第35卷第12期2013年12月人民黄河YELLOW ＲIVEＲVol．35，No．12Dec．，2013
【重点关注】
改造黄河下游游荡型河道可能性的思考
韩其为
（中国水利水电科学研究院，北京100048）
摘要：首先基于河床演变理论及实际经验分析了游荡河型形成的4个条件，它们是堆积性、坡降大，河道宽浅、滩槽差
流量变幅大、洪水暴涨暴落。其次，根据三门峡水库运用初期1960—1964年黄河铁谢—裴峪段游荡性已基本消失的小，
实测资料，和丹江口水库汉江下游由游荡性分汊河道转化为单一河道的趋向，论证了局部河段游荡性减弱和消失的可能性。为了实现长河段游荡性消失，提出的主要措施是:完成水沙调控体系特别是古贤和碛口水库的建设; 大范围调水调沙，使黄河下游河道不淤，同时避免暴涨暴落; 减缓坡降，使断面趋向窄深，并加大滩槽差，稳定主槽。再结合其他措施，黄河下游河道游荡性有可能消除。最后，指出了消除游荡性的难度。关
键
词：边界条件; 平滩流量; 调水调沙; 河道改造; 游荡型河段; 黄河下游
文献标志码：A
doi ：10．3969/j．issn．1000-1379．2013．12．001
中图分类号：TV853；TV882．1
Possibility for Meandering ＲeachModification of the Lower Yellow Ｒiver
HAN Qi-wei
(China Institute of Water Ｒesourcesand Hydropower Ｒesearch，Beijing 100048，China )
Abstract :Based on the theory of fluvial process and experience of sedimentation engineering the four conditions for forming meandering reach was analyzed firstly in this paper ，those were :aggradations of river reach ; large slope ; wide and shallow cross section with small difference of height be-tween bank and channel ; and large variation of flow discharge caused by flush flood and fall．According to the measured data from 1960to 1964at the reach from Tiexie to Peiyu downstream of Sanmenxia Ｒeservoirat the Yellow Ｒiverthe meandering reach was disappeared．Moreover some local meandering braided reach downstream the Danjiangkou Ｒeservoirat the Hanjiang Ｒiverhad the tendency to turn to single river channel．In order to including constructing change the meandering pattern of large scale reach of the Yellow Ｒiverthe paper presented the main measures to be adopted ，
the Guxian Ｒeservoirand Qikou Ｒeservoirto complete engineering projects for control flow and sediment discharge ; regulating flow and sediment discharge in a large scale to keep the downstream river reach out of deposition and avoiding the flush flood and fall ; decreasing slope to keep the section narrow and deep ，enlarging the difference between bank and channel and stabilizing the main channel．In addition to the other methods the meandering pattern of lower Yellow Ｒivermight die away．In the end the paper also pointed out the difficulty for eliminating meandering pattern．Key words :regulation of flow and sediment discharge ; bank-full discharge ; river course modification ; meandering reach ; Lower Yellow Ｒiver
1人工干预下黄河河南段目前已不是典型的游荡型河段
黄河下游河道历史上是典型的游荡型河段，对应的是防洪
大量修建、控导工程河势控制能力的加强，加之洪峰减少和减小，滩地淤沙几率减小，冲淤基本上发生在主槽，致使冲刷时水深加大，淤积时河底抬高。如小浪底水库运用前的1985—1999年，主槽淤积量占总淤积量的73%，同时出现了二级悬河。上述情况告诉人们，目前黄河下游上段已是控制条件下的游荡型河道，原有的河道特性中，有的尚具备，而有的已消失；其次，表明人为干预和治理游荡型河道会有副作用，如何尽可能减轻其副作用，是必须要加以注意的。
08-20收稿日期：2013-作者简介：韩其为(1933—)，男，湖北松滋人，高级工程师(教授级) ，中国工程院院士，主要从事泥沙运动基本理论、水库淤积、河床演变、江湖防洪等研究工作。E-mail ：wangch@iwhr．com
“宽河固堤”。“宽河固堤”方面的方略对堆积性河道特别是游荡型河道有很大好处，而且也是必须的。游荡型河道的滩地不仅能行洪淤沙，而且能和主槽进行水沙交换，减缓河槽的抬高速度，减慢（一级）悬河的产生。游荡型河道没有固有的滩地，河槽往往是多汊不停摆动，堵塞旧的汊道，开辟新的汊道，大水时也可冲毁滩地，发生滩槽交换。河道整治工程的逐步修建，限制了横河、斜河和滚河的产生，对防洪发挥了巨大作用，同时使河床摆动受到了限制，开始出现（一级）悬河。随着生产堤的
槽差加大，水流无法越出主槽，主流稳定。④由于当时三门峡水库泄洪能力较低，因此下泄洪峰较为稳定。这表明，只要游荡河型的4个条件能一并改变，河型就可能改变。当然这个例
如果是长河段，那么就不是那么容易，不子是对短河段来说的，
能像所述的例子一样完全由水库运用来自然形成。首先针对
消除游荡性的4个特性，必须从理论上深入研究其可能性；其次除上游水库工程外，还必须加以人工干预，特别是在河道。
2
从更高的要求出发，黄河河道能否得到根本
改造？能否改造为非游荡型河道？
游荡河型具备4个条件：堆积性；坡降大；河道宽浅，滩槽
洪水暴涨暴落。①堆积性是游荡型河道的差小；流量变幅大，
基本特点，也是堵塞旧支汊、开辟新支汊的条件。堆积性会导致河床水面不断抬高，形成防洪的一个死结。②坡降大是冲刷摆动的动力。以天然中细沙河道为例，要达到冲淤基本平衡，平均流速一般为2．5 3．0m /s，否则冲刷强烈，河槽难以稳定。Q =6000m /s、而按曼宁公式，河宽就会很大，若J =0．02%、v =2．5m /s、n =0．01（J 为比降，Q 为流量，v 为流速，n 为糙q =5．88m 2/s（h 为水深，q 为单宽流量），率），则h =2．35m ，河河相系数为13．6。可见坡降大，河流必然宽浅，宽为1021m ，
这为河流的游荡创造了条件。尚需说明的是，此处及以下，在原因是在调水调沙条件下，黄分析中平滩流量暂取6000m /s，
3
河下游丰水年第二造床流量可取7000m /s，枯水年可取25003m 3/s。考虑适当冲刷，平滩流量可控制在8000 4000m /s，3
故采用平滩流量平均值6000m /s。③滩槽差小，则使得河道
3
3
3通过调水调沙可以控制黄河下游不淤
3
黄河调水调沙使下游的平滩流量由2002年的2000m /s
3
增至2008年的4000m /s，考虑到冲刷，近年花园口平滩流量
33
已达6500m /s，利津已达4600m /s。这是治河史上的创举，
是历史上和全世界都没有过的，从技术上已将水库对下游河道的减淤效益升华为改善河道的动力。调水调沙是针对黄河的———“水少、，主要弊端沙多，水沙不搭配”制造较为稳定、恰当加大冲刷，扩大并且使河槽均匀化，同时还减少了冲河的洪峰，
3
南、淤山东的流量800 2000m /s发生，所以有人将调水调沙
“人造洪峰”简称为是不确切的。调水调沙既符合大水出好河
既容易造滩，又可能切滩，以致支汊摆动甚至主槽改很不稳定，
道。④流量变幅大，暴涨暴落，使流路、流向变化大，河势游荡黄河河南段就是典型的游荡型河道。性加强，
那么，游荡型河道能否改变？在水库下游河道遭受冲刷的丹江口水库下游汉江的不少游荡型分汊河段已转为单条件下，一河道
［1］
也实践了对水沙过程的科学干预。需要特别强调的的经验，
调水调沙还有巨大潜力：①从1999年至2006年资料看，小是，
3
浪底水库年均出库流量为800 2000m /s的天数有60d ，水3量为59．7亿m ，可见中等流量次数减少得不够。②从1960年
3
至1996年的377次洪峰资料看，利津站水量为6721亿m （日3
平均流量为2460m /s），占37a 总水量的46．6%；来沙量为
；三门峡水库运用初期，冲刷强烈的铁谢—裴峪河段
［2］
的河型也发生过改变，后者于1961—1963年已由游荡型河道初步改变为顺直分汊型河道（图1）
。原因是：①当时系三门
峡水库运用初期，河道已由堆积性变为侵蚀性。②
该段坡降已
245亿t （平均含沙量为36．3kg /m3），占总沙量的63．2%，此时黄河不仅未淤，而且冲刷了3．58亿t ，这表明46．6%的水可以74%的水即可排走全部来沙。排走63．2%的沙。据此计算，
2］75%的水（表1）即可③据文献［计算（表1），利用以往资料，1965—排走利津的全部来沙。至于花园口，仅1950—1959年、
1973年，75%的水尚不足以排走全部来沙，但是将75%的水加大到85% 88%时，花园口也能排走全部来沙。当然，要想通过调水调沙做到黄河下游不淤，还必须依靠黄河水沙调控体系建设，如古贤、碛口水库建成（至少有一个建成）。此外，拦沙、放淤等减沙措施适当配合，会使不淤的保证率更高。尚需指出通过调水调沙，黄河下游游荡型河道暴涨暴落的特性实的是，
际已消除。
表1
时段1950—19591965—19731974—19801981—19851986—19991950—1959+1965—19991999－11—2006－10
75%水量可调沙量与实际输沙量的比较花园口站
利津站
可输送沙量/亿t 12．1110．569．2810．694．088．71
年平均水年平均沙可输送沙年平均水年平均沙量/亿m 3量/亿t 量/亿t 量/亿m 3量/亿t [***********]222
14．2413．8210．109．006．8310．623．98
12．5311．8312．2014．087．7211．026．21
[***********]
12．2110．668．408．813．988．37
图1铁谢—裴峪河段河型的转化
3
发生了很大变化。当流量为3000m /s时，河宽由1870m 减
为1100m ，水深由0．78m 增至1．98m ，若糙率按冲刷前0．010、冲刷后0．012计算，则冲刷后流速由2．06m /s减至1．38m /s，坡降由0．0501%降至0．0174%，河相系数由55．4减小至16．8。③由于河道冲刷强烈，因此在上述期间内铁谢河道河裴峪河道河床冲刷下降了1．72m ，使滩床冲刷下降了2．36m ，
4减缓坡降的问题
要消灭游荡性，必须减小坡降（或者加大糙率），这与断面
形态特别是减小河宽密切联系。实际上减小多余的坡降、加大缩窄断面是密切联系的。此处将减缓坡降及加大滩槽滩槽差、
差联系起来讨论。比如人们希望平均水深4．7m （最大水深约Q =6000m /s、J =则当n =0．01、为平均水深的1．4倍），
0．02%时，流速可达3．97m /s，河宽为322m （表2中3号数据）就足够了。但是若将流速限制为2．50m /s，水深、糙率不变，则坡降只需0．0079%（见表2中4号数据），有很大的富余。所述例子表明，缩窄河宽会加大滩槽差，有利于稳定主槽，从根本流速就会很大，河道难以承受。上减少游荡性。但是缩窄过多，
表2中列出了不同断面尺寸条件下有关水力因素，同时给出了单宽流量与总流量；总流量可以随宽度的不同而求出来。可见各种尺寸变化很大。
表2
不同断面尺寸条件下有关水力因素
单宽流量/流量/河宽/河相3
糙率v /h
（m 2·s －1）（m 3·s －1）m 系数
3．495．8818．711．84．9813．747．6511．566．768．09
[***********][***********]6000
178625．205．35102113．606．[***********]42
3．8213．534．813．324．565．909．335．535．525．338．795．73
编流速/坡降/水深/
m 号（m ·s －1）%[1**********]
2．002．503．972．502．003．002．552．802．502．61
3
平均流速为3．55m /s（漫滩后主槽糙率由0．013增至0．014），
23
单宽流量为23．3m /s，过流能力为10670m /s；若滩上平均水
深为1．5m ，糙率为0．044，则滩上流速为0．421m /s，单宽流量
23为0．632m /s，滩宽3542m ，故滩上流量为2239m /s，总过流3
则当漫滩水深为2m 能力为12910m /s。若按7号断面尺寸，
3
时，主槽流速为2．95m /s，流量为11580m /s，滩上流量为32032m 3/s，而总流量为13610m /s。两者总流量相差700
6号断面主槽流m 3/s，可见宽断面漫滩后过流能力更大。但是，
3速达到3．55m /s，看来过大。另一方面，由于小于6000m /s3的流量过程很多，甚至500m /s以下流量过程也有不少，在主
这符合自然河道属性，因此主槽太窄槽内也会有滩地（嫩滩），
了也不行。主槽稍宽一些既可加大漫滩时的主槽流量，又可为滩地留有余地。为此，似应考虑800m 左右主槽宽。
0．02001．680．01000．02002．350．01000．02004．700．01000．00794．700．01000．02002．490．01300．02004．580．01300．02003．000．01150．02004．130．01300．02002．710．01100．02003．100．0115
5黄河下游河道游荡性消除后，河道会大变样
如果黄河游荡型河段能整治为河床不抬高、游荡性消失、
高滩深槽、主槽稳定的河道，那么将对防洪、解放滩地、治河等带来一系列的深刻变化及无法估量的效益，大体有下述几点。
（1）河床不抬高，就不存在随着淤积而加高大堤，解开了河道堆积与防洪的死结。
（2）按多年平均水文系列，在调水调沙条件下能形成稳定
3的河槽，平滩流量应能达到6000m /s。
120514．903．21
88610．805．76
（3）当滩槽宽为4000m 、水深超过平滩高程2m 时，滩槽
3
总过流能力可达13000m /s左右，超过这个标准可破4000m
3从表2中可以看出，若希望流速控制在3．00m /s以下，号的断面形态不行；若希望窄深断面的平均水深不小于4．0m （最大水深为5．6m ），2、5、7、9及10号的断面形态则表2中1、均不满足。另一方面，断面形态还影响挟沙能力，即
v
的大小。h
3
外新堤，全滩区淹没。考虑上游水库调洪作用，则破堤的可能性很小。
3
（4）在条件（3）的情况下，按平滩流量6000m /s计算，滩
3
1］分析，根据文献［当Q =4000m /s时，分析历史资料表明，
上上水时间已很短，而在上游水库运用下，破新防洪堤的可能“窄河固堤”，性更小，几乎接近于0。此时实际已实现了当然原大堤仍然作为遥堤保留。
（5）按6000m 3/s平滩流量，平均水深4m 以上，深泓水深6m 以上，实际已形成高滩深槽，河槽稳定并且不抬高。
（6）在平滩流量6000m 3/s条件下，一般年份滩地不上水，上水后破新防洪堤的几率更小，可以基本解放滩区防洪，大大减少淹没，具有巨大的防洪效益。再辅以滩区安全措施，从而能解决滩区受洪灾之苦。
（7）此时控导工程主要转为护岸工程。
v 3v 3
=5．32，=5．89［1］。对游花园口—高村的艾山—利津的h h v 3
5号的断面形荡型河段，暂取＞5．32。从表2可以看出4号、
h 剩余坡降如何消耗？表2中n =0．01相当态不能满足。此外，
于按0．02%的坡降输水。当n ＞0．01时，表示阻力增大，抵消J =0．02%，了部分剩余落差。如6号的资料n =0．013，相当于v 、h 不变时n =0．010、J =0．0118%时的流动状态。可见，由于阻力加大，因此消耗了多余的0．0082%的坡降。当然，这一部分多余的坡降若能恰好消耗在整治工程上最好，否则应按整治工程消耗后的坡降计算水流实际坡降。从上述三点（h ≥4m ，v 3
v ≤3．0m /s≥5．32）要求考虑，8号断面形态是可以可能6、
h v ≤2．6m /s考虑，10考虑的。另一方面，若按h ≥3．0m 、则7、号断面均合适。这4个断面河宽的范围为458 784m 。
3
尚需指出的是，上述断面形态是按流量为6000m /s计算
6消除河道游荡性存在的困难
（1）河型改变后，如何才能消耗多余的坡降，即增加阻力损
失。否则，若仍按0．02%的坡降和n =0．01的糙率，则不是河2宽太窄（如表2中的3号数据），就是水深太小（如表2中的1、号数据）。若能消耗多余坡降ΔJ =J －J 0=J 1－
则河[()]，
n 0
n
2
的，而实际上流量是一个变化过程，有时大于6000m /s，其余
3
大都是小于6000m /s的。此时断面稍宽有其好处，大水时可
3
宽会相对大些，水深也会大些，其中：J =0．02%；J 0为多余坡降J 0=消耗后的坡降，
提高主槽过流能力，同时主槽流速又不过大；小水时给嫩滩留若漫滩水深为2．0m ，则按6号断面尺寸，主槽有位置。例如，
()J ；n =0．01，
n 0
n
2
（下转第7页）
时洪水位测量、水情预报等防汛决策支持提供了统一的1985国家高程基准，也为每年一度的黄河调水调沙结果分析提供了精确的高程成果。
（4）为流域内重点工程建设提供了统一的高程成果。近年“锦州—郑州成品油管道黄河穿越工程”、“中原油田—开来为
”、“南水北调中线穿黄”、“京封—薛店调峰管道穿越黄河工程
”、“石武客专黄河特大桥”、“赵口引黄灌港澳高速黄河特大桥
”、“三义寨引黄灌溉工程”、“南水北调中线移民”、“郑溉工程
东新区三等水准网”等国家或地方大中型项目的勘测设计提供了可靠的测绘基准。
4结语
截至目前，除禹门口以上部分高程系统正在实施外，禹门口以下黄河流域重点区域的高程统一工作已经完成，并在黄河治理开发的各项工作中发挥了重要作用。
（1）为黄河的规划与治理提供了测绘保障。黄河流域综合“维持黄河健康生命，规划（2012—2030年）提出了谋求黄河长治久安，支撑流域经济社会可持续发展”的目标，最终实现人水围绕黄河流域综合规划目标开展的“黄和谐。本项目实施后，
”、“沁河下游河道治理工程可河下游近期防洪工程可行性研究
”、“伊洛河中下游防洪治理总体规划”、“黄河潼关至行性研究
”、“金堤河干流河道三门峡大坝河段治理续建工程可行性研究
治理工程”等项目均采用了高程系统统一后的高程成果。
（2）为水行政管理提供了决策支持。项目投入使用以来，已经广泛应用于黄河流域重点区域的省、市、县级的水行政管理部门，为其日常工作的顺利开展打下了坚实的技术基础，社会效益非常显著。
（3）为黄河中下游防汛工作提供了测绘基础资料。项目成果投入使用后，水位测量的高程系统得到了统一，防汛指挥部门取得了洪水的实时、准确的洪峰水位；为每年汛前讯后的淤积断面测验、滩区地形测绘、水文测验、防洪工程高程测量、实
参考文献：
［1］葛腾，1999，21（11）：马瑞锋．黄河流域高程基准面亟待统一［J ］．人民黄河，
15－16．
［2］成亚宣．国家三期一等水准测量布设水准点方法的探讨［J ］．测绘科学，
2001（1）：33－34．
［3］中华人民共和国质量监督检验检疫总局，国家标准化管理委员会．GB /T
2006．12897—2006国家一、二等水准测量规范［S ］．北京：中国标准出版社，［4］中华人民共和国质量监督检验检疫总局，国家标准化管理委员会．GB /T
2009．12898—2009国家三、四等水准测量规范［S ］．北京：中国标准出版社，
【责任编辑翟戌亮】
櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂
（上接第3页）为游荡型河道天然条件下的糙率，n 0为将多余n 0=0．013。可见，若n =0．013，由此得到坡降消耗后的糙率，
J 0=0．0118%，增加阻力消耗的坡降为0．0082%。
（2）在改造黄河下游游荡型河段时会发生较多冲刷，此时必须避免发生冲河南、淤山东的情况。为此，调水调沙的流量
3
不应小于3000m /s。
不必再行洪，只宜分洪，行洪对耕地破坏较大。为此，两堤间大片滩地可修一些围垸控制分洪。
后记:本文属于一种思考，当然这种思考也是在河床演变理论及实际经验基础上进行的。笔者认为目前我国河床演变理论及治河实践已有良好基础，对黄河河道进行进一步改造是有可能的。我们思路应该开阔，应该创新。其实我国在工程泥沙与河道治理方面有两个重大创举:水库长期使用(蓄清排浑) 与调水调沙，它们才是真正的国际领先，我们应受此鼓舞。
（3）从泄洪安全出发，洪水河槽不能太窄，河宽要比表2中否则不仅河岸遭冲刷，而且漫滩后增加的流量较的数据稍大，
小。但是，河宽过大又会变为宽浅河道，如何才能将断面改造为窄深？
（4）河道改造后成为窄深河道，控导工程不能再修到河槽中，只能修在高滩深槽的滩边，即转为护岸工程。
（5）新、老防洪大堤之间不宜再刻意考虑行洪。因为在4000m 宽度内，再将水深加大到平滩高程以上3m （平均滩面
3
水深约2．5m ），则过流能力可接近或超过20000m /s。滩地
参考文献：
［1］韩其为，童中均．丹江口水库下游汉江河床演变特点及其机理［G ］∥汉江
丹江口水库下游河床演变分析文集．武汉：长江流域规划办公室水文局，1982：17－39．
［2］韩其为．黄河泥沙若干理论问题研究［M ］．郑州：黄河水利出版社，2010．
【责任编辑翟戌亮】
第35卷第12期2013年12月人民黄河YELLOW ＲIVEＲVol．35，No．12Dec．，2013
【重点关注】
改造黄河下游游荡型河道可能性的思考
韩其为
（中国水利水电科学研究院，北京100048）
摘要：首先基于河床演变理论及实际经验分析了游荡河型形成的4个条件，它们是堆积性、坡降大，河道宽浅、滩槽差
流量变幅大、洪水暴涨暴落。其次，根据三门峡水库运用初期1960—1964年黄河铁谢—裴峪段游荡性已基本消失的小，
实测资料，和丹江口水库汉江下游由游荡性分汊河道转化为单一河道的趋向，论证了局部河段游荡性减弱和消失的可能性。为了实现长河段游荡性消失，提出的主要措施是:完成水沙调控体系特别是古贤和碛口水库的建设; 大范围调水调沙，使黄河下游河道不淤，同时避免暴涨暴落; 减缓坡降，使断面趋向窄深，并加大滩槽差，稳定主槽。再结合其他措施，黄河下游河道游荡性有可能消除。最后，指出了消除游荡性的难度。关
键
词：边界条件; 平滩流量; 调水调沙; 河道改造; 游荡型河段; 黄河下游
文献标志码：A
doi ：10．3969/j．issn．1000-1379．2013．12．001
中图分类号：TV853；TV882．1
Possibility for Meandering ＲeachModification of the Lower Yellow Ｒiver
HAN Qi-wei
(China Institute of Water Ｒesourcesand Hydropower Ｒesearch，Beijing 100048，China )
Abstract :Based on the theory of fluvial process and experience of sedimentation engineering the four conditions for forming meandering reach was analyzed firstly in this paper ，those were :aggradations of river reach ; large slope ; wide and shallow cross section with small difference of height be-tween bank and channel ; and large variation of flow discharge caused by flush flood and fall．According to the measured data from 1960to 1964at the reach from Tiexie to Peiyu downstream of Sanmenxia Ｒeservoirat the Yellow Ｒiverthe meandering reach was disappeared．Moreover some local meandering braided reach downstream the Danjiangkou Ｒeservoirat the Hanjiang Ｒiverhad the tendency to turn to single river channel．In order to including constructing change the meandering pattern of large scale reach of the Yellow Ｒiverthe paper presented the main measures to be adopted ，
the Guxian Ｒeservoirand Qikou Ｒeservoirto complete engineering projects for control flow and sediment discharge ; regulating flow and sediment discharge in a large scale to keep the downstream river reach out of deposition and avoiding the flush flood and fall ; decreasing slope to keep the section narrow and deep ，enlarging the difference between bank and channel and stabilizing the main channel．In addition to the other methods the meandering pattern of lower Yellow Ｒivermight die away．In the end the paper also pointed out the difficulty for eliminating meandering pattern．Key words :regulation of flow and sediment discharge ; bank-full discharge ; river course modification ; meandering reach ; Lower Yellow Ｒiver
1人工干预下黄河河南段目前已不是典型的游荡型河段
黄河下游河道历史上是典型的游荡型河段，对应的是防洪
大量修建、控导工程河势控制能力的加强，加之洪峰减少和减小，滩地淤沙几率减小，冲淤基本上发生在主槽，致使冲刷时水深加大，淤积时河底抬高。如小浪底水库运用前的1985—1999年，主槽淤积量占总淤积量的73%，同时出现了二级悬河。上述情况告诉人们，目前黄河下游上段已是控制条件下的游荡型河道，原有的河道特性中，有的尚具备，而有的已消失；其次，表明人为干预和治理游荡型河道会有副作用，如何尽可能减轻其副作用，是必须要加以注意的。
08-20收稿日期：2013-作者简介：韩其为(1933—)，男，湖北松滋人，高级工程师(教授级) ，中国工程院院士，主要从事泥沙运动基本理论、水库淤积、河床演变、江湖防洪等研究工作。E-mail ：wangch@iwhr．com
“宽河固堤”。“宽河固堤”方面的方略对堆积性河道特别是游荡型河道有很大好处，而且也是必须的。游荡型河道的滩地不仅能行洪淤沙，而且能和主槽进行水沙交换，减缓河槽的抬高速度，减慢（一级）悬河的产生。游荡型河道没有固有的滩地，河槽往往是多汊不停摆动，堵塞旧的汊道，开辟新的汊道，大水时也可冲毁滩地，发生滩槽交换。河道整治工程的逐步修建，限制了横河、斜河和滚河的产生，对防洪发挥了巨大作用，同时使河床摆动受到了限制，开始出现（一级）悬河。随着生产堤的
槽差加大，水流无法越出主槽，主流稳定。④由于当时三门峡水库泄洪能力较低，因此下泄洪峰较为稳定。这表明，只要游荡河型的4个条件能一并改变，河型就可能改变。当然这个例
如果是长河段，那么就不是那么容易，不子是对短河段来说的，
能像所述的例子一样完全由水库运用来自然形成。首先针对
消除游荡性的4个特性，必须从理论上深入研究其可能性；其次除上游水库工程外，还必须加以人工干预，特别是在河道。
2
从更高的要求出发，黄河河道能否得到根本
改造？能否改造为非游荡型河道？
游荡河型具备4个条件：堆积性；坡降大；河道宽浅，滩槽
洪水暴涨暴落。①堆积性是游荡型河道的差小；流量变幅大，
基本特点，也是堵塞旧支汊、开辟新支汊的条件。堆积性会导致河床水面不断抬高，形成防洪的一个死结。②坡降大是冲刷摆动的动力。以天然中细沙河道为例，要达到冲淤基本平衡，平均流速一般为2．5 3．0m /s，否则冲刷强烈，河槽难以稳定。Q =6000m /s、而按曼宁公式，河宽就会很大，若J =0．02%、v =2．5m /s、n =0．01（J 为比降，Q 为流量，v 为流速，n 为糙q =5．88m 2/s（h 为水深，q 为单宽流量），率），则h =2．35m ，河河相系数为13．6。可见坡降大，河流必然宽浅，宽为1021m ，
这为河流的游荡创造了条件。尚需说明的是，此处及以下，在原因是在调水调沙条件下，黄分析中平滩流量暂取6000m /s，
3
河下游丰水年第二造床流量可取7000m /s，枯水年可取25003m 3/s。考虑适当冲刷，平滩流量可控制在8000 4000m /s，3
故采用平滩流量平均值6000m /s。③滩槽差小，则使得河道
3
3
3通过调水调沙可以控制黄河下游不淤
3
黄河调水调沙使下游的平滩流量由2002年的2000m /s
3
增至2008年的4000m /s，考虑到冲刷，近年花园口平滩流量
33
已达6500m /s，利津已达4600m /s。这是治河史上的创举，
是历史上和全世界都没有过的，从技术上已将水库对下游河道的减淤效益升华为改善河道的动力。调水调沙是针对黄河的———“水少、，主要弊端沙多，水沙不搭配”制造较为稳定、恰当加大冲刷，扩大并且使河槽均匀化，同时还减少了冲河的洪峰，
3
南、淤山东的流量800 2000m /s发生，所以有人将调水调沙
“人造洪峰”简称为是不确切的。调水调沙既符合大水出好河
既容易造滩，又可能切滩，以致支汊摆动甚至主槽改很不稳定，
道。④流量变幅大，暴涨暴落，使流路、流向变化大，河势游荡黄河河南段就是典型的游荡型河道。性加强，
那么，游荡型河道能否改变？在水库下游河道遭受冲刷的丹江口水库下游汉江的不少游荡型分汊河段已转为单条件下，一河道
［1］
也实践了对水沙过程的科学干预。需要特别强调的的经验，
调水调沙还有巨大潜力：①从1999年至2006年资料看，小是，
3
浪底水库年均出库流量为800 2000m /s的天数有60d ，水3量为59．7亿m ，可见中等流量次数减少得不够。②从1960年
3
至1996年的377次洪峰资料看，利津站水量为6721亿m （日3
平均流量为2460m /s），占37a 总水量的46．6%；来沙量为
；三门峡水库运用初期，冲刷强烈的铁谢—裴峪河段
［2］
的河型也发生过改变，后者于1961—1963年已由游荡型河道初步改变为顺直分汊型河道（图1）
。原因是：①当时系三门
峡水库运用初期，河道已由堆积性变为侵蚀性。②
该段坡降已
245亿t （平均含沙量为36．3kg /m3），占总沙量的63．2%，此时黄河不仅未淤，而且冲刷了3．58亿t ，这表明46．6%的水可以74%的水即可排走全部来沙。排走63．2%的沙。据此计算，
2］75%的水（表1）即可③据文献［计算（表1），利用以往资料，1965—排走利津的全部来沙。至于花园口，仅1950—1959年、
1973年，75%的水尚不足以排走全部来沙，但是将75%的水加大到85% 88%时，花园口也能排走全部来沙。当然，要想通过调水调沙做到黄河下游不淤，还必须依靠黄河水沙调控体系建设，如古贤、碛口水库建成（至少有一个建成）。此外，拦沙、放淤等减沙措施适当配合，会使不淤的保证率更高。尚需指出通过调水调沙，黄河下游游荡型河道暴涨暴落的特性实的是，
际已消除。
表1
时段1950—19591965—19731974—19801981—19851986—19991950—1959+1965—19991999－11—2006－10
75%水量可调沙量与实际输沙量的比较花园口站
利津站
可输送沙量/亿t 12．1110．569．2810．694．088．71
年平均水年平均沙可输送沙年平均水年平均沙量/亿m 3量/亿t 量/亿t 量/亿m 3量/亿t [***********]222
14．2413．8210．109．006．8310．623．98
12．5311．8312．2014．087．7211．026．21
[***********]
12．2110．668．408．813．988．37
图1铁谢—裴峪河段河型的转化
3
发生了很大变化。当流量为3000m /s时，河宽由1870m 减
为1100m ，水深由0．78m 增至1．98m ，若糙率按冲刷前0．010、冲刷后0．012计算，则冲刷后流速由2．06m /s减至1．38m /s，坡降由0．0501%降至0．0174%，河相系数由55．4减小至16．8。③由于河道冲刷强烈，因此在上述期间内铁谢河道河裴峪河道河床冲刷下降了1．72m ，使滩床冲刷下降了2．36m ，
4减缓坡降的问题
要消灭游荡性，必须减小坡降（或者加大糙率），这与断面
形态特别是减小河宽密切联系。实际上减小多余的坡降、加大缩窄断面是密切联系的。此处将减缓坡降及加大滩槽滩槽差、
差联系起来讨论。比如人们希望平均水深4．7m （最大水深约Q =6000m /s、J =则当n =0．01、为平均水深的1．4倍），
0．02%时，流速可达3．97m /s，河宽为322m （表2中3号数据）就足够了。但是若将流速限制为2．50m /s，水深、糙率不变，则坡降只需0．0079%（见表2中4号数据），有很大的富余。所述例子表明，缩窄河宽会加大滩槽差，有利于稳定主槽，从根本流速就会很大，河道难以承受。上减少游荡性。但是缩窄过多，
表2中列出了不同断面尺寸条件下有关水力因素，同时给出了单宽流量与总流量；总流量可以随宽度的不同而求出来。可见各种尺寸变化很大。
表2
不同断面尺寸条件下有关水力因素
单宽流量/流量/河宽/河相3
糙率v /h
（m 2·s －1）（m 3·s －1）m 系数
3．495．8818．711．84．9813．747．6511．566．768．09
[***********][***********]6000
178625．205．35102113．606．[***********]42
3．8213．534．813．324．565．909．335．535．525．338．795．73
编流速/坡降/水深/
m 号（m ·s －1）%[1**********]
2．002．503．972．502．003．002．552．802．502．61
3
平均流速为3．55m /s（漫滩后主槽糙率由0．013增至0．014），
23
单宽流量为23．3m /s，过流能力为10670m /s；若滩上平均水
深为1．5m ，糙率为0．044，则滩上流速为0．421m /s，单宽流量
23为0．632m /s，滩宽3542m ，故滩上流量为2239m /s，总过流3
则当漫滩水深为2m 能力为12910m /s。若按7号断面尺寸，
3
时，主槽流速为2．95m /s，流量为11580m /s，滩上流量为32032m 3/s，而总流量为13610m /s。两者总流量相差700
6号断面主槽流m 3/s，可见宽断面漫滩后过流能力更大。但是，
3速达到3．55m /s，看来过大。另一方面，由于小于6000m /s3的流量过程很多，甚至500m /s以下流量过程也有不少，在主
这符合自然河道属性，因此主槽太窄槽内也会有滩地（嫩滩），
了也不行。主槽稍宽一些既可加大漫滩时的主槽流量，又可为滩地留有余地。为此，似应考虑800m 左右主槽宽。
0．02001．680．01000．02002．350．01000．02004．700．01000．00794．700．01000．02002．490．01300．02004．580．01300．02003．000．01150．02004．130．01300．02002．710．01100．02003．100．0115
5黄河下游河道游荡性消除后，河道会大变样
如果黄河游荡型河段能整治为河床不抬高、游荡性消失、
高滩深槽、主槽稳定的河道，那么将对防洪、解放滩地、治河等带来一系列的深刻变化及无法估量的效益，大体有下述几点。
（1）河床不抬高，就不存在随着淤积而加高大堤，解开了河道堆积与防洪的死结。
（2）按多年平均水文系列，在调水调沙条件下能形成稳定
3的河槽，平滩流量应能达到6000m /s。
120514．903．21
88610．805．76
（3）当滩槽宽为4000m 、水深超过平滩高程2m 时，滩槽
3
总过流能力可达13000m /s左右，超过这个标准可破4000m
3从表2中可以看出，若希望流速控制在3．00m /s以下，号的断面形态不行；若希望窄深断面的平均水深不小于4．0m （最大水深为5．6m ），2、5、7、9及10号的断面形态则表2中1、均不满足。另一方面，断面形态还影响挟沙能力，即
v
的大小。h
3
外新堤，全滩区淹没。考虑上游水库调洪作用，则破堤的可能性很小。
3
（4）在条件（3）的情况下，按平滩流量6000m /s计算，滩
3
1］分析，根据文献［当Q =4000m /s时，分析历史资料表明，
上上水时间已很短，而在上游水库运用下，破新防洪堤的可能“窄河固堤”，性更小，几乎接近于0。此时实际已实现了当然原大堤仍然作为遥堤保留。
（5）按6000m 3/s平滩流量，平均水深4m 以上，深泓水深6m 以上，实际已形成高滩深槽，河槽稳定并且不抬高。
（6）在平滩流量6000m 3/s条件下，一般年份滩地不上水，上水后破新防洪堤的几率更小，可以基本解放滩区防洪，大大减少淹没，具有巨大的防洪效益。再辅以滩区安全措施，从而能解决滩区受洪灾之苦。
（7）此时控导工程主要转为护岸工程。
v 3v 3
=5．32，=5．89［1］。对游花园口—高村的艾山—利津的h h v 3
5号的断面形荡型河段，暂取＞5．32。从表2可以看出4号、
h 剩余坡降如何消耗？表2中n =0．01相当态不能满足。此外，
于按0．02%的坡降输水。当n ＞0．01时，表示阻力增大，抵消J =0．02%，了部分剩余落差。如6号的资料n =0．013，相当于v 、h 不变时n =0．010、J =0．0118%时的流动状态。可见，由于阻力加大，因此消耗了多余的0．0082%的坡降。当然，这一部分多余的坡降若能恰好消耗在整治工程上最好，否则应按整治工程消耗后的坡降计算水流实际坡降。从上述三点（h ≥4m ，v 3
v ≤3．0m /s≥5．32）要求考虑，8号断面形态是可以可能6、
h v ≤2．6m /s考虑，10考虑的。另一方面，若按h ≥3．0m 、则7、号断面均合适。这4个断面河宽的范围为458 784m 。
3
尚需指出的是，上述断面形态是按流量为6000m /s计算
6消除河道游荡性存在的困难
（1）河型改变后，如何才能消耗多余的坡降，即增加阻力损
失。否则，若仍按0．02%的坡降和n =0．01的糙率，则不是河2宽太窄（如表2中的3号数据），就是水深太小（如表2中的1、号数据）。若能消耗多余坡降ΔJ =J －J 0=J 1－
则河[()]，
n 0
n
2
的，而实际上流量是一个变化过程，有时大于6000m /s，其余
3
大都是小于6000m /s的。此时断面稍宽有其好处，大水时可
3
宽会相对大些，水深也会大些，其中：J =0．02%；J 0为多余坡降J 0=消耗后的坡降，
提高主槽过流能力，同时主槽流速又不过大；小水时给嫩滩留若漫滩水深为2．0m ，则按6号断面尺寸，主槽有位置。例如，
()J ；n =0．01，
n 0
n
2
（下转第7页）
时洪水位测量、水情预报等防汛决策支持提供了统一的1985国家高程基准，也为每年一度的黄河调水调沙结果分析提供了精确的高程成果。
（4）为流域内重点工程建设提供了统一的高程成果。近年“锦州—郑州成品油管道黄河穿越工程”、“中原油田—开来为
”、“南水北调中线穿黄”、“京封—薛店调峰管道穿越黄河工程
”、“石武客专黄河特大桥”、“赵口引黄灌港澳高速黄河特大桥
”、“三义寨引黄灌溉工程”、“南水北调中线移民”、“郑溉工程
东新区三等水准网”等国家或地方大中型项目的勘测设计提供了可靠的测绘基准。
4结语
截至目前，除禹门口以上部分高程系统正在实施外，禹门口以下黄河流域重点区域的高程统一工作已经完成，并在黄河治理开发的各项工作中发挥了重要作用。
（1）为黄河的规划与治理提供了测绘保障。黄河流域综合“维持黄河健康生命，规划（2012—2030年）提出了谋求黄河长治久安，支撑流域经济社会可持续发展”的目标，最终实现人水围绕黄河流域综合规划目标开展的“黄和谐。本项目实施后，
”、“沁河下游河道治理工程可河下游近期防洪工程可行性研究
”、“伊洛河中下游防洪治理总体规划”、“黄河潼关至行性研究
”、“金堤河干流河道三门峡大坝河段治理续建工程可行性研究
治理工程”等项目均采用了高程系统统一后的高程成果。
（2）为水行政管理提供了决策支持。项目投入使用以来，已经广泛应用于黄河流域重点区域的省、市、县级的水行政管理部门，为其日常工作的顺利开展打下了坚实的技术基础，社会效益非常显著。
（3）为黄河中下游防汛工作提供了测绘基础资料。项目成果投入使用后，水位测量的高程系统得到了统一，防汛指挥部门取得了洪水的实时、准确的洪峰水位；为每年汛前讯后的淤积断面测验、滩区地形测绘、水文测验、防洪工程高程测量、实
参考文献：
［1］葛腾，1999，21（11）：马瑞锋．黄河流域高程基准面亟待统一［J ］．人民黄河，
15－16．
［2］成亚宣．国家三期一等水准测量布设水准点方法的探讨［J ］．测绘科学，
2001（1）：33－34．
［3］中华人民共和国质量监督检验检疫总局，国家标准化管理委员会．GB /T
2006．12897—2006国家一、二等水准测量规范［S ］．北京：中国标准出版社，［4］中华人民共和国质量监督检验检疫总局，国家标准化管理委员会．GB /T
2009．12898—2009国家三、四等水准测量规范［S ］．北京：中国标准出版社，
【责任编辑翟戌亮】
櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂
（上接第3页）为游荡型河道天然条件下的糙率，n 0为将多余n 0=0．013。可见，若n =0．013，由此得到坡降消耗后的糙率，
J 0=0．0118%，增加阻力消耗的坡降为0．0082%。
（2）在改造黄河下游游荡型河段时会发生较多冲刷，此时必须避免发生冲河南、淤山东的情况。为此，调水调沙的流量
3
不应小于3000m /s。
不必再行洪，只宜分洪，行洪对耕地破坏较大。为此，两堤间大片滩地可修一些围垸控制分洪。
后记:本文属于一种思考，当然这种思考也是在河床演变理论及实际经验基础上进行的。笔者认为目前我国河床演变理论及治河实践已有良好基础，对黄河河道进行进一步改造是有可能的。我们思路应该开阔，应该创新。其实我国在工程泥沙与河道治理方面有两个重大创举:水库长期使用(蓄清排浑) 与调水调沙，它们才是真正的国际领先，我们应受此鼓舞。
（3）从泄洪安全出发，洪水河槽不能太窄，河宽要比表2中否则不仅河岸遭冲刷，而且漫滩后增加的流量较的数据稍大，
小。但是，河宽过大又会变为宽浅河道，如何才能将断面改造为窄深？
（4）河道改造后成为窄深河道，控导工程不能再修到河槽中，只能修在高滩深槽的滩边，即转为护岸工程。
（5）新、老防洪大堤之间不宜再刻意考虑行洪。因为在4000m 宽度内，再将水深加大到平滩高程以上3m （平均滩面
3
水深约2．5m ），则过流能力可接近或超过20000m /s。滩地
参考文献：
［1］韩其为，童中均．丹江口水库下游汉江河床演变特点及其机理［G ］∥汉江
丹江口水库下游河床演变分析文集．武汉：长江流域规划办公室水文局，1982：17－39．
［2］韩其为．黄河泥沙若干理论问题研究［M ］．郑州：黄河水利出版社，2010．
【责任编辑翟戌亮】