下游范文10篇

时间:2023-03-20 17:58:28

下游范文篇1

黄河是华夏民族的母亲河之一,黄河文明驰名中外。但受诸多因素的制约,时至今日,黄河也呈现了几多的尴尬与无奈,黄河下游的季节性断流便是其中一个重要难题。

一、黄河将成为世界上最长的内流河

历史上的黄河一泻千里、气势恢宏,古化有“奔腾到海不复回”的豪放诗句,诗仙李白何曾想到,漫漫黄河居然也有“奔腾而不到海”的断流景观。

黄河频繁的季节性断流始于本世纪70年代之初,从1972年山东利津断面断流开始,至今已有19年断流,累计断流57次,进入90年代之后,断流现象更为严重。

从断流天数看,黄河断流的天数已逐年增多,1972年首次断流仅历时15天,1996年断流136天,截止于今年8月7日,1997年黄河已断流181天(8月7日复流后8月9日再次断流);从断流河段看,黄河断流河道向上游延伸,断流河段逐年增大,1972年断流仅产生于山东利津的下游,1995年断流上溯至河南开封附近,断流683千米;从断流始发时间看,断流时间也逐年提前,过去断流一般始于五六月份,近几年来提前到三四月份,1997年2月7日黄河即开始断流。

水利专家预测,到2000年后,黄河会每年断流,断流最长历时可达140~200天,山东利津水文站每年将有半年左右半涸。

黄河频繁的季节性断流将使黄河演变成世界上最长的内流河、季节河。

二、黄河断流之影响

1.黄河断流对沿岸自然生态环境的危害

黄河断流能够引起河道萎缩,原来输入海洋的大量泥沙只能在沿岸地区沉积,由此抬高河床,不利于汛期洪水下泄,容易诱发更大的洪涝灾害。

干涸河道中泥沙的骤然增多使河道潜在着演变成一条巨大沙带的可能,久而久之,昔日黄河故道风沙弥漫、荒凉凄怆的悲剧就可能会重现,沿岸土地缺乏水源保护,土地沙化、荒漠化的可能性增大。

黄河季节性断流后,黄河三角洲地区缺乏足够的泥沙沉积与水量输入,地下水位下降,海水入浸,土壤盐碱化速度加快,生物种群多样化的优势将丧失殆尽。

总之,黄河断流使黄河下流地区的自然生态环境趋向恶化,生态平衡失调,土壤肥力下降,不利人类的生存和发展。

2.黄河断流对沿岸人类活动的影响

因黄河断流,黄河下游地区1972年~1996年累计造成工农业损失约268亿元,每年平均损失14亿元以上,受旱农田累计500万公顷,减少粮食100亿吨,单是1995年的黄河断流就使山东东营3万公顷稻田未能插秧,河南新乡2万公顷稻田改种其他农作物,山东德州100多家企业缺水瘫痪。

黄河断流严重地扰乱了沿岸人民的生活,山东境内10万余居民长期供水不足,当地政府被迫限时限量总供水,公用水龙头前排队等水者彼彼皆是。

黄河季节性断流使其下游地区水源减少,而排入黄河的工业污水与生活废水却逐年增多,黄河的自净能力减弱,地下水水质恶化,威胁着人们的健康。

黄河的季节性断流极大地制约了华北地区社会、经济的健康发展。

三、黄河断流成因探索

1.黄河断流的自然原因

黄河流域近年来降水量减少是黄河断流的主要自然原因。

长期以来,我国的气候呈现出寒冷期与温暖期交替的变化规律,到20世纪,我国进入气候温暖期,气温逐年上升,降水量逐年下降,黄河河南花园口以上流域1990年~1995年间平均降水量减少12%。

黄河径流主要来自于上中游以降水补给为主的地表与地下径流,流域内降水量的下降直接减少了径流的水源补给量。

黄河流域属于半湿润、半干旱地区,降水量本来就不充沛,水资源不足,进入温暖期后蒸发加强,降水减少,旱情加重,水资源供求关系更加吃紧。

2.黄河断流的人为原因

从某种意义上讲,黄河断流与其说是天灾,不如说是人祸,人类对水资源的不合理利用是黄河断流的主要原因之一。

①森林覆盖率低,水土流失严重。

历史上植被状况的恶化对黄河断流影响很大,原有的茂密森林在唐代、宋代之后遭到人为的毁灭性破坏,直到今天,黄河流域的森林覆盖率仍然远低于全国平均水平,其生态破坏的趋势远未能得到根本性的遏制,甚至于有所发展。水土流失量惊人,土地蓄水、保水性能很差。生态环境的恶化、森林的消失是造成黄河洪灾与断流并存的历史原因。

②人口、经济迅速发展,耗水量剧增。

本世纪50年代以来,黄河流域人口猛增,人类生产与生活规模无节制扩大,耗水量呈现急剧上升态势。

50年代时,黄河下游灌区灌溉140万公顷农田,90年代灌溉面积上升到500万公顷,工业生产用水也数十倍地增长。

50年代初期,黄河供水地区年均耗水量122亿立方米,90年代初达到300亿立方米,而同时年均降水量反而有所下降。

与50年代相比,90年代黄河下游非汛期来水减少24.5亿立方米,同期耗水量反而增加81.5亿立方米,水资源供需矛盾尖锐,黄河水资源供远小于求,断流在所难免。

③缺乏统一、健全的水资源管理体制

在枯水年份或者枯水季节,黄河沿岸各地只从自身利益考虑,纷纷引水、蓄水、争水、抢水,水资源管理混乱,水量分配不合理,水荒矛盾更加突出。

新中国成立以后,我国政府在黄河上中游兴建了一大批水利工程,预计到2000年时,黄河上中游地区水库的总库容量将达到660亿立方米左右,大大超过了黄河河南花园口水文站的多年平均径流总量,上中游巨大的截流能力固然有利于上中游地区的水土保持与经济建设,但也导致了下游地区水量的大量减少,加重了下游水资源匮乏的程度。

④水费价格偏低,农业灌溉方式原始,水资源浪费惊人。

黄河流经了我国北方重要的农业产区,农业灌溉用水即占全河流用水总量的90%以上,而引黄渠每立方米水费仅为3.6厘钱,远远低于供水的生产成本,如此低廉的水价自然难以唤起人们的节约用水意识,只能促使人们利用水资源时的放纵、毫不吝惜。

目前,黄河流域共有水浇地500万公顷,农业灌溉仍然主要采用大畦漫灌、串灌等原始灌溉方式,一些灌区每公顷地年均毛用水量竟然高达60立方米,粗放经营的农业生产方式使黄河水资源的有效利用率不及40%,水资源浪费程度令人触目惊心。

⑤水体污染严重,水体质量不佳。

随着人口的剧增、经济的发展,黄河流域水污染程度逐年加重,水体质量的明显下降既影响了人体的健康,也降低了黄河水资源的开发利用率,“水荒”矛盾更加尖锐。

四、黄河断流的对策探讨

1.植林种草、绿化大地、保持水土

在植被贫乏的黄河流域、尤其是水土流失居世界之首的黄土高原地区广泛植林种草,扩大植被覆盖率,发展生态经济、资源开发与水土保持相结合,涵养水源,保持水土,防止水土流失,减少洪水危害,增加土壤肥力,增加地下径流,提高水资源的利用效率。

2.控制人口数量,提高人口素质在努力发展物质生产的同时,黄河流域应重视对人口增长的有效控制,加强对公民进行人口、资源、环境的素质教育,促使公民自觉地保护环境与水资源,合理用水,节约用水,在一定程度上缓和“水荒”矛盾。

3.绕一规划、协调开发黄河水资源

黄河下游地区地势低平,水库与湖泊调节水资源的能力低,洪涝与干旱并存,全流域引黄灌溉又各自为政,不便管理。因此,国家有必要组建全国统一的黄河水资源管理机构,统一管理、统筹编制黄河水资源利用与调度方案,兼顾各地情况,使黄河水资源的开发利用趋于充分、合理。

4.加收水资源使用费,促进节约用水

国外实践证明,在经济规模不变情况下,水价如提高10%,用水量则下降5%,水价如提高40%,用水量则下降20%,国外许多地区以提高水价来限制用水量。

我国也应该实施水资源有偿使用制度,依法征收水资源使用费,适当提高水价,以刺激人们的水消费观念,唤醒人民的节水意识,避免或减少水资源的浪费。

5.科学种田,实施节水灌溉新技术

管灌、喷灌、滴灌、渗灌是国际上一致公认的节水灌溉新技术,节水灌溉每公顷地用水量仅为传统灌溉用水的1/5,以色列灌溉水的有效利用率更在90%以上,我国河南商丘地区节水灌溉实验区节水30%~40%,粮食却增收10%。干旱缺水的甘肃河西走廊也走上了节水农业的新路,敦煌滴灌实验区每年每公顷土地仅用水450多立方米。

黄河流域耕地面积宽广,传统灌溉方式普遍,节水灌溉新技术有着广阔的市场,其节水潜力相当可观。

6.加强污水的净化处理工作,提高水资源的重复利用率

提高水资源的重复利用率是工业节水的重要手段,80年代以来,日本工业用水的重复利用率达71%,美国、德国也在60%以上。

我国政府也应加强科研工作力度,努力搞好污染水体的净化处理工作,尽可能地提高工业用水的重复利用率,节约用水。

7.南水北调,跨流域调水

南水北调,引长江水进入黄河是解决黄河流域使解决水资源紧张状况的根本性措施。

相对于黄河而言,长江可谓是水资源富足有余,引长江水北上济援黄河是一项规模巨大的水利工程。

下游范文篇2

中国有五千年璀璨悠久的文化,在中国思想史上,早有和谐思想的萌芽。老子提出“人法地、地法天、天法道、道法自然”。孔子认为“君子和而不同”;孟子提出“天人合一”、“仁者无敌”无论老子的法家还是孔孟的儒学,都曾阐明只有心与身、人与人、人与自然之间达到和谐,整个社会才能和谐。如今,“构建和谐社会”的新命题:民主法治、公平正义、诚信友爱、充满活力、安定有序,人与自然和谐相处为我们指引了前进的方向。作为海河下游局的一名职工,为构建和谐下游局做出自己的贡献,就是在为和谐社会的发展添砖加瓦;作为一名“80后”的时代青年,我向全局的青年朋友们倡议:“构建和谐下游局,从“我”做起!”

和谐是一股温暖,他是同事之间诚信友爱、团结互助的收获。那就是一个微笑的眼神,一句鼓励的话语,一次跌倒的扶起,一声诚恳的谢意。所以,请不要吝啬微笑,把他送给你周围的每一个人,我们会收获更多的快乐。请不要紧闭你的心扉,你会发觉围绕在身边的是团团善意;请不要总是深陷于自己的失意,鼓起跌倒再爬起的勇气,大家都会伸出一双双手,把你扶起。

和谐是一次考验,他站在个人与集体、感性与理性、道德与私欲的天平上,测量我们战胜自己的勇气。一位哲人曾经说过,人性的伟大在于他的社会性。社会中的竞争,比起动物界生存的弱肉强食,多的不是智慧和强悍,而是理性和文明。在我们付出努力,结果成功亦或是失败的同时,正是在完成着一道道人生的课题、经受着一次次人性的考验。请让我们都冷静地反思一下自己,每当有这样的时候,当个人利益与集体利益发生矛盾时,我们选择了维护大局还是满足私欲?当需要自己站在公平、正义的天平上做一颗砝码时,我们选择了客观理性的无私还是主观感性的偏袒?是啊,就是在许多这样的时候,我们经受着人格与道德无声的考验,正是在这样的考验里,我们一次次地战胜自我,因为即使在竞争中失败,那也只是暂时的失去,而得到的却是厚积薄发的战斗力。

和谐是一面镜子,他折射出心灵的美与丑,道德的良与莠;和谐是一粒种子,播撒的是宽容、是真诚、是奉献,收获的是尊重、是友情、是快乐;和谐是一个理想,映照着美好富足的愿望。家庭和睦需要和谐,单位进步需要和谐,社会发展需要和谐。家庭和谐,使人身心愉快;单位和谐,筑就事业辉煌;社会和谐,成就千秋伟业。若问和谐在哪里?和谐就在你我身边。

青年朋友们,作为一名水利人,当你看到三峡大坝拔地而起、高峡出平湖的时候,当你看到98抗洪取得圆满胜利的时候,当你看到唐家山堰塞湖成功排险的时候,你怎能不感到骄傲和自豪?作为一名下游局人,当你看到局领导为单位的发展殚思极虑的时候,当你看到西河闸、进洪闸工程顺利通过验收的时候,当你看到全局职工团结一致努力工作的时候,你怎能不为拥有这样一个岗位而感到幸福和欣慰?青年朋友们,对于今后的人生,这里——将是我们实现价值的平台,是我们走向更高的起点。在今后的工作中,让我们从我做起,从平凡做起,从点滴做起,爱岗敬业,诚信友爱,团结协作,以“3he”文化为指导,努力诠释“河流、合力、和谐”的涵义,发扬献身、负责、求实的精神,以昂扬的斗志迎接时代的挑战,以饱满的热情和积极的态度做好每一项工作,使水常清、水常流,真正达到水为人服务,人水和谐。青年朋友们,桃李不言,下自成蹊,携起手来吧,为了下游局美好的明天,加油!

下游范文篇3

关键词:河道整治;“二级悬河”;黄河口治理;泥沙;水资源;黄河下游

黄河治理特别是黄河下游的治理,历来是中华民族兴国安邦的大事。新中国成立以来,国家对黄河的治理问题十分重视,黄河治理开发也取得了举世瞩目的成就。这不仅促进了整个流域经济的发展,而且也保障了黄淮海平原的安全。但黄河毕竟是世界上治理难度最大的河流,河情十分特殊,目前,黄河洪水尤其是泥沙问题尚未得到有效解决,黄河下游河道行洪能力衰竭,仍存在洪水威胁,水资源供需矛盾日益突出,并且由于社会经济发展用水量挤占下游输沙等生态用水。使环境也趋于恶化。因而,未来黄河下游的治理不仅对带动相关区域经济增长意义重大,而且还关系到国民经济体系的布局。

1必须把握未来水沙变化规律

研究某条冲积河流的演变规律时,首先应搞清来水来沙条件,因为来水来沙条件是塑造河床边界的主要因素。黄河下游河道的河型及其河相关系乃至悬河态势,主要是历史上来水来沙条件形成的。上段宽阔的河漫滩及下段堤距不大的窄河段,基本上能适应当时的水沙条件。

1986年以来,随着黄河上、中游治理开发的进行,下游来水来沙条件发生了变化,来水持续偏枯,大洪水发生几率减小。洪峰流量也显著降低。现在所讲的千年一遇洪水的洪峰流量,是在一定的假定条件下分析出来的,对目前的工程设计有一定借鉴意义,但这方面的论证毕竟不够严密,主要应该把伊河、洛河夹滩地区的滞洪作用及上游工程的影响研究清楚。否则,未来黄河下游防洪及河道整治工作很难在科学的水沙条件下开展。

笔者认为,黄河下游稀遇洪水的洪峰流量可能有所减小,防洪标准也不应过高。世界各国防洪多以实际发生过的历史最大洪水或百年一遇洪水作为防御标准。水利行业以外的人士根据国外的方法,常常对黄河堤防防洪标准及我国常用的洪水频率分析方法提出质疑,认为确定百年一遇洪水流量要有千年的样本,千年一遇洪水流量应有万年的样本。实际上没有那么长的水文资料,确定几百年以上一遇洪水的洪峰流量值,难免受人为影响。但必须承认,未来黄河下游治理所对应的泄洪流量的趋势是减小的。按照水沙条件决定河道边界的认识思路,上游大洪水的洪峰流量减小了,下游自然不需要那么宽的河道,否则,边界条件与水沙条件不相适应,用目前宽河道的堤防直接防洪,必然会出现众多问题,平面上、剖面上都会出现畸形图案,让人们治理的思路也难以清晰,甚至会自相矛盾。例如,一方面主张破除生产堤,甚至对河道整治措施也有怨言,目的不外乎是希望增大洪水的漫滩几率,加强滩槽水沙交换;另一方面又希望通过小浪底水库的调水调沙运用,给下游一个所谓的“有利”水沙条件,减小漫滩几率,显然这两方面存在着矛盾。

从另一个角度讲,人们根据当年三门峡水库运用初期下游河道冲刷的实测资料,大都认为小浪底水库在拦沙期对黄河下游减淤作用巨大。小浪底工程投入运用几年来,在水库已累计淤积泥沙10多亿m的条件下,下游仅冲刷3亿多t(人海泥沙仅1亿t左右),而且还经常出现上冲下淤的不利局面。究其原因,主要是近几年遇到了偏枯的来水条件(来水量只相当于原设计入库水量的一半,年均来沙量仅有3亿多t)。显然,如何用好小浪底水库这张黄河下游治理的“王牌”。其前提是必须研究清楚黄河未来水沙的变化规律。

2黄河下游治理要重视解决水资源不足的问题

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,缓解黄河下游水资源供需矛盾的根本措施是从外流域调水济黄。为增加来水量,需要同淮河流域甚至汉江流域的河流相沟通,尤其是在淮河流域、汉江流域的暴雨期,可将淮河流域、汉江流域无法承受的洪水调入黄河,把黄河下游河道作为淮河及汉江上游各大支流洪水的入海通道。只有将其他流域的灾害水变成黄河下游河道的冲沙、灌溉及生态环境用水,小浪底水库在调水调沙运用时才会有更多的余地和更好的效果,也才能通过现有的下游引黄工程,包括引黄济津、引黄入冀、引黄济青工程,向河南、山东、河北等相关地区供水。此外,还可进一步通过河北水系的局部调整接济京津,最大限度实现黄淮海平原的水资源优化配置,把所替代出的输沙用水量再加以分配,尽量考虑黄河中、上游用水,缓解水资源短缺局面,使黄河上、中游地区植被建设维持基本的生态用水量。这类措施对于黄河治理效果最佳,应作为主攻方向,否则,10年甚至20年后,黄河下游的状况将仍旧难以改观。

3加大宽河道整治力度,重点研究“二级悬河”治理对策

黄河下游河道上宽下窄,其中宽河段堤距较宽,最宽达24km,河势游荡多变,经过多年整治,主流摆动幅度大大减小。然而,由于近20年洪水漫滩几率小,泥沙淤槽不淤滩,一些河段“二级悬河”发展迅速,使不少河段“槽高、滩低、堤根洼”的现象更加突出,对两岸防洪的威胁急剧加大。因此,“二级悬河”成因、危害及治理对策应是黄河下游治理的主攻方向。建议在调查“二级悬河”分布部位及分析其形成过程的基础上,通过河工动床模型试验和数学模型计算等手段,预测其演变趋势,判定各级洪水可能发生滚河或顺堤行洪的危害状况,制定相应治理对策。

河道整治是宽河段治理的有效措施之一,需要抓紧整治黄河下游游荡型宽浅河道,尽快建成理想的泄洪输沙通道。河道整治工程还是防洪和防治畸形河势的前沿阵地,只有把这项工作做好,才能减轻大堤的直接压力,防止发生横河、斜河、滚河。2002年7月习城滩万寨渠堤冲决,并经串沟直接逼近大堤,这实际上与河势下挫、工程控导不力有关,如果河道整治工程配套,就可避免这一险情的发生。

所谓的“二级悬河”,实际上是超饱和挟沙水流在已成为悬河的宽河段上,沿固定流路长期造床的必然结果。人们在游荡型多沙河流模型试验中发现,只要滩地空间足够大,即使没有生产堤和护滩工程,在某一时段内也能形成槽底高于滩面平均高程的悬河,若堤外地面低于堤内河床高程,此时即相当于“二级悬河”。这说明在黄河下游上段这种宽河条件下,滩地不可能产生均匀的淤积,即使不修生产堤,不建河道整治工程,由于自然堤逐渐形成(造成滩唇高仰)的原因,大堤内侧的堤河也会存在,堤根还会低洼。

非游荡型模型小河试验表明,超饱和挟沙水流致使滩槽高差减小的速率较大,表面上看流路较稳定,但随着主槽河床抬高,水流逐渐漫溢,出现滩唇和滩地横比降。当槽底比滩面高到一定程度时,即形成了严重的“二级悬河”局面。滩地逐渐出现串沟,又逐渐夺溜改河,最后主河还是“滚”过去了。在黄河下游窄河段也存在这种可能,例如,在山东长清顾小庄一桃园段,黄河溜势往东北方向急转,1958年及1976年洪水期在桃园附近都曾发生过裁弯取直、河势改变的险象。近20年来该河段主槽淤高了2~3m,滩地淤积很少,滩唇普遍高于洼槽2~3m,形成了更为不利的局面,目前的设计洪水位比1958年及1976年最高洪水位高出3m左右。以此为依据,赵业安等专家预测,一旦发生8000~10000m/s的大洪水,洪水很可能撇弯走直,在顾小庄一桃园之间改道,顺着洼槽直冲长清归德镇、长清区城区一带及玉符河右岸睦里闸一北店子大堤,致使部分滩区发生毁灭性灾害,并危及上下游河段的河势变化及防洪安全,进而威胁到济南市新市区的开发。

笔者进行的清水造床第一组试验,选用密度略大于1t/m的塑料沙铺成河床边界,河床可动性强,易形成游荡型小河;只是由于挟沙水流没有处于超饱和状态,因此河床未出现严重堆积,没有形成“二级悬河”。第四组试验与上述第一个组次试验的水沙及河床边界条件相同,只是加上了河道整治工程和一些生产堤。试验结果表明,河道整治工程及生产堤的修建,加快了“二级悬河”的形成速率,同时加重了“悬”的程度。这时小的河槽摆动虽然少了,但又可能不断孕育着大的摆动、大的灾害。

人们最关注东明、长垣等几个“二级悬河”局面严重的河段是否会出现滚河,所以在两岸修了不少防护工程。实际上,在中、上游泥沙尚未得到有效控制的前提下,“二级悬河”的范围会不断扩大,程度也会逐渐加重,造成危害的可能性也将加大,引起的灾情将越来越重,易出险情特别是易滚河的河段也会增多,例如在东坝头以上河段也会出现滚河现象。1996年笔者进行花园口一东坝头河段小浪底水库正常运用后的河势变化预报试验时,曾采用了包括高含沙水流过程的水沙系列。模型中花园口河段淤积严重,主河高程比老滩还高,试验中出现过部分水流在双井工程上首进入支流的不利局面,甚至流量在10000m/s左右时,大河曾从双井工程下首分流进入原阳高滩,最后全部夺溜滚河。多年前这一试验结果说明,这一河段的河势已相当严峻。

“二级悬河”的根治必须同黄土高原的治理及从相关流域调水结合起来,即运用工程手段,改变多沙来源区的侵蚀基准面,拦减泥沙。黄委正大规模修建淤地坝,这是一个机遇。实际上,如果修建“石埂梯田”,也能长期有效地保持水土,中东地区数千年前修筑的这类梯田,现在还发挥着作用。20年前笔者曾设想,如能把黄河下游数万名修防人员抽调一半到中游搞水土保持工作,那么下游治理的压力可能自然减轻;体制上的变化,又会促使本来准备堆放在下游的大量石料上移到黄土高原,减沙入黄效果将会提高,下游河道的危险局面也将必然改观。应该承认,如何通过机构调整把节省出的大量人员划拨到黄河上中游管理局,大规模建设水土保持工程,专治黄河多沙这个症结,也是值得研究的。

4黄河下游宽河道边界应有新的布局

谈“二级悬河”成因时,涉及宽河段这个边界条件。宽河段内广大的滩区,既是行洪区,又是滩区181万群众生活生产的家园,同时也为“二级悬河”的形成提供了空间。鉴于滩区民众完全迁出和完全破除生产堤既不现实,也没必要,并且水沙条件难以在短时间内有根本改善,因此“二级悬河”的治理措施必须在改善宽河道边界条件上做文章。

黄河下游河道治理的图形应该与未来洪水相适应,目前大堤堤距太宽,但又不可能废弃,因此在大堤上还要有目的地修建防护工程,确保万无一失。两岸大堤相当于历史上的遥堤,应成为后方防线;生产堤需要在原基础上对易受主流顶冲部位加以改造,同时使两岸生产堤保持必要的行洪、滞洪宽度。新的生产堤与控导工程相结合,与行洪相适应,可减小生产堤被冲决的可能性,因而该堤一般不需要裹护,而且在有些地方还要预留分洪口,让洪水上滩,以便在滞洪的同时不断淤滩。控导工程与生产堤共同构成了第一道防线,生产堤实际上相当于历史上的缕堤,堤距5km左右,已给大洪水留有足够的空间。由于有控导工程约束河势,因此第一道防线的安全性是历史上的缕堤难以相比的。

因控导工程需要经常防护,故在大堤与控导工程之间需要修路。若将该路的修建标准提高一些,迎水面加以护坡,或在路两旁特别是上游种植一些与水流相适应的灌木,同李殿魁设想的“软约束”类似,这种可用于防汛抢险的路相当于历史上的格堤。滩上的村庄与大堤连接的地方也要修建起格堤作用的道路。有了格堤后就可以有计划地淤滩治滩,遇到超标准洪水时又可分洪、滞洪,使各方面运作的空间增大。

滩地的居民完全搬到黄河大堤以外给国家造成的压力巨大,而且会给群众的生产生活带来新的问题,可行性较差。在这种情况下,应从新的管理体制或模式上下工夫,走可持续发展的道路。例如村台建设,不能不断改建,房屋建筑应制订出“与时俱进”的方案,创造出适应滩面不断淤高的新结构,要研究出专门的框架结构的房屋,一方面可不断加高,另一方面洪水上滩时又可避水。整体来讲,要对宽河道平面形态和滩区房屋结构加以改善,使其既能适应流量越来越小的中常洪水,又能在大洪水到来之时确保黄河安澜和滩区群众安全,走“弹性治河”之路。

5黄河口治理可采取“输,挖、分"并举的方案

对黄河口治理方案应加强研究,笔者认为要围绕3个字做文章,即“输”、“挖”、“分”。

(1)“输”,就是束水攻沙,输沙人海。首先要加强河道整治工程建设,这样可起到束水攻沙的作用,同时要认识到,黄河河口地区来水有限且不断减少,如果不强调借用河口海洋动力,河口会不断延伸、摆动。李殿魁提出的“三约束”理论,特别是巧用海洋动力这一点,对黄河口治理十分重要。数学模型计算发现,人海后泥沙迅速淤积且主要堆积在海岸两侧,只有充分利用河口海洋动力,把刚淤积在近岸的泥沙不断地掀起并输运人海,才可能长期保持河口稳定。近海区束水攻沙要靠特殊的工程控导,若按照李殿魁的双导堤布局思路,以何富荣水力插板技术为依托,也许可以通过科学攻关,找出一个影响拦门沙形成过程和减弱拦门沙的途径。不难想像,双导堤深入海内越远,受海洋动力的作用就越强。

(2)“挖”,主要是挖沙疏浚。挖沙可以抑制河床抬高,稳定深槽流路,也可以消减拦门沙,甚至降低侵蚀基准面。但是要解决堆沙空间,并选出好的挖沙措施。目前河口地区有大量的平原水库,既然建有平原水库,那么在两岸就可以建平原沙库,利用这个空间把挖出来的泥沙储存起来。挖沙疏浚措施中应首选水力冲填的方法,再结合山东黄河河务局研制成功的“汇流集浆器组合系统”,就可远距离输送高含沙水流,这种方案不仅输沙效率高,而且对生态环境的影响较小。同时,把泥沙输送到两岸平原沙库中,相对提高了地面高程,土地盐碱化程度可随之减轻;细颗粒泥沙的增加,也增强了土壤肥力,对当地农业发展有实际意义。

(3)“分”,就是分洪。多年的河口治理实践表明,黄河可以保持独流人海的局面,但对于稀遇洪水,应利用原钓口河流路进行分洪,解决防洪和其他相关问题。目前西河口10000m/s流量相应水位不超过12m,但该标准是在当时的特定历史条件下给出的,目前来看,其约束条件并不十分确切、科学。实际上,出现10000m/s洪水流量的几率很小,且通过分洪(而不是改道)的途径同样能满足西河口相应水位不超过12m的要求。

下游范文篇4

2001年,在塔河干流中游沙子河口至阿其克河口段两岸新建长230.12km的连续输水堤防和拖格拉阔坦等10座生态闸,减少了本河段的无效漫溢,经过2001年和2002年两年的运行,表明堤防建设对向下游输水起到了较好的效果。新建的生态闸目前运行基本良好,只有苏盖特生态闸因超设计流量引水,闸后冲刷较严重,需要进一步研究解决。

经过这些年对塔河生态闸及引水控制闸的设计,我们走过了一条曲折的道路,并逐渐认识到,虽然闸的规模较小,但如果不认真加以研究解决,将不能达到工程建设的目的。

1.闸址的选择

在项目的前期工作中,应对输水堤防沿线生态植被进行充分调查,以调查统计的现状自然分水口为基础,根据引水口可控制的生态面积,以汛期供水为主,根据多年平均供水量,从方便运行的角度出发,进行合理的归并,确定生态闸的设计流量。

从引水、安全与管理方面综合考虑,生态闸一般建在堤防上。还应在结合输水堤防的走向、引水条件、河道走势基础上,利用现有引水沟道,将闸建在自然沟道上。自然沟的沟底高程一般高于大河主槽,并低于自然地面0.8~1.0m左右,作为生态引水闸,主要考虑泥沙淤积,因此,充分利用现状自然沟冲淤基本平衡优势,不改变自然沟的现状纵坡,将生态闸闸底高程与建闸处的沟底高程设置为同一高程。

2.闸室结构的确定

2.1堰形及闸孔宽度的确定

建闸之前一般以汛期通过自然漫溢来灌溉河道沿岸植被,数量上应在满足供水需求及方便管理的前提下,尽量在沿线设置的密一些,设计流量不宜过大,一般在10m3/s左右。

根据上下游水位关系及自然地形,生态闸一般采用宽顶堰形式,本堰形结构简单,施工方便,适合塔河两岸的施工要求。

如果生态闸下游设置输水渠,则闸孔宽度一般按宽顶堰淹没出流计算,如果生态闸下游没有输水渠,则水流过闸后水位很快降低,闸孔宽度一般按宽顶堰自由出流计算。但为了在大河水位较底时引够设计流量,可能闸底高程较低,在主汛来临时,为控制过闸流量,一般需要通过闸门来调节流量,此时,过闸水流为闸孔出流。因此,闸孔宽度的计算,主要在于确定上下游水位。上游水位根据闸口所在位置处大河的水位流量关系确定,下游水位根据下游自然沟或输水渠的纵坡和断面来确定。

由于塔河两岸无电力供应,闸门启闭为手动,因此,生态闸单孔宽度应在2~3m左右较为合适。

2.2闸室应为开敞式水闸

在塔河生态治理抢救工程以前,在干流乌斯满河口以下曾修建不连续的输水堤防及生态闸,生态闸流量为1~3m3/s,其形式为涵闸,但经过几年的运行,现已基本全部淤积堵死。因此在塔河生态治理抢救工程中,生态闸全部为开敞式水闸,经过两年的运行,未发生淤积现象,说明此种设计形式是合适的。

此外考虑到塔河汛期河道漂浮物较多,而胸墙本身结构较薄,为避免漂木对胸墙的撞击,一般不宜设置胸墙。

2.3闸门高度的确定

根据《水闸设计规范》第4.2.17条“露顶式闸门顶部应在可能出现的最高挡水位以上有0.3-0.5m的超高”,即:

闸门高度=闸前最高挡水高度+超高

实践经验表明,塔河所有水闸在汛期必须开闸,这样才能避免闸前淤积。但是在较大洪水时,开度又不能太大,否则会使过闸流量超过设计流量,单宽流量超过下游防护设施的容许值,冲毁海漫。因此,设计时闸前最高挡水高度的取值应为闸前底板以上最大水深减去设计流量时的闸门开启度,即

闸门高度=闸前水深-开启度+超高

3.消能防冲的设计

3.1消力池的设计

塔里木河生态闸的水头一般较小,基本在1.5m~4.0m之间,闸后渠床土质抗冲能力较小,常采用底流式消能方式,防冲设施主要由消力池、海漫和防冲槽等部分组成,其型式根据水位流量情况、地质情况、消能效果和工程造价比较选用。一般情况下,生态闸跃后水深hc〞小于下游水深hs,不需要设置消力池,但渠底流速在闸后较长距离内大于允许流速,因此,还应根据实际情况设置消力坎来降低渠底流速。

3.2海漫及防冲槽的设计

水流经过消力池后,仍留有一定的剩余动能,特别是流速分布不均匀,脉动仍较强烈,具有一定的冲刷能力,需要设置海漫。设计时采用《水闸设计规范》中相关公式的计算值来确定海漫长度,但生态后冲坑依然较深,主要原因是塔里木河中下游生态闸的地基土为粉细沙,河床土质允许不冲流速较小,即使单宽流量只有4.0m3/(s.m),海漫后冲坑也深达4.5m左右。

例如:1999年在塔里木河中游沙子河口下游10km处修建了亚森卡得生态闸,设计流量15.0m3/s(实际过闸流量应在25.0m3/s左右),闸孔型式为2×2.5m开敞式水闸,混凝土消力池长12.0m,红柳梢捆海漫长15.0m,海漫末端单宽流量只有3.3m3/(s.m),运行两年后,梢捆海漫全部被冲毁,冲坑深达3.0m。2002年汛期来临之前进行加固,重做海漫30m,海漫末段做深齿墙,齿墙下游10m范围内用0.5m厚铅丝笼块石护砌。汛期结束后,齿墙后仍形成一大冲坑,由于铅丝笼块石维持了深齿墙的存在,才得以保住海漫。

因此,塔里木河生态闸下游的防冲设计应在根据规范计算的基础上,应结合实际运行情况及地质条件做充分的设计保障。

4.结语

塔里木河中下游属于蜿蜒型河道,其生态闸设计与其它河流相比有一定的特殊性,设计时应根据生态闸自身特有的运行工况,设置相应的工程保障。

参考文献

1.江苏省水利勘测设计研究院,水闸设计规范(SL265-2001),中国水利水电出版社,2001

下游范文篇5

1、公元前3000年黄河自天津入海(北纬39°)。

2、公元前602年黄河自河北省黄骅入海(北纬38.5°)。

3、公元11-1048年黄河自山东利津入海(北纬37.5°)。

4、公元1194年黄河自淮阴入海(北纬34°)。

5、公元1855年黄河自山东省利津入海(这条流路至今仍稳定)。

二、黄河口南迁的基本因素――海陆相互作用

1、流速的关系。河口在洪水期间携带大量泥沙倾泄入海,海岸的沿岸潮流速度与黄河口泄流速度相差很大,观测者称黄河入海流为射流,射流会引起潮流附近有两个旋涡,南侧旋涡顺时针,表现很强,中心轴在(37°30′N,119°15′E),平均半径15km。北侧旋涡较弱,逆时针旋转。(1992年资料)当地渔民称为南烂泥、北烂泥,北烂泥是渔船避风浪的好地方。

旋涡区是流体低压区,大量的泥沙向旋涡区汇聚,洪水过后形成河口大量淤积,因而流路向海延伸,向南迁移。

2、淡水与咸水间有峰面作用(Frontaction)。河口射流经过河口附近两个旋涡后,继续向海延伸,淡水逐渐成为咸水的过程(含盐度10‰~20‰),由于峰面的外测是海水,内侧是淡水,在峰面底下,同一水平面上,海水的静压力大于淡水的静压力,因此淡水中的泥沙,不能向峰面外侧的海水移动,所以黄河口的泥沙绝大部分沉降于峰面以内,直到峰面内的淡水含盐度达到15‰~26‰后淡水中的粗沙沉于海底,细沙成为悬浮体,飘浮于水面,如云状的黄色水团,随海水漂移到水深25m以后,色泽也逐渐消失。

3、东北风浪与落潮流都携带大量的泥沙向河口南侧推移,黄河口是一个弱潮河口,感潮距离约10km~20km,泥沙堆积在河口,堆积高度高于海平面1m~2m,长期堵塞河口,称河口的拦门沙,越来越大,必然堵塞河口流路,为了防止洪水泛滥,河口两岸也要筑大堤保安全。现在黄河三角洲的河口段,西河口的大堤高于堤背地面8m,利津大堤高于堤背地面14m。

大堤加高后,洪水位也随之增高,迫使黄河下游溯源淤积,黄河下游淤积造成悬河,游荡性的河道。

4、科氏力的作用(Coriolisforce),当河水流入海时,科氏力总使水流产生一种顺时针加速度,从河流横断面上看,这种力,冲了南岸,淤了北岸,对黄河入海流路,总是向南偏转移,这也是河口向南迁移的一种自然外力。

总结黄河口流路不稳的四种因素,使河口流路延长,河口拦门沙使河口堵塞,河口水位抬高,两岸筑大堤防洪水,水位溯源上涨,泥沙溯源淤积,悬河随之而生。

由于黄河自小浪底以下是急流,孟津到东坝头河床坡度2.3/10000,长228km,东坝头到前左是缓流,河床坡降小于1/10000,长576km,可以看出急流与缓流之间,必然是游荡性河道,即后浪推前浪的必然结果,因此,黄河自东坝头到陶城铺一段河床宽(大堤堤距)5km~20km,产生斜向河、横向河、湾流、多节点的流。这些现象都是游荡性与多泥沙堆积而成的。造成这种现象的必然原因是,黄河下游水力坡降不足的关系。要解决这一问题,必须降低河口高程,缩短下游河道流路的长度。清朝时期(1880年)河口在利津铁门关,船桅如林,舟楫如梭,船只在河岸以下,人们要看北洋军的轮船,必须俯首而视。黄河降于地下,河患可以免除。

三、挖沙造地,降低河口高程,缩短河道流路,降河床于地下

在黄河三角洲上挖沙降河,挖沙造地,可以把黄河下游降为地下河,把三角洲改为良田,形成名副其实的“地下油洲,地上绿洲”。这种做法叫做“资源重新配置”或“资源置换”。

黄河口流路横贯黄河三角洲,自利津水文站到河口入海处长约120km,每年在河口流路上淤沙3亿吨,在黄河下游河段上淤沙约4亿吨,因此河口流路上东营市段,挖沙降河起到了稳定河口流路的作用(1988、1996、1998年都挖河口一次,起到良好作用),河口被泥沙堵塞黄河下游河床每年淤积泥沙厚度10cm~20cm,大堤每年升高10cm~15cm,新中国成立以来每10年筑大堤一次,每次筑高1.5米,现在已完成了第四次筑大堤了。

挖沙造地,每年自河口挖沙3亿m3,堆积到哪里?在20世纪80年代胜利油田已经成功地在黄河三角洲上建成了平原大水库,把黄河口的水与沙,利用水泵送到平原大水库中,泥沙在水库中沉降可以造田,清水可以用于工业、城市、灌溉、水产养殖。假定每年自河口取水100亿m3,挖沙4亿m3(含沙量50kg/m3),造地20万亩,需电4亿度。河口流路稳定。每年挖沙5亿m3,取水130亿m3,造田25万亩,需电5亿度(注:轴流泵,每度电抽水26m3,含沙量50kg/m3,挖沙1.3吨/度电(1m3/度电)。4亿度电,抽水106亿m3,挖沙4亿m3,每亩地抬高3m需要2000m3泥沙)。

黄河三角洲面积1.8万km2,可开发土地2000万亩(东营市与滨州市)海拔平均高程3m(黄海基准面),抬高到6m,即为良田,需要泥沙400亿m3。每年挖沙3亿m3,百年之后黄河下游可以免去防洪之苦,黄河三角洲可以成为“地下油洲,地上绿洲”,加大挖沙力度,每年挖沙5亿m3,40年内黄河下游部分河段可以降为地下河,这项工作需各方面取得共识。同时也是一种企业经营:1、免去每年防洪的困扰及投入,改悬河为地下河,改盐碱地为良田;2、黄河下游及三角洲的生态效益,很难用经济效益去衡量,这种生产过程叫“资源置换”。

挖沙工程置河口于利津(汉、清时期的河口)自利津到现在的河口长约120km,挖宽1km,挖深-5m,(黄海基准面)有利于:1、避开感潮段,清水入海,避免河口的南烂泥、北烂泥的产生,即避开拦门沙的产生;2、吸收黄河河床的潜流(Submergeflow)河床长1000km,高于地面5~8m,内蓄水量100亿~150亿m3,以潜流的方式入海;3、有利于水泵站或水泵船的运作;4、降低河口高程,缩短流路有利于下游河段泄洪,冲刷河床(挖沙降河,应用流体机械-水泵,不宜用土建机械-挖土机、拖拉机、汽车……。挖沙期潮流河口,暂时堵塞,防潮汐倒灌,洪水期炸掉,含沙50kg/m3,水泵取水口应有拦沙设备)。

四、淤临淤背,沉沙固堤清水运用,废除印度式的灌溉渠首,开发防洪大堤为沿河高速公路

1、淤临淤背是东汉(公元69年)王景治河的延续,在防洪大堤以外约1km筑一小堤,大堤与小堤之间形成一狭长渠槽,自沿黄河大堤的灌溉闸门,自流引水到渠槽或者水泵抽水送到渠槽。浊水的泥沙在渠槽沉积固堤,清水自灌溉渠系的渠道送到灌溉区,直接灌溉,或输水补源,可以长距离输水。

2、防洪大堤不变,小堤应逐年加高,淤背或淤临的台阶也逐年加高,大堤巩固,继续几十年后,淤背或淤临的台阶高出洪水期大堤的浸润线(Seepageline)防止管涌发生,台阶即可作为高速公路的基础。黄河航运可能希望不大,但大堤两岸,可以成为高速公路,繁荣沿黄经济,是完全可能的。

*山东鄄城县利用苏泗庄闸,引黄自流淤背(1990年)很成功,农民最欢迎的是清水灌溉免得清淤。

*山东东营市胜利油田(1995年)在西河口以下,淤临34km,水泵船自河槽供水,沉沙淤临,清水利用很成功。

*山东菏泽地区河务局规划自闫潭闸引黄淤背,直到东平湖,沿途利用10余个引黄灌溉闸,引浊水沉淤固堤后,清水自灌溉渠系进入农田,剩余进入东平湖,但未实施。沿黄河两岸都有引黄渠首,都可以淤临、淤背,防洪大堤都可以筑成高速公路。几十年后,黄河降于地下,防洪大堤的功能,可能50年、100年利用一次。如果大堤成为高速公路,效益大增。

3、印度式灌溉渠首系统应该废除(IndianType:thelrrigationalheadwork)印度式的灌溉渠首包括:1、顺岸引水闸;2、闸后巨大的沉沙池;3、沉沙池后接;输水干渠、支渠、斗渠、子渠……。在多泥沙河道上,渠首沉沙池,最初几年有效益,几十年后,沉沙池淤满,必须清淤,效益渐减,因而输水渠道系统也要清淤。20世纪80年代,山东省引黄大水漫灌,年需水量约100亿m3,清淤15亿m3,连续10年的灌溉,清淤约10亿~15亿m3,渠首堆积沙丘高度约10m左右,干渠两岸堆积沙垄约5m高度,渠首附近的土地沙化、减产,人民不堪其苦,在德州、聊城地区,几个大型引黄渠连成一片,渠首全部沙化,农民经常自名曰“我在沙窝村”“我的家是迷眼村”,黄河的沉沙很细(大孔土),随风漂移,无孔不入,吃饭喝水都要吃沙。“有大口、小口一年一斗”之说,大风起兮,济南等城市沙尘蔽空,生态的破坏,清淤的负担,莫此为甚。印度自二次世界大战结束后,脱离了英国的殖民地,成为英联邦的成员(1950年),恒河平原引恒河水灌溉也早已废除了印度式引水渠首,该渠首是1900年英国人设计的。我国自1950年前后引黄灌溉,普遍采用印度式渠首,应该早日废除。

利用淤临淤背,沉沙固堤,清水利用,完全有条件废除印度式渠首。

五、建设大城市发展旅游区

(一)黄河的治理应当在黄河两岸选择建设许多大城市的基地,有目的规划发展大城市,因为大城市是科技、教育、信息、金融、工业经济的载体,人口集中在大城市可以提高人民的素质,参与市场竞争的能力,是黄河对民族的贡献。同时利用城市的经济、科技力量反馈,加大治理黄河、管理黄河的力度。若黄河两岸都是自然农村、小城镇,有亏黄河的“民族精神”。

1、黄河三角洲具备建立国际大城市的基地

东营港1986年建成5000吨泊位,水深4.5m。1995年国家批准为第一类开放口岸,该港是建立在渤海湾无潮区的港址上,是世界名港址。2001年做出总结(《海岸工程》2001.1期),可以建第三代国际航运中心的港址(泊位水深,航道水深16~25m),是渤海湾、莱州湾现有的港口不可比翼的。(威海港、烟台港泊位、航道水深10~12m,天津港泊位、航道水深9~10m)。三个大三角洲的港口:上海港,长江口水深不足8m,计划迁移到舟山群岛;珠江口的盐田港、蛇口港都是地方港,广东的国际航运依托香港的葵涌港(泊位,航道水深16~18m);惟有黄河三角洲的无潮区,具有国际大港的条件。

2、黄河三角洲有广阔的土地:1.8万km2,可耕地2000万亩。

3、黄河两岸大堤建成高速公路,交通条件大改善。

4、黄河三角洲有良港、大港,具有北方国际航运中心的地理优势,经济优势,中国北方可以没有国际大港么?

(二)黄河应有一个黄河与民族特征的大旅游区,“千里冰封,原驰腊象”,“洪水滔滔引人入胜”,这说明黄河具有旅游特色的黄金季节。一旦黄河降为地下河,游荡性河道消除,即可启动旅游区。

1、暂选定郑州铁路桥――东坝头一段黄河为大旅游区,这段黄河是游荡性河道,长135km,宽5km,河滩面积1000km2,主槽面积170km2,总面积1170km2,这个面积可以规划出黄河与民族特征的旅游区。

2、这个旅游区应包括:

黄河流域特有的动物、植物公园。

黄河流域的历史文化博物馆。

黄河流域文艺走廊:史记、三国演义、西游记、水浒传等人物故事的版画、壁画。

历代对民族团结做出特殊贡献的人物:文成公主入藏、蔡文姬归汉、王昭君出塞。

利用数字化输入电脑,向国内外传播,宣传黄河,认识黄河,有利于民族团结,教育人民。

笔者认识浅陋,应有哲学、历史、地理、文学大师的大手笔来创作国魂。

水土保持是治理黄河非常重要的任务,本人此项知识不足,本文略之。

主要参考文献:

1、任美锷著《我国三个大三角洲》教育出版社1995年

2、侯国本著《黄河三角洲的研究与开发》青岛海洋大学出版社1999年

3、侯国本著《东营港》海洋出版社1993年

4、侯国本著《治黄河论》海洋出版社2001年

下游范文篇6

摘要:黄河下游治理新问题

一、黄河口的南迁史

1、公元前3000年黄河自天津入海(北纬39°)。

2、公元前602年黄河自河北省黄骅入海(北纬38.5°)。

3、公元11-1048年黄河自山东利津入海(北纬37.5°)。

4、公元1194年黄河自淮阴入海(北纬34°)。

5、公元1855年黄河自山东省利津入海(这条流路至今仍稳定)。

二、黄河口南迁的基本因素――海陆相互功能

1、流速的关系。河口在洪水期间携带大量泥沙倾泄入海,海岸的沿岸潮流速度和黄河口泄流速度相差很大,观测者称黄河入海流为射流,射流会引起潮流四周有两个旋涡,南侧旋涡顺时针,表现很强,中心轴在(37°30′N,119°15′E),平均半径15km。北侧旋涡较弱,逆时针旋转。(1992年资料)当地渔民称为南烂泥、北烂泥,北烂泥是渔船避风浪的好地方。

旋涡区是流体低压区,大量的泥沙向旋涡区汇聚,洪水过后形成河口大量淤积,因而流路向海延伸,向南迁移。

2、淡水和咸水间有峰面功能(Frontaction)。河口射流经过河口四周两个旋涡后,继续向海延伸,淡水逐渐成为咸水的过程(含盐度10‰~20‰),由于峰面的外测是海水,内侧是淡水,在峰面底下,同一水平面上,海水的静压力大于淡水的静压力,因此淡水中的泥沙,不能向峰面外侧的海水移动,所以黄河口的泥沙绝大部分沉降于峰面以内,直到峰面内的淡水含盐度达到15‰~26‰后淡水中的粗沙沉于海底,细沙成为悬浮体,飘浮于水面,如云状的黄色水团,随海水漂移到水深25m以后,色泽也逐渐消失。

3、东北风浪和落潮流都携带大量的泥沙向河口南侧推移,黄河口是一个弱潮河口,感潮距离约10km~20km,泥沙堆积在河口,堆积高度高于海平面1m~2m,长期堵塞河口,称河口的拦门沙,越来越大,必然堵塞河口流路,为了防止洪水泛滥,河口两岸也要筑大堤保平安。现在黄河三角洲的河口段,西河口的大堤高于堤背地面8m,利津大堤高于堤背地面14m。

大堤加高后,洪水位也随之增高,迫使黄河下游溯源淤积,黄河下游淤积造成悬河,游荡性的河道。

4、科氏力的功能(Coriolisforce),当河水流入海时,科氏力总使水流产生一种顺时针加速度,从河流横断面上看,这种力,冲了南岸,淤了北岸,对黄河入海流路,总是向南偏转移,这也是河口向南迁移的一种自然外力。

总结黄河口流路不稳的四种因素,使河口流路延长,河口拦门沙使河口堵塞,河口水位抬高,两岸筑大堤防洪水,水位溯源上涨,泥沙溯源淤积,悬河随之而生。

由于黄河自小浪底以下是急流,孟津到东坝头河床坡度2.3/10000,长228km,东坝头到前左是缓流,河床坡降小于1/10000,长576km,可以看出急流和缓流之间,必然是游荡性河道,即后浪推前浪的必然结果,因此,黄河自东坝头到陶城铺一段河床宽(大堤堤距)5km~20km,产生斜向河、横向河、湾流、多节点的流。这些现象都是游荡性和多泥沙堆积而成的。造成这种现象的必然原因是,黄河下游水力坡降不足的关系。要解决这一新问题,必须降低河口高程,缩短下游河道流路的长度。清朝时期(1880年)河口在利津铁门关,船桅如林,舟楫如梭,船只在河岸以下,人们要看北洋军的轮船,必须俯首而视。黄河降于地下,河患可以免除。

三、挖沙造地,降低河口高程,缩短河道流路,降河床于地下

在黄河三角洲上挖沙降河,挖沙造地,可以把黄河下游降为地下河,把三角洲改为良田,形成名副其实的“地下油洲,地上绿洲”。这种做法叫做“资源重新配置”或“资源置换”。

黄河口流路横贯黄河三角洲,自利津水文站到河口入海处长约120km,每年在河口流路上淤沙3亿吨,在黄河下游河段上淤沙约4亿吨,因此河口流路上东营市段,挖沙降河起到了稳定河口流路的功能(1988、1996、1998年都挖河口一次,起到良好功能),河口被泥沙堵塞黄河下游河床每年淤积泥沙厚度10cm~20cm,大堤每年升高10cm~15cm,新中国成立以来每10年筑大堤一次,每次筑高1.5米,现在已完成了第四次筑大堤了。

挖沙造地,每年自河口挖沙3亿m3,堆积到哪里?在20世纪80年代胜利油田已经成功地在黄河三角洲上建成了平原大水库,把黄河口的水和沙,利用水泵送到平原大水库中,泥沙在水库中沉降可以造田,清水可以用于工业、城市、浇灌、水产养殖。假定每年自河口取水100亿m3,挖沙4亿m3(含沙量50kg/m3),造地20万亩,需电4亿度。河口流路稳定。每年挖沙5亿m3,取水130亿m3,造田25万亩,需电5亿度(注摘要:轴流泵,每度电抽水26m3,含沙量50kg/m3,挖沙1.3吨/度电(1m3/度电)。4亿度电,抽水106亿m3,挖沙4亿m3,每亩地抬高3m需要2000m3泥沙)。

黄河三角洲面积1.8万km2,可开发土地2000万亩(东营市和滨州市)海拔平均高程3m(黄海基准面),抬高到6m,即为良田,需要泥沙400亿m3。每年挖沙3亿m3,百年之后黄河下游可以免去防洪之苦,黄河三角洲可以成为“地下油洲,地上绿洲”,加大挖沙力度,每年挖沙5亿m3,40年内黄河下游部分河段可以降为地下河,这项工作需各方面取得共识。同时也是一种企业经营摘要:1、免去每年防洪的困扰及投入,改悬河为地下河,改盐碱地为良田;2、黄河下游及三角洲的生态效益,很难用经济效益去衡量,这种生产过程叫“资源置换”。

挖沙工程置河口于利津(汉、清时期的河口)自利津到现在的河口长约120km,挖宽1km,挖深-5m,(黄海基准面)有利于摘要:1、避开感潮段,清水入海,避免河口的南烂泥、北烂泥的产生,即避开拦门沙的产生;2、吸收黄河河床的潜流(Submergeflow)河床长1000km,高于地面5~8m,内蓄水量100亿~150亿m3,以潜流的方式入海;3、有利于水泵站或水泵船的运作;4、降低河口高程,缩短流路有利于下游河段泄洪,冲刷河床(挖沙降河,应用流体机械-水泵,不宜用土建机械-挖土机、拖拉机、汽车……。挖沙期潮流河口,暂时堵塞,防潮汐倒灌,洪水期炸掉,含沙50kg/m3,水泵取水口应有拦沙设备)。

四、淤临淤背,沉沙固堤清水运用,废除印度式的浇灌渠首,开发防洪大堤为沿河高速公路

1、淤临淤背是东汉(公元69年)王景治河的延续,在防洪大堤以外约1km筑一小堤,大堤和小堤之间形成一狭长渠槽,自沿黄河大堤的浇灌闸门,自流引水到渠槽或者水泵抽水送到渠槽。浊水的泥沙在渠槽沉积固堤,清水自浇灌渠系的渠道送到浇灌区,直接浇灌,或输水补源,可以长距离输水。

2、防洪大堤不变,小堤应逐年加高,淤背或淤临的台阶也逐年加高,大堤巩固,继续几十年后,淤背或淤临的台阶高出洪水期大堤的浸润线(Seepageline)防止管涌发生,台阶即可作为高速公路的基础。黄河航运可能希望不大,但大堤两岸,可以成为高速公路,繁荣沿黄经济,是完全可能的。

*山东鄄城县利用苏泗庄闸,引黄自流淤背(1990年)很成功,农民最欢迎的是清水浇灌免得清淤。

*山东东营市胜利油田(1995年)在西河口以下,淤临34km,水泵船自河槽供水,沉沙淤临,清水利用很成功。

*山东菏泽地区河务局规划自闫潭闸引黄淤背,直到东平湖,沿途利用10余个引黄浇灌闸,引浊水沉淤固堤后,清水自浇灌渠系进入农田,剩余进入东平湖,但未实施。沿黄河两岸都有引黄渠首,都可以淤临、淤背,防洪大堤都可以筑成高速公路。几十年后,黄河降于地下,防洪大堤的功能,可能50年、100年利用一次。假如大堤成为高速公路,效益大增。

3、印度式浇灌渠首系统应该废除(IndianType摘要:thelrrigationalheadwork)印度式的浇灌渠首包括摘要:1、顺岸引水闸;2、闸后巨大的沉沙池;3、沉沙池后接;输水干渠、支渠、斗渠、子渠……。在多泥沙河道上,渠首沉沙池,最初几年有效益,几十年后,沉沙池淤满,必须清淤,效益渐减,因而输水渠道系统也要清淤。20世纪80年代,山东省引黄大水漫灌,年需水量约100亿m3,清淤15亿m3,连续10年的浇灌,清淤约10亿~15亿m3,渠首堆积沙丘高度约10m左右,干渠两岸堆积沙垄约5m高度,渠首四周的土地沙化、减产,人民不堪其苦,在德州、聊城地区,几个大型引黄渠连成一片,渠首全部沙化,农民经常自名曰“我在沙窝村”“我的家是迷眼村”,黄河的沉沙很细(大孔土),随风漂移,无孔不入,吃饭喝水都要吃沙。“有大口、小口一年一斗”之说,大风起兮,济南等城市沙尘蔽空,生态的破坏,清淤的负担,莫此为甚。印度自二次世界大战结束后,脱离了英国的殖民地,成为英联邦的成员(1950年),恒河平原引恒河水浇灌也早已废除了印度式引水渠首,该渠首是1900年英国人设计的。我国自1950年前后引黄浇灌,普遍采用印度式渠首,应该早日废除。

利用淤临淤背,沉沙固堤,清水利用,完全有条件废除印度式渠首。

五、建设大城市发展旅游区

(一)黄河的治理应当在黄河两岸选择建设许多大城市的基地,有目的规划发展大城市,因为大城市是科技、教育、信息、金融、工业经济的载体,人口集中在大城市可以提高人民的素质,参和市场竞争的能力,是黄河对民族的贡献。同时利用城市的经济、科技力量反馈,加大治理黄河、管理黄河的力度。若黄河两岸都是自然农村、小城镇,有亏黄河的“民族精神”。

1、黄河三角洲具备建立国际大城市的基地

东营港1986年建成5000吨泊位,水深4.5m。1995年国家批准为第一类开放口岸,该港是建立在渤海湾无潮区的港址上,是世界名港址。2001年做出总结(《海岸工程》2001.1期),可以建第三代国际航运中心的港址(泊位水深,航道水深16~25m),是渤海湾、莱州湾现有的港口不可比翼的。(威海港、烟台港泊位、航道水深10~12m,天津港泊位、航道水深9~10m)。三个大三角洲的港口摘要:上海港,长江口水深不足8m,计划迁移到舟山群岛;珠江口的盐田港、蛇口港都是地方港,广东的国际航运依托香港的葵涌港(泊位,航道水深16~18m);惟有黄河三角洲的无潮区,具有国际大港的条件。

2、黄河三角洲有广阔的土地摘要:1.8万km2,可耕地2000万亩。

3、黄河两岸大堤建成高速公路,交通条件大改善。

4、黄河三角洲有良港、大港,具有北方国际航运中心的地理优势,经济优势,中国北方可以没有国际大港么?

(二)黄河应有一个黄河和民族特征的大旅游区,“千里冰封,原驰腊象”,“洪水滔滔引人入胜”,这说明黄河具有旅游特色的黄金季节。一旦黄河降为地下河,游荡性河道消除,即可启动旅游区。

1、暂选定郑州铁路桥――东坝头一段黄河为大旅游区,这段黄河是游荡性河道,长135km,宽5km,河滩面积1000km2,主槽面积170km2,总面积1170km2,这个面积可以规划出黄河和民族特征的旅游区。

2、这个旅游区应包括摘要:

黄河流域特有的动物、植物公园。

黄河流域的历史文化博物馆。

黄河流域文艺走廊摘要:史记、三国演义、西游记、水浒传等人物故事的版画、壁画。

历代对民族团结做出非凡贡献的人物摘要:文成公主入藏、蔡文姬归汉、王昭君出塞。

利用数字化输入电脑,向国内外传播,宣传黄河,熟悉黄河,有利于民族团结,教育人民。

笔者熟悉浅陋,应有哲学、历史、地理、文学大师的大手笔来创作国魂。

水土保持是治理黄河非常重要的任务,本人此项知识不足,本文略之。

主要参考文献摘要:

1、任美锷著《我国三个大三角洲》教育出版社1995年

2、侯国本著《黄河三角洲的探究和开发》青岛海洋大学出版社1999年

3、侯国本著《东营港》海洋出版社1993年

4、侯国本著《治黄河论》海洋出版社2001年

下游范文篇7

水库坝址位于乡村。水库集雨面积1.2平方公里,水库大坝为圭坝,坝高15米,坝长140.5米,坝顶宽4米,相应库容11.7万立方米。集雨面积0.64平方公里,现行防洪标准20年。正常蓄水位373.73米,限制水位373.33米。

二、演练时间

2012年5月3日

三、演练地点

乡水库

四、演练目的

在水库遭遇标准洪、地质灾害、恐怖袭击时,即将发生溃坝的紧急情况下,能够迅速、高效、有序的安全撤离下游险区群众,做好防汛抢险、避险救灾应急工作。

(一)通过演练,进一步提高公众应对水库突发事件的能力,增强防汛安全意识,形成全民动员、群策群防的良好局面。

(二)通过演练,使各级各部门以及水库下游群众熟悉疏散撤离预案的内容,确保在险情出现时,做到有领导、有组织、有秩序、能迅速有效地按预定线路撤离到安全地带,确保人民生命安全。

(三)通过演练,对应急预案中人员转移和每个可能影响人民生命安全的环节进行一次检验,及时发现问题,完善修定预案,从而提高水库应急预案可操作性和实用性,为实战打下基础。

五、演练任务

本次水库演练的任务是:水库遭受连续强降雨,水库水位迅速上涨出现尤其是渗漏的紧急情况下,及时启动《乡水库防汛抢险应急预案》,在乡防汛抗旱指挥部的统一领导下,组织各相关部门各司其职,用最短的时间组织危险区内的村9、10、4社,共121户,310名群众快速有序安全撤离,尽快采取防灾减灾有效措施。

六、演练机构及要求

(一)在乡人民政府的统一领导下,由各相关部门负责指导和协调,组织实施。

(二)演练指挥部了成员:乡防汛抗旱指挥部全体指挥长、指挥部成员单位负责人、水库前方指挥成员,下设应急抢险组、群众转移组、医疗防疫组、民政救灾组、治安警戒组、交通管治组、通讯联络组、技术保障组。

(三)所有参演人员必须服从命令,听从指挥,做到令行禁止。

七、演练的实施步骤

(一)上午8时30分,参加演练单位和部门做好一切准备工作,在原地待命。

(二)8时40分,水库前方指挥各成员、单位向乡人民政府乡长汇报各自的准备情况。

(三)9时00分,乡接水库管理人员的报告说:在巡坝时发现大坝下游渗漏量比昨日增大,且有泥水流出,水库出现险情。同时报乡政府值班室。值班人员王定军立即向王映超副指挥长汇报,同时报告乡防汛抗旱指挥部指挥长。

(四)9时02分,乡防汛抗旱指挥部指挥长正式指示乡防办,通知各组长立即赶赴乡防汛办公室。

(五)9时03分,乡防办立即将情况通报乡乡长,乡长立即派出技术人员赶赴现场查看核实,同时派出乡农业服务中心等20名乡干部赶赴现场。

(六)9时16分,乡防汛抗旱指挥部指挥长下达命令:水库出现险情,情况十分危急,为了确保人民群众生命财产安全,我宣布现在启动《乡防汛抢险应急预案》,进入一级应急响应,请各成员单位立即赶赴现场,各就各位、各司其职,开展工作。

(七)9时17分,宣布:防汛指挥部通知立即启动《防汛抢险应急预案》,进入一级应急响应,请各参战人员各就各位,坚持人民群众生命是第一位的思想,全力以赴转移群众。水库前方指挥人员到位,履行职责,各成员单位立即赶赴现场。

(八)9时18分,水库巡查人员接乡值班室电话,立即鸣锣,手提话筒向转移群众喊话,向下游群众警示,村开始广播,要求水库下游群众向疏散转移地方火速撤离。

(九)9时25分,水库前方水库指挥成员单位到达现场。各小组入下游群众居住地及大坝,按预案各司其职、各负其责。在同一时间开展下列工作:

1、群众转移组长:使用鸣锣、手提话筒等紧急通知下游群众按预定路线转移到山上和高地。

2、抢险应急组长和技术保障组,负责组织应急抢险队伍对大坝实施抢险和技术指导,为转移群众争取更多时间。

3、交通管制组组长:立即对水库周边实行交通管治,车辆及人员不得进入溃坝洪水影响区域。

4、通讯联络组组长:确保救灾抢险指挥通讯与联络的畅通。

5、医疗防疫组组长:组织医疗卫生紧急抢救队伍转移途中的医疗卫生工作。

6、治安警戒组组长:设立警戒线,同时做好治安管理工作。

7、民政救灾组组长:负责转移到各临时安置点的群众安置工作,认真做好各安置点群众的宣传思想巩固工作,解决好灾民的吃、穿、住等问题。

(十)9时26分,按照预定路线撤离开始

1、第一组:

2、第二组:

3、第三组:

(十一)9时30分,乡防汛抗旱指挥部各成员单位组织人员、物资、力量赶赴现场,进行工作对口支持。

1、乡民政办:负责灾情的调查、核实、统计、上报。负责对受灾群众的救灾物资和救灾款的发放工作。做到受灾群众有饭吃、有清洁饮用水、有衣穿、有住处。

2、乡水利站:及时提供准确可靠的预测预报资料,为领导当发参谋,做好水毁整治工程上报工作。

3、乡人武部:组织民兵预备役参与防汛抢险工作。

4、乡派出所:维护社会治安秩序,确保乡防汛指挥部的各项指令能得到安全顺利实施。对重要防汛段的公路实行临时管理指挥,确保人员和财产安全。

5、乡电信所:确保通信畅通无阻。

6、乡卫生院:及时对灾区进行消毒、防疫和治疗,防治疾病扩散,确保人民群众生命安全。

7、乡供电所:负责输电线路的检查维修,保证电力线路畅通,提供电力供给保证。

8、乡广播电视站:做好宣传报道工作。

9、其余成员单位按要求做好相关工作。

(十二)9时35分,撤离完毕,各小组负责清点人数,向报告情况:

1、群众转移组赵玉茂报告:全线撤离完毕,应撤243人,实撤246人,已全部转移到安全地带。

2、民政求助组马治军报告:撤离群众基本安置妥善。

3、医疗防疫组文飞报告:撤离过程中无人员伤亡,工作开展顺利。

4、治安警戒组候乐忠报告:已设好警界线,治安情况一切正常。

(十三)9时40分,副指挥长对水库下游疏散转移群众的总体情况向乡防汛抗旱指挥部指挥长报告情况。

下游范文篇8

1.1潼关高程历史上的变化三门峡水库修建前,黄河潼关河段属于天然河道,由于缺乏实测资料,目前对历史上潼关高程的变化存在着3种不同的观点:第一种观点认为潼关高程在历史上就是持续抬升的,且每年抬升速率是比较大的;第二种观点认为潼关高程历史上是缓慢上升的,每年的抬升速率是很小的;第三种观点认为潼关高程历史上是处于相对稳定的。上述3种观点所引用的资料主要有[1]:(1)1966年潼关铁桥附近的钻探资料;(2)1929~1960年实测1000m3/s流量的潼关水位;(3)采用小北干流淤积厚度来推断潼关高程。由钻探资料分析得到的从三国时期至1960年,潼关高程年平均淤高0.006~0.008m,由小北干流淤积推断潼关高程年平均淤高0.014~0.027m,可见用这2种方法得到的潼关高程年升高值相差很大,用小北干流淤积推断的潼关高程误差较大。而采用1929~1960年实测资料分析得到的潼关高程年平均淤高0.035~0.09m,也有专家分析了1929~1960年的实测资料,认为如扣除其中的1942~1947年缺测年份,潼关高程则处于相对平衡状态[2],由此可见,即使是采用同样的资料,也会得到差别很大的结果。这与各家使用资料时的处理方法有很大的关系,这也是三门峡水库泥沙淤积问题研究中的一个特点。笔者认为:从历史上看,渭河下游是一条不设堤防的地下河,主河槽过流能力约在5000m3/s左右,河道还曾具有通航能力;此外,从西安地区河滩上1m以下出土的大量秦代文物、华县附近滩地实测淤高3m、以及将1929~1960年的实测资料扣除1942~1947年缺测的年份等情况来综合分析,可以认为历史上潼关高程平均情况是缓慢上升的,可能在一些时段由于水沙条件的不同会大幅度上升或下降,但长时段总的趋势是缓慢上升,不太可能在历史上累积抬升了几十米。

图1潼关高程差变化过程

1.2三门峡水库修建后不同时期潼关高程的变化三门峡水库修建后,潼关高程经历了急剧上升-下降-基本稳定-逐步抬升4个阶段[1~4],图1(a)和(b)为年内潼关高程差的变化过程,由图可见:(1)1960年9月~1969年汛末水库高水位运行,潼关高程迅速抬高了5.25m,1969年汛末~1973年汛末水库低水位运行,潼关高程下降了2.01m,1973年汛末~1985年汛末水库采取蓄清排浑运用,潼关高程基本处于相对稳定,1985年汛末至今,持续来水偏枯,潼关高程缓慢持续抬升,至2002年汛末,潼关高程上升到328.78m,说明水库运行水位和来水来沙对潼关高程有着重要的影响;(2)每年汛后与汛前潼关高程差有许多年份是负值,表明潼关高程的变化在年内基本上是汛期冲刷下降,一些汛期甚至可以冲刷下降1.8m,非汛期则淤积抬升。下年汛后与前一年汛后潼关高程差则有升有降,表明控制三门峡水库非汛期水位至关重要,它对潼关高程升降有重要影响;(3)2002年汛后,三门峡水库运用方式非汛期最高水位控制在318.00m,从2002年10月24日~2003年6月30日,坝前平均水位315.59m,2003年汛期水库基本是敞泄和低水位运行,加之2003年秋汛渭河6次洪峰,潼关高程在2003年10月19日较汛前下降了0.88m,汛后又有所回升。

1.3潼关高程下降的作用潼关位于黄河与渭河交汇口以下约5000m处,是黄渭汇合后水流进入三门峡库区的天然卡口。潼关高程的变化直接影响渭河下游河道的冲淤,是渭河下游河道的侵蚀基准面。

三门峡水库运用以来,1960年6月~2000年10月库区共淤积泥沙67.3亿m3,其中潼关以上淤积37.9亿m3,潼关以下淤积29.4亿m3,到2002年汛后,潼关高程上升到了328.78m,比建库前抬升了5.38m。由于作为侵蚀基准面的潼关高程的抬高,导致渭河下游河道严重淤积。1960~2000年渭河下游河道总淤积量达13.3亿m3,图2为不同时段渭河下游不同河段的单位长度冲淤量,表明随着潼关高程的上升,渭河下游的淤积强度在不断向上发展,影响较为显著的范围已超过渭淤26断面(临潼),使河道淤积萎缩、过洪能力减小[5],渭河下游河道已成为“地上悬河”,临背差达2~4m,防洪形势十分严

图2渭河下游各河段单位长度冲淤量

峻。华县站河道断面过洪能力由建库前的4500~5000m3/s减少到1999年的约1500m3/s,2003年渭河洪水出现的洪峰流量不大,但水位高、持续时间长、演进速度慢,形成了大灾害的局面就是渭河下游河道严重淤积的必然结果。泥沙淤积还使流域内生态环境不断恶化,沿河居民生活水平得不到提高,给渭河下游地区关中平原的经济发展带来严重的不利影响。

实测资料分析表明,渭河下游河道的累计淤积量及华县站水位都与潼关高程有较好的相关关系,如图3和图4所示,由图可见:潼关高程抬高,渭河下游的累计淤积量就增大、华县的水位就升高。因此,从减少渭河下游淤积、降低洪水位,减轻洪涝灾害,以及改善流域生态环境出发,降低潼关高程是十分必要的。

图3渭河下游累计淤积量与潼关高程的关系

图4华县水位与潼关水位的关系

1.42003年渭河下游的洪水情况2003年8月24日开始的历时2个半月的渭河下游洪水,虽然洪峰不大,仅为几年一遇的洪水,但洪量大、洪水持续时间长,造成渭河干流大堤决口1处(尤孟堤),3条南山支流决口10处,其中方山河5处、罗纹河4处、石堤河1处。水灾损失是渭河流域有史以来最大的,洪水共造成渭河下游两岸咸阳、西安、渭南3市6个县46个乡镇被淹,受灾人口达49万,迁移人口29.22万,农作物受灾面积53.68万公顷,倒塌房屋5.76万间,22条公路中断,损毁公路512km,输电线路1388km,通讯线路951km,20个乡镇卫生院被淹,182所学校的4.9万名学生无法入学上课,直接经济损失约29亿元。

2003年6~10月份,咸阳站来水量为39.39亿m3,来沙量0.91亿t;临潼站来水量为70.93亿m3,来沙量为2.94亿t;华县站来水量为75.25亿m3,来沙量为2.98亿t。

2003年汛前潼关高程为328.78m,7月25日潼关高程曾达329.10m,8月下旬洪水前潼关高程为328.79m,渭河6号洪峰后,10月19日潼关高程为327.94m,较洪水前降低了0.85m。

2003年洪水后,渭河下游河道较汛前发生了较大的变化,滩面普遍发生淤积,淤积厚度一般在0.4m左右,最大淤积厚度为杨家断面处(渭淤16(二))的1.5m;主槽发生冲刷,河槽一般较汛前展宽50~100m,局部河段展宽了100~200m,河道深泓点普遍较汛前下降0.5~1m,局部河段深达2m以上,图5为洪水前后华县站实测断面比较,说明洪水的刷槽淤滩特性。2003年渭河下游(渭淤37-渭拦4)共冲刷泥沙0.1693亿m3,断面变化表现为冲槽淤滩;沿程变化表现为两头冲、中间淤,如图6所示。

图52003年华县站实测大断面冲淤变化

图62003年渭河下游河道冲淤量沿程变化

2降低潼关高程的预期目标与措施

2.1预期目标如前所述,通过调整三门峡水库的运用水位是可以降低潼关高程的,为此,笔者采用泥沙数学模型对这一问题进行了研究。图7为三门峡水库运用方式调整后3种方案(一种是全年敞泄运用,另两种分别是汛期敞泄、非汛期控制318m与315m运用)潼关高程变化过程的泥沙数学模型计算结果,由图可见:在偏枯的1987~2001年共14年水沙系列条件下,14年末3种不同的三门峡水库运用方式时,潼关高程可降低0.77~1.09m(与计算起始地形2001年汛后潼关高程328.23m比),而采用1978~1996年组合的偏丰的14年水沙系列,14年末3种不同的三门峡水库运用方式时潼关高程可降低1.37~1.64m。因此,通过调整三门峡水库的运用方式,在目前偏枯的水沙条件下近期使潼关高程下降1m是可能的。

各种措施对进一步降低潼关高程作用的研究表明[4],通过采用跨流域调水增加水量、水土保持或修建水利枢纽减少来沙、修建水利枢纽形成人造洪峰以及疏浚等措施都可在改变三门峡水库运用方式降低潼关高程的基础上,分别进一步降低潼关高程0.05~0.48m。采用这些措施的组合后,潼关高程下降2m是可能的。当然,这些措施的实施需要较长的时间,因此,可以将潼关高程下降2m作为中长期目标。

2.2调整三门峡水库运用水位对降低潼关高程的作用大量研究表明[1,4,6],改变三门峡水库的运用方式,可使潼关高程下降。对此许多专家提出了不同的调整三门峡水库运用水位的方案,主要有如下三种:一是三门峡水库全年敞泄运用;二是三门峡水库汛期敞泄非汛期控制水位运用,其中包括非汛期控制水位310m、315m、316m、318m等,310m为1969年4省会议确定的;三是三门峡水库汛期平水发电、洪水敞泄,非汛期控制水位318m、320m、322m、324m等,此外还有上述3种方案之间的组合。如果仅从降低潼关高程的角度出发,三门峡水库的运用方式采用全年敞泄最为有利,但其对库区和枢纽造成的社会、经济、生态环境等的影响也最大。因此,寻找到一个相对的平衡点,既对降低潼关高程有明显作用,又对库区和枢纽的社会、经济、生态环境影响较小的三门峡水库运用方式是非常必要的。

图7不同水沙系列时潼关高程的变化

采用泥沙数学模型对1974~1999年25年水沙系列条件下三门峡水库全年敞泄与汛期敞泄、非汛期不同控制运用的潼关高程差的计算结果表明[4]:不论是25年末潼关高程差,还是平均潼关高程差,当非汛期运用控制水位在315m以上时,随控制水位的上升,全年敞泄运用与非汛期控制水位运用之间潼关高程差愈来愈大,特别是控制水位在318m以上时,两者差值趋于更大;而非汛期控制运用水位在312m以下时,两种运用方式潼关高程差较小。

表1三门峡水库汛期敞泄、非汛期不同控制运用水位对降低潼关高程的影响

三门峡水库非汛期控制水位/m非汛期控制运用与全年敞泄运用潼关高程差

差值/m差值/m

3090.1850.0083

3120.210.017

3150.260.027

3180.340.030

3210.430

表1给出了由计算成果得到的三门峡水库汛期敞泄、非汛期控制运用时,不同控制运用水位段每米控制水位的差值对降低潼关高程的影响值,由表可见,当非汛期三门峡运用水位控制在312~315m范围时,运用水位每升高1m,潼关高程少降低0.017m;当非汛期三门峡运用水位控制在315~318m范围时,运用水位每升高1m,潼关高程少降低0.027m;当非汛期三门峡运用水位控制在318~321m范围时,运用水位每升高1m,潼关高程少降低0.030m。这也进一步说明,每米控制水位对降低潼关高程的影响在水位315m上下存在明显的差别,特别是在318m以上差别更大,而在312m以下差别很小。

由以上分析可见,非汛期三门峡运用水位控制在312~318m范围时,对潼关高程的影响相对较小,选择非汛期控制水位在318m为这一范围的上限,考虑到调整过程的渐进性,选择非汛期控制水位在315m左右时,三门峡水利枢纽还能继续发电,对库区社会、经济、生态环境影响相对较小。因此,三门峡水库采用汛期敞泄、非汛期控制水位315m运用是比较合理和现实的。

此外,据实测资料分析也可得到类似的结果。图8(a)为1960-2000年非汛期(11月1日至次年6月30日)三门峡水库坝前平均水位与同期潼关高程升降的关系,由图可见,在非汛期平均水位约315m时,有一明显的拐点,315m水位以上对潼关高程升降影响较大,315m水位以下时曲线较平坦、对潼关高程升降影响较小,这与清华大学得到的结果基本一致,由图8(a)还可看出,当坝前水位低于310m时,两者几乎没有相关关系,因此,将1972年以后非汛期的低于310m的水位剔除(这些水位多出现于汛末蓄水的11月份和汛前降水的6月份),然后点绘非汛期坝前平均水位与同期潼关高程升降的关系如图8(b),可见在315m水位时仍存在一个拐点,且两者的相关程度由0.6984提高到0.7638。这些实测资料的分析结果进一步说明非汛期控制水位采用315m运用是比较合理的。

图8(a)非汛期坝前平均水位与同期潼关高程升降关系

图8(b)非汛期坝前平均水位与同期潼关高程升降关系

需要指出的是,本文提到的非汛期水位可有两层含义,一层是上限水位,另一层是平均水位,如无特殊说明,本文所指非汛期水位为上限水位,平均水位一般较上限水位低。

2.3采取综合措施可进一步降低潼关高程调整三门峡水库运行水位是降低潼关高程的重要措施之一,效果十分明显,但降低的程度还与来水来沙过程有密切的关系,在目前的水沙条件下,来水来沙偏枯,对降低潼关高程的作用是有限的,还需要配合其它措施,以期较大幅度地降低潼关高程。笔者曾对其它措施降低潼关高程的作用进行了泥沙数学模型计算[4],这些措施包括:增加水量(跨流域调水)、减少来沙、人造洪峰、改变水沙系列、裁弯、缩窄河宽、疏浚和增加三门峡水库泄量等。研究结果表明:这些措施单独使用都较调整三门峡水库运用水位对降低潼关高程的效果小一些,但不同程度上都能对降低潼关高程有一定作用,特别是增加水量、疏浚和减少来沙等措施的效果更明显,因此,为了达到降低潼关高程的预期目标,特别是中长期目标,应采用包括调整三门峡水库运用水位在内的综合措施。

3关于潼关高程的稳定降低

潼关高程的升降随三门峡水库运用方式和上游来水来沙条件的不同而变化。在三门峡水库运用方式一定时,有利的水沙条件可能使潼关高程有比较急剧的降低,但并不表明潼关高程就稳定降低了,只有在潼关高程降低到了某一高程后,并在一个较长的时段内在其周围稳定地升降,才表明潼关高程是稳定地降低了。

采用泥沙数学模型在2001年汛后地形基础上,计算了1987~2001年偏枯水沙系列条件下4种三门峡水库运用方式(现状运用,全年敞泄,汛期敞泄和非汛期控制318m水位运用,汛期敞泄和非汛期控制315m水位运用)和以1974~1975年为基础概化的平水系列条件下4种三门峡水库运用方式(全年敞泄,汛期敞泄和非汛期控制318m水位运用,汛期敞泄和非汛期控制315m水位运用,汛期敞泄和非汛期控制312m水位运用)潼关高程的变化趋势,如图9所示。由图可见,潼关高程在前几年变化较大,在经过约4~8年之后,无论哪种水沙系列和三门峡水库运用方式,潼关高程都可降低到稳定状态,其中全年敞泄运用时约需4年,潼关高程可降低到稳定状态,非汛期控制318m运用时约需8年,非汛期控制315m约需5年。表明潼关高程降低到稳定状态是需要一定的时间的,但并不需要很长的时间。

图9(a)概化平水系列全年敞泄时潼关高程的变化

图9(b)概化平水系列三门峡水库不同运用方式时潼关高程的变化

4渭河下游河道的综合治理

潼关高程作为渭河下游河道的侵蚀基准面,直接影响着渭河下游的河道演变、河床冲淤和河道防洪,随着潼关高程的不断升高,渭河下游河道也由“地下河”变成了“地上悬河”,并且在日益加剧。目前渭河下游河床已平均高出堤外地面2~4m,最多的地方已高出地面4.5m,使得渭河下游的防洪形势愈来愈严峻。渭河下游堤防的现有防洪标准按50年一遇洪水标准设计,但目前一般只达到20年一遇标准,西安等重要城市附近堤防的防洪标准也不足50年一遇,渭河下游河道堤防有91.7%低于设计洪水标准,特别是十多条南山支流的堤防十分薄弱,一旦遇上大水,损失将是巨大的,2003年渭河下游的洪水就是典型的实例。因此,渭河下游的治理是十分必要的,也是十分迫切的,降低潼关高程是重要的措施之一,但潼关高程的稳定降低不是短期可以做到的,即使潼关高程降下来了,其对渭河下游的影响范围也是逐步发展的,要有一个时间过程,且对华县以上的影响将是十分有限的,渭河下游的治理应该是采取综合措施,以期达到长治久安的目标,目前研究可采纳的综合治理措施如下。

4.1近期措施(1)降低潼关高程;(2)黄渭洛汇流区河道整治;(3)渭河下游河道整治;(4)渭河下游河道疏浚和淤临淤背;(5)渭河干流大堤加高加固,提高防洪标准,特别是南山支流堤距加宽和堤防的加高加固。

4.2中长期措施(1)水土保持减少入渭泥沙;(2)跨流域调水入渭,提高渭河下游河道的输沙水量和流量;(3)修建东庄水库调节渭河下游河道水沙过程;(4)北洛河改道直接入黄。

5结语

通过实测资料分析和泥沙数学模型计算等方法对潼关高程的作用、潼关高程的变化过程及其影响、降低潼关高程的目标与措施、潼关高程的稳定下降和渭河下游河道的综合治理措施等重要问题进行了研究,取得了如下认识:

(1)潼关是三门峡库区的天然卡口,是渭河下游河道的侵蚀基准面,潼关高程的变化直接影响渭河下游河道的冲淤,从减少渭河下游河道淤积、减轻渭河下游洪涝灾害及改善渭河流域生态环境等方面考虑,降低潼关高程是非常必要的;

(2)三门峡水库不同运用方式时降低潼关高程的过程是不同的,但一般经4~8年后潼关高程可降低到稳定状态,其中,全年敞泄时约需4年,非汛期控制水位在318m时约需8年,非汛期控制水位在315m时约需5年;

(3)改变三门峡水库运用方式,近期降低潼关高程1m是可行的,采取综合措施后中长期降低2m是可能的;

(4)三门峡水库汛期敞泄和非汛期控制水位318m以上与全年敞泄相比,不利于降低潼关高程,非汛期控制水位在312m以下与全年敞泄相比对降低潼关高程的作用接近,非汛期控制在312~318m范围内对降低潼关高程和潼关至大坝段的生态环境相对有利,采用非汛期控制水位318m为上限,综合考虑目前非汛期控制水位315m较好;

(5)渭河下游河道的治理应该是采取综合措施,近期可以采取的措施有降低潼关高程、渭河下游河道与汇流区整治和疏浚、渭河干流与南山支流提高堤防标准等,远期可采取的措施有水土保持减少入渭泥沙、调水入渭增大输沙水量和流量、修建东庄水库调节水沙过程、北洛河直接入黄等。

参考文献:

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[2]三门峡水利枢纽管理局,等.三门峡水利枢纽运用四十周年论文集[C].郑州:黄河水利出版社,2001.

[3]胡春宏,陈建国,周文浩,李慧梅.三门峡水库现状及遏制泥沙淤积的对策[J].水利学报,2001,(增刊):98-102.

[4]胡春宏,郭庆超,陈建国.降低潼关高程途径的研究[J].中国水利水电科学研究院学报,2003,1(1):30-35.

下游范文篇9

一、LNG产业链各环节成本分析

1.LNG产业链各环节成本构成

LNG(液化天然气)项目的天然气供应成本主要由天然气开采费用、净化液化费用、运输费用以及接收再汽化等费用构成。根据资源状况、运距等的不同,各项费用所占比例变化范围很大(见表1)。

(1)LNG开采和净化、液化环节费用及其与国际市场FOB价格的关系

国际市场上的LNG价格,不论是长期合同价还是现货或期货价,都是指LNG的离岸价(FOB价)。FOB价由天然气的开采费用、净化液化费用、资源国征收的税赋和公司的利润构成。在1993-2003的10年间天然气的开采费用随气田情况的不同差异很大。随着技术的发展,天然气的净化和液化费用已经降低了35%~50%。但是LNG的FOB价格与国际原油价格一样,随国际地缘政治、经贸关系和气候等因素的变化而变化。LNG的净化和液化费用相对稳定,不稳定的是开发商的利润和产气国的税收。

(2)LNG的运输费用

LNG的运输费用主要包括LNG运输船的折旧费用、燃料费用以及管理和人员费用。随着LNG贸易的发展,LNG的运输费用降低了40%。13.8万吨级的专用船,1995年的造价为2.8亿美元,到2003年已降到l.5亿~1.6亿美元。LNG运输船的设计航行年限一般为20年,如果船舶在运营期间无重大故障发生,即使航行40年也属正常,所以LNG运输船的折旧费用在不断下降。2003年以包租船运合同方式进口LNG的运输费大约是0.6美元/百万英热单位,相当于0.16元/立方米左右。其中折旧费、燃料费和管理费所占比重分别大致为(3~4)∶(2~3)∶(3~4)。这个比例显然随造船费用的高低、运输距离的远近、燃料价格的涨落而不同。但是可以肯定,随LNG的FOB价格升高而升高的燃料费用不会对运输费用产生太大的影响。

(3)接收站和汽化、管输费用

LNG接收站和汽化、管输费用的成本主要包括接收站和管道设施的折旧成本、再汽化成本及人工管理费。一个年接收量为几百万吨的LNG项目工程站线总投资需要几十亿元人民币。折旧期按20年算,其折旧成本分摊到天然气费用上,相当于0.04~0.08元/立方米。而汽化和输送的能耗费用、管理费用和财务费用,与汽化方案、公司的运营管理水平等因素密切相关。如果采用传统的海水/加热炉补充燃料加热汽化方案,这两笔费用总计约在0.3元/立方米或稍多一点。

2.利用冷能降低汽化成本

LNG在汽化的过程中可以释放约860~830kJ/kg的冷能。如果对这些冷能加以充分利用,可以节省大笔电费。LNG冷能的利用范围很广,但会受到接收站附近用户市场的制约。具体的利用方案和利用效率不同,其产生的经济效益也不同。从低于-150℃的低温到常温的LNG,其冷能的价值按当量电价计算约为420元/吨。如果对冷能加以充分利用,将获得0.3元/立方米的经济效益,可以抵消LNG的汽化费用。即使冷能利用效率只有50%,其降低汽化费用的经济效益也是很可观的。

3.用湿气源LNG冷量分离轻烃降低下游供气成本

根据LNG中乙烷、丙烷、丁烷等重烃类(C2+轻烃)含量的大小,LNG可分为湿气和干气,C2+轻烃含量在10%以上的,可以看作湿气。

LNG湿气的热值高于干气。天然气工业的发展要求建立统一的热值标准,将湿气中的C2+轻烃分离出来是一种非常经济、有效的热值调整方法。同时,轻烃是一种非常优质的化工原料,可生产高附加值的化工产品。因此,利用LNG的冷量分离出其中的C2+轻烃,不仅可以调节LNG的热值,使之与管道天然气的热值相匹配,还可以代替石脑油等重组分原料生产乙烯,降低乙烯工业的成本,从而产生可观的经济效益。按照近年来沙特C3、C4合同价与LNG的差价,当C2+轻烃含量在15%时,每分离出1吨C2+轻烃用作乙烯原料,扣除分离设施投资和运行费用,净收益约在150元左右;可降低下游供气成本0.09~0.10元/立方米。C2+含量越高,效益就越大。可见从湿气中分离轻烃能在很大程度上降低LNG项目的下游供气成本。

4.利用挥发的LNG做槽车燃料降低运输成本

低温液化后的天然气较常压下的体积缩小625倍,槽罐内液体的温度一般为-162℃。通过低温绝热技术,LNG运输期间液体的挥发量很小,如果槽车采用LNG发动机,则挥发的LNG正好可以用做槽车的燃料。目前LNG运输每100千米的燃料费约为0.03元/立方米。

以LNG的FOB价为4美元/百万英热单位为例,按美元汇率8.0折算后的价格为1597元人民币/吨、1.16元人民币/立方米,加上船运成本0.16元/立方米,汽化、接收站和管道的投资折旧和管理费0.35元/立方米,LNG项目公司的利润0.11元/立方米,则下游门站供气价为1.78元/立方米。即离岸后的下游环节成本增加了0.62元/立方米。必须说明的是,目前国家对LNG项目予以扶持,进口材料和设备免关税、增值税,LNG免进口关税,而且由获利年度起所得税实行“两免三减”政策(两年免征、三年减半征收企业所得税),因此该成本未列入税收成本。这样,下游环节成本所占门站价中的比例为35%。

如果LNG的FOB价格随油价上涨到6美元/百万英热单位,美元汇率仍按8.0折算,则合1.747元人民币/立方米。如果下游环节成本保持不变,仍为0.62元/立方米,那么门站价将变为2.37元/立方米,即涨幅约为33%,远小于FOB价格的涨幅,但下游环节成本所占门站价的比例已经减小为26%。

按照上述的LNG下游各环节成本分析,可以看出:1)船运成本因LNG的FOB价格上涨而增加,即增加了0.016元/立方米,其余部分保持不变;2)汽化成本由于可以对LNG冷能加以回收利用而由正值变为负值,冷能利用效益达到0.10元/立方米是不难做到的。这样,LNG下游各环节成本可以降低0.084元/立方米,变为0.536元/立方米,门站价为2.286元/立方米。下游各环节的成本在门站价中所占的比例变为23%。如果能够进一步采用LNG冷能措施,分离其中的C2+轻烃,则下游供气成本还会有进一步下降的空间。

通过以上分析可以得出这样的结论:1)LNG下游各环节的成本相对稳定,并不随着FOB价格的上涨而上涨,所以门站价上涨的幅度恒小于FOB价上涨的幅度。2)对LNG中的冷能加以利用,分离湿气源LNG中所含的轻烃,有助于进一步降低LNG下游各环节的成本。

二、LNG下游用户的定价策略

LNG项目要与下游用户签订“照付不议”合同。其市场定价以实现企业和社会效益最大化为目标,有四个基本定价原则:成本核算原则、资源利用效率原则、替代对象价格决定承受能力的原则以及市场开拓导向原则。

根据中国今后一段时期LNG下游消费市场的需求曲线,可以把LNG的消费者划分为以下群体:联合循环电站用户,城市民用燃气用户,规模化的城市/工业园区分布式能源系统用户,炼油、石化等工业燃料用户,制氢和化工原料用户,车用燃料(LNG/CNG加气站)用户,车载罐箱运输的LNG所拓展的各种网外天然气用户。下面按照上述LNG的四个基本定价原则,分析对不同的LNG消费用户应采取的定价策略。

1.联合循环电站用户

此类用户直接由LNG接收站供气,其价格组成包括门站价,管线、调压设施的折旧费用,以及管理费和毛利。在LNG项目投产初期,联合循环电站用户承担着保证到岸的LNG能按照“照付不议”合同稳定消费的重要作用,用气规模大而稳定,管道输送成本低,主要替代低价的煤炭发电和水电。但是,这类用户竞争力不强,价格承受能力较低,应当使其享受尽可能的低价,以LNG接收站保本为底线。

由于目前中国天然气与煤的等热值比价已经达到2.5~3.0的高位,我国不可能大规模地发展天然气发电,所以天然气发电只能在LNG项目启动初期占下游用户的较大比例,发挥市场先驱作用。如果仅仅依靠低价售气给发电用户,LNG项目是难以回收投资成本的。此外,天然气电厂一般只能作为调峰电站,受电网负荷和需求变化的限制较大。随着LNG项目下游市场的逐步开拓,发电用气所占的比例将逐步缩小。

2.城市民(商)用燃气用户

此类用户主要是城市居民、旅店、餐馆等商业用户,天然气主要用于炊事、洗浴供热。其主要特点:一是城市燃气公司大多已经拥有了一定规模的用户,LNG的消费量相对较小,不可能成为市场开拓的主力;二是用户十分分散,要求天然气输送管道逐级降压、调配,因此燃气公司的投资折旧和管理财务成本较高;三是天然气用于低温加热,属于高能低用,资源利用效率较低;四是在没有管网的城市,天然气主要替代昂贵的LPG,用户的价格承受能力较强。这些特点都决定了城市民(商)用燃气用户价格宜较高,这部分用户是项目早期的主要市场之一,也是投资回收的主要来源。

但是,天然气又是居民基本的生活所需,城市民用天然气的定价必须考虑居民中贫困人口的负担能力。要解决这一问题,可以采用按量累计计价的方法,即保证最低生活需要的燃气价格较低,超过这一基量的部分,累计价;或者对低保户给予一定的补贴。

3.规模化的城市/工业园区分布式能源系统用户

分布式能源系统(DES)是在有限区域内采用冷热电三联供(CombinedColdHeatandPower,CCHP)技术,通过管网和电缆向用户同时提供电力、蒸汽、热水和空调用冷冻水服务的综合能源供应系统,所以总称“冷热电联供,DES/CCHP”。分布式能源有两大优势:一是天然气发电后余热梯级利用,将蒸汽和热水直接供给用户,可以使能源利用效率高达70%~90%,并降低发电成本,使LNG的经济性大大提高。二是发电在10kV电压下就地直供,可避免升降压和远程传输的设备投资,降低电力损失以及运营费用,降低终端供电成本,因而是效率最高的天然气能源利用途径。

适合于在中国推广应用的分布式冷热电三联供能源系统(DES/CCHP)分为满足城市商住建筑群用能需求,满足工业和工业园区对电、蒸汽、热水和冷负荷需求两大类。这两类用户将是天然气下游市场的最大用户。因为相对于现有的城市以电为主的能源供应系统,相对于现有的电、热(蒸汽)和冷分别转换和供应的工业能源系统,DES/CCHP替代的是电或低效率利用的天然气或重油,因其高效和直供而具有很好的经济效益。此外,具有一定规模的DES/CCHP用户,直接从高压干线管道引进天然气,因而供气成本较低,这也为低价销售天然气创造了条件。

DES/CCHP用户是天然气下游市场迅速扩大的关键,也是LNG项目公司和城市燃气公司的投资能够在合理的期限内回收的关键。为了使这类用户市场尽快地发展,燃气公司应当采用“薄利多销”、“放水养鱼”的策略,给予其尽可能优惠的燃气价格,让DES/CCHP项目在使所有用户获得廉价能源实惠的同时,也使投资者能够在8~10年回收投资。

4.炼油石化等企业用户

炼油石化企业等工业用户,将天然气作为制氢原料和燃料,所替代的是目前市场上价格较高的轻烃或重油,这有利于资源的节约、综合利用和循环利用,有利于减少对国际原油的过度依赖。所以,对这类用户应实行较低价格,鼓励其大量采用天然气。

5.车用燃料(LNG/CNG加气站)用户

此类用户以LNG或CNG替代大量柴油和部分汽油,有利于提高能源利用效率、改善环境。由于汽柴油的价格远高于LNG的价格,所以这类用户对LNG价格的承受能力很强。不过,按照广义的成本计价原则,还必须考虑到LNG车辆(LNGV)的开发需要一个完整的产业链做支撑,包括购置LNG发动机(或改装CNG发动机),加装LNG/CNG燃料箱,建设加气站,投资车载罐箱运输公司车队等等。因此,LNG项目公司或燃气公司制定LNG燃料售价,必须给罐箱运输公司、加气站、汽车改装业主等留下合理的投资回收和利润空间,不可以随意抬高价格。

6.槽车运输所拓展的卫星站用户

此类用户包括除天然气联合循环发电站之外的所有用户。它们的定价机制同前面是一样的。只是LNG通过槽车运输到卫星站的投资折旧和运营费用,与LNG在接收站经汽化后通过干线管网输送到各个门站的投资折旧和运营费用有所不同。只要按照实际情况做出技术经济分析测算,就可以确定具体价格。

LNG通过槽车运输所拓展的卫星站用户,是LNG接收站重要的下游市场用户。目前,中国已经有多个液化天然气工厂,多家LNG槽车运输公司,上百个正在运行的LNG卫星站,并形成了世界上最大的陆上LNG槽车运输市场。在离沿海地区几百千米的范围内,LNG槽车是LNG项目不断开拓市场、延伸管网的先锋队,LNG槽车运输将可能与管输方式长期互补并存。因此,LNG接收站向槽车运输公司出售的LNG价格,应当充分考虑市场开拓因素,适当让利给下游公司,以实现双赢。

参考文献

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[2]李珩,肖进.液化天然气贸易与船舶运输需求[J].水运管理,2006(2).

[3]华贲,熊永强,李亚军,杨晓梅.液化天然气轻烃分离流程模拟与优化[J].天然气工业,2006(5).

[4]华贲,LNG产业链下游市场开拓策略探讨[J].能源政策研究,2006(5).

下游范文篇10

河南省郑州市桃花峪以下的黄河河段为黄河下游,河道长度约800km,流域面积约2.3万km2,占全流域面积的3%。黄河下游在华北平原形成高耸的“悬河”,从古至今一直是中华民族的心腹之患,威胁着25万km2地区内的人民生命和财产安全。黄河下游约800km河道,共有各类堤防工程长度约2000km,险工、控导护滩、防护坝等工程500多处,坝、垛和护岸上万道,引黄和分泄洪涵闸100多座,全靠长1340km的人工大堤为屏障,约束黄河免于改道。南北大堤也成了南北河流的分水岭,堤北为海河水系,堤南为淮河水系。1.1黄河下游建设光纤通信网的必要性。黄河下游河南省、山东省的基层单位和信息系统采集点大多分布在黄河两岸及滩区,点多、面广、人少、分散偏僻、远离行政自然村,并且大都处在行政区域边缘,对公网运营商来说,移动、联通、电信均有盲区。黄河下游属于“地上悬河”,横贯河南省、山东省重要大中型政治、经济城市群,一旦发生洪水,黄河下游将面临着极大的防洪抢险压力,稍有疏忽,将可能造成不可估量的损失。在面临防洪抢险等应急突发事件时,指挥调度及决策会商信息的及时上传下达,对避免或减少人民生命财产损失起着非常关键的作用。1.2黄河下游建设光纤通信网的重要性。目前,信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势,也是我国实现工业化、现代化的关键环节。水利信息化是国家以信息化改造和提升传统产业思路在水利行业的具体体现,是带动水利现代化的重要措施之一。治黄信息化建设,必须跟上国家信息化发展的步伐,既要充分考虑治黄事业对通信传输安全性、可靠性的特殊要求,又要充分和合理利用公网资源,加强光纤通信建设,从而推进工程运行管理、业务管理和政务管理的信息化,保障水利工程的安全运行。因此,光纤通信、“TD-LTE”数字移动通信系统建设成为解决黄河下游通信问题的必然选择。

2黄河下游沿黄河堤防光纤通信环网的布局设计

对于黄河下游的光纤通信,组建黄河沿河两岸基层单位及信息采集点的黄河信息高速公路,在黄河下游沁河口至黄河入海口采用沿黄河光纤环网的组网方式,沿河构建4个10G的主干层光纤环网、30个2.5G区段接入层以及支线接入层,连接大堤两岸的基层单位和信息采集点,为沿河基层河务段、涵闸以及信息采集点等提供满足治黄信息化建设需求的宽带接入。沿河构建的光纤环网连接近1500个光缆通信站点,能满足黄河下游沁河口-入海口沿河约1500个基层单位和信息采集点的宽带通信接入。在大堤两岸沿河铺设光缆近7000km,其中主干光缆1600km,区段光缆2200km,支线接入光缆3000km。这能满足黄河下游沿河近600个基层单位和近1000个信息采集站点的宽带通信接入,实现十、百、千的带宽的接入目标(基层单位10~20M,县到市到省100M,省局至黄委1000M),将有效解决黄河下游基层单位防洪工程通信传输问题,同时满足新时期抢险应急指挥、水文信息采集,以及基层单位对防洪工程运行管理、防汛管理职责履行时对黄河通信的需求[1]。2.1建设黄河下游沿河光纤环网的目标。在整合和利用现有黄河防汛通信网络资源的基础上,本着“公专结合、优势互补”的原则,采用光纤传输技术,发展黄河通信高速公路,发展目标是建成一个安全可靠、满足需求、覆盖黄河下游沁河口-入海口沿河两岸基层单位及信息采集点的黄河信息高速公路,解决下游沿线约1500个基层单位和信息采集点的宽带信息传输问题,实现重要信息互联与传输的光纤化,关键工程管理的可视化。通信传输带宽目标为十-百-千的接入标准,即为基层单位提供10~20M的信息接入能力,县到市到省提供100M的信息接入能力,省局至黄委提供1000M的信息接入能力,全面提高黄河通信网络对治黄事业各项工作的通信保障能力、服务水平及信息传输安全。2.2黄河下游沿河通信网与光纤环网的布局。根据各项应用业务的通信需求及光传输技术的设计规范,黄河下游沿河通信网与光纤环网的布局可分为两个层面,即主干传输层和信息综合接入层(主要包含沿河区段接入和支线接入),沿黄河大堤两岸采用光缆方式满足沿河基层单位及信息采集点的接入需求。黄河下游沿河通信网与光纤环网的布局如图1所示。第一,沿河主干传输层采用10G传输设备组网。可在沿河大堤上组建4个10G光纤环,主干光纤环路上连接30个基层单位,设置有33个光纤骨干节点,实现跨河光缆的连接和区段接入层的光纤环就近接入主干传输层,并通过多处跨河桥梁架设光缆连接黄河南北两岸光纤主干网,形成多个8字光纤环网,提高黄河下游光纤宽带网运行的安全性和可靠性。第二,沿河区段接入层负责将沿河基层管理单位接入主干传输层,区段光纤环网接入层采用2.5G传输设备组成30个光纤自愈环,环路上连接沿河200多个基层单位。第三,支线接入层主要负责将沿河300多个基层管理单位和近1000个信息采集站点接入沿河区段接入层,通过光缆,采用点对点的接入方式[2]。2.3通信节点的选择原则。沿河主干传输层通信节点的选择原则:具有一定规模的管理单位、微波站所在地或具有一定数量无线传输设备的枢纽站,交通便利、供电条件较好、传输距离适中的单位;对于相交节点,要选择在横跨黄河大桥附近,便于跨河光缆的连接。总之,主干传输层通信节点的选择应具有运行可靠、便于管理、维护方便等特点。沿河区段接入层通信节点的选择原则:沿河管理单位、水文站、闸管所、抢险队以及重要的闸门,通信传输距离分配合理。支线接入层通信节点的选择原则:滩区内的基层管理单位和闸门,易于光缆敷设,安全可靠便于维护的地点。根据需求进行分析,考虑到沿河主干传输层的带宽需求约6.9Gb/s,主干光纤环网电路保护需要不断提高,加之各类自动化系统对通信传输的可靠性、传输速率和传输带宽要求越来越高,部分沿河两岸大堤的区段接入数据也要汇入主干通道传输,推荐主干传输层采用容量为10Gb/s的光通信传输系统。考虑到沿河区段接入层带宽需求约1.7Gb/s,推荐其采用通信容量为2.5Gb/s的光通信传输系统,自愈环采用复用段共享保护环(MS-SPRing)和二纤通道保护方式;通信设备重要的插板如交叉单元板、电源单元板及时钟单元板,均按照冗余方式配置,设备支路板卡采用“1∶N”保护方式;物理路由保护采用不同物理路由的光缆形成物理光环路。光缆线路路由应选择地质稳固、地形平坦、高差较小、土质较好、石方量较小、不易塌陷和冲刷的地段,避开可能因自然或人为因素造成危害的地段;路由选择应充分考虑线路稳固、运行安全、施工及维护方便及投资经济的原则。根据黄河下游两岸的地理环境以及通信站点的分布情况,主干传输层和区段接入层的光缆线路路由选择在沿黄河下游两岸的标准化堤防上,敷设位置为标准化堤防背河的路肩上。支线接入层光缆线路路由选择沿黄河滩区内的乡村道路进行光缆敷设,减少因线路施工对耕地、林木等的影响,避免不必要的工程投资。为保证光传输系统的安全性和可靠性,干线光缆环和区段光缆环可以采用同缆不同纤的方式,以充分利用光纤资源,节约投资资金。2.4光缆敷设方式的选择。由于选择光缆线路路由的不同,光缆敷设方式也有所区别。光纤环网中主干传输层和区段接入层的光缆采用管道敷设方式和直埋敷设方式,充分利用黄河下游沿河两岸现有的资源。其中,管道敷设方式主要用于光缆经过的闸门和过路口地段。综合考虑后,暂估3/4为直埋敷设方式,1/4为管道敷设方式。支线接入层的光缆,主要途经黄河滩区,易采用直埋或架空的敷设方式。这主要是因为黄河滩区地处偏僻,人们生产活动较少,对光缆工程建设及今后的运行维护影响较小。2.5系统传输设备配置。该系统的传输设备主要为三种,即沿河主干传输层中的10G节点设备,沿河区段接入层中的2.5G节点设备及支线接入层中的ONU设备。其中,10G节点设备又分为交叉点设备和非交叉点设备,交叉点设备主要用于跨河光缆的设备连接。2.5G节点设备分为OLT设备和非OLT设备,OLT设备用于连接支线中的ONU设备。通信电源是保障黄河光纤环网长期可靠运行的必备设施,根据各站通信设备负荷进行配置,整流模块采用N+1冗余方式配置,蓄电池组采用1+1配置。沿河主干传输层站点配置300AH以上容量,每只为2V的蓄电池组;沿河区段接入层站点配置200AH以上容量,每只为2V的蓄电池组;支线接入层站点配置100AH容量,每只为12V的蓄电池组,各站均配置开关电源设备各一套。

3结语

黄河安危,事关大局。建立从桃花峪到黄河入海口的黄河南北两岸的主干光纤和部分沿河区段业务接入层及支线接入层,实现了黄河下游大堤沿线管理机构的宽带通信网络传输。近期,水利部党组作出了“水利工程补短板,水利行业强监管”的决策部署。这就迫切需要黄委会加强信息化建设,即加强通信传输网络建设,打破治黄信息化的发展瓶颈,为治黄事业提供最基本的通信信息化基础保障,为实现中央提出的“以水利信息化带动水利现代化”的战略目标奠定基础。总之,随着光通信技术的快速发展,光纤通信也将具有更广阔的发展前景和发展潜力。

参考文献:

[1]陈基业.通信系统中光纤技术的特点及其发展分析[J].广东科技,2011(8):26-27.