤量分別為-0.321 億t、0.197 億t、0.601 億t，淤積主要發(fā)生在1986 年以后。

從分段淤積變化看， 寧夏河段1960—1968 年 為 沖 刷 時 段，1969—1986 年、1987—2018 年為淤積時段，年均淤積量分別為0.013 億t 和0.076 億t，淤積量相對較??；同期內蒙古河段淤積量分別為0.184 億t 和0.525 億t，占寧蒙河段淤積量的比例分別為93.7%和87.3%， 內蒙古河段淤積是寧蒙河段淤積的主體。

1986 年后，內蒙古河段淤積量增大， 且淤積主要集中在中水河槽，灘槽淤積分配比例發(fā)生了變化。 利用斷面法，計算內蒙古沖積性河段（巴彥高勒至頭道拐河段）年均沖淤量結果見表2。 1962—1982 年河槽為沖刷時段，灘地為淤積時段；1982—1991 年、1991—2000 年、2000—2012 年3 個時段灘槽均為淤積時段，河槽淤積比例分別為56.2%、87.6%、76.1%；2012—2018 年河槽為沖刷時段，灘地為淤積時段。 持續(xù)的淤積使得河床高出地面，形成新懸河。

表2 巴彥高勒至頭道拐河段年均沖淤量 單位：億t

二、淤積原因

寧蒙河段淤積變化主要受水沙條件影響。 分析寧蒙河段水沙變化，剖析總結近期泥沙淤積量增大原因。

①干流汛期水量和大流量過程減少、水流輸沙動力減弱，是寧蒙河段近期淤積量增大的主要原因。 寧蒙河段不同時期下河沿斷面汛期日平均流量過程見圖1。 1968 年以前，下河沿斷面有明顯的伏汛、秋汛洪水過程， 大部分時間的流量在1 500 m3/s以上，水沙條件較為有利，汛期流量大于2 000 m3/s 以上的年均天數為54.0 天。 1969 年以后，隨著上游劉家峽水庫、 龍羊峽水庫先后投入運用，兩個水庫在發(fā)揮水資源調節(jié)作用的同時，也使得汛期水量減少且流量過程趨于均勻，下河沿斷面伏汛、秋汛洪水特征發(fā)生變化， 流量多在1 200 m3/s 以下，流量大于2 000 m3/s 的年均天數變?yōu)?.2 天。按照水流挾沙理論，大流量過程減少，導致水流輸沙動力減弱，必然影響泥沙輸移，引發(fā)河道淤積。

圖1 不同時期下河沿汛期日均流量過程變化

②支流來沙量大、干流大流量過程減少，是寧蒙河段淤積的重要原因。寧蒙河段支流較多，來沙量較大的支流主要包括寧夏河段的清水河及內蒙古河段的十大孔兌，1986—2018 年寧蒙河段支流年平均來沙量為0.58億t，主要集中在7—8 月，占同時期干流來沙量的95%。

高含沙洪水對寧蒙河段淤積影響較大，但淤積表現卻因干流水沙條件不同而大有不同。 以內蒙古巴彥高勒至頭道拐河段為例，1960—1968 年巴彥高勒干流來水量為87.0 億m3，來沙量為0.746 億t， 支流來沙量為0.207 億t， 其中7—8 月支流來沙中有58.0%約0.12 億t 來沙量遭遇巴彥高勒1 000 m3/s 以下流量過程， 相應干流河道年均淤積量為0.225 億t；1987—2018 年，7—8 月巴彥高勒干流總來水量為32.4 億m3， 來沙量為0.203 億t， 其中7—8 月支流來沙中有96.0%約0.19億t 來沙量遭遇巴彥高勒1 000 m3/s 以下流量過程，相應干流河道年均淤積量為0.351 億t，與1968 年以前相比淤積量明顯增大。 可見，支流來沙時和來沙后，不遭遇干流大水導致泥沙淤積量增大， 支流入匯口淤積導致干流河道形態(tài)惡化， 進一步影響干流泥沙輸移。

三、治理對策

根據寧蒙河段淤積原因剖析，結合治黃實踐經驗，本研究提出寧蒙河段新懸河綜合治理措施與 “增水、減沙，調水調沙”的治理思路。

①實施灌區(qū)節(jié)水和跨流域調水，增加河道內輸沙水量。 有關研究表明， 寧蒙河段若要維持較低淤積水平， 需要河段出口頭道拐斷面年均水量保持在120 億m3左右。 1986年以后， 寧蒙河段進口下河沿斷面的汛期水量為147 億m3， 出口頭道拐斷面汛期水量為69 億m3，汛期輸沙水量嚴重不足。 需加強寧蒙灌區(qū)節(jié)水力度，減少區(qū)間耗水。 此外，由于黃河為資源性缺水， 可通過南水北調西線調水增加河道內外水量，解決黃河上中游地區(qū)缺水問題，實現還水于河。

②建設黑山峽水庫，恢復進入寧蒙河段的中常洪水過程，協(xié)調干支流水沙關系，稀釋支流高含沙洪水。 蘭州以上的黃河干流來水占寧蒙河段來水量的95%，黑山峽水庫位于甘肅與寧夏交界河段， 與寧蒙河段距離近，地理位置優(yōu)越。 通過建設高壩大庫反調節(jié)上游流量過程，在汛期特別是7—8 月支流高含沙洪水期放大流量過程， 以協(xié)調干支流水沙關系，對遏制寧蒙河段淤積、保障防凌防洪安全具有重要作用。

③加大上游支流特別是內蒙古十大孔兌和上游沙漠區(qū)的綜合治理力度， 減少進入內蒙古河段泥沙量。寧蒙河段泥沙來源包括干流、區(qū)間支流和入黃風積沙，其中區(qū)間匯入的清水河、十大孔兌等支流來沙量以及兩岸沙漠地區(qū)的入黃風積沙量較大，約占50%， 且區(qū)間支流來沙粒徑較粗，對河道淤積危害較大。 對黃河上游的支流特別是十大孔兌進行水土流失綜合治理，減少入黃泥沙特別是入黃粗泥沙，對于減少內蒙古河道淤積具有十分重要的作用。

④通過高標準堤防建設、河道治理和挖河疏浚等措施， 增加河道排洪、防洪能力。 寧蒙河段近期加強了堤防工程建設， 防洪標準基本達到20 年一遇～50 年一遇， 但目前堤防工程還存在一些薄弱環(huán)節(jié)， 如河道整治工程不足、 河勢未能得到有效控制等，威脅兩岸防洪安全。 應進一步建設高標準堤防， 完善河道整治工程建設， 實施支流入匯口等局部河段挖河疏浚工程， 盡可能提高河道排洪、防洪能力。

四、結 論

寧蒙河段淤積主要集中在內蒙古河段，是寧蒙河段淤積的主體。 20世紀80 年代以后寧蒙河段淤積量增大， 干流汛期水量和大流量過程減少，水流輸沙動力減弱。 通過加強干流大流量過程、增強支流泥沙輸送效果，按照“增水、減沙，調水調沙”的治理思路采取綜合性措施進行治理，可有效實現寧蒙河段新懸河治理，保障兩岸地區(qū)安全穩(wěn)定發(fā)展。 ■