黃河現(xiàn)行入海清水溝流路十大標(biāo)志性事件概略

王開榮，吳 漫，杜小康，謝衛(wèi)明

（1.黃河水利科學(xué)研究院水利部黃河泥沙重點實驗室，450003，鄭州；2.鄭州大學(xué)歷史學(xué)院，450001，鄭州）

一、黃河入海流路演變概述

淤積、延伸、擺動、改道是黃河河口在一定水沙條件下的自然演變規(guī)律。1855—1976年，黃河入海尾閭流路歷經(jīng)10次改道過程，平均每10年改道1次。目前，黃河現(xiàn)行入海流路系清水溝流路，該流路始用于1976年5月，目前仍在運(yùn)用之中，行河年限已超過42年，是自1855年以來行河歷時最長的流路。據(jù)不完全統(tǒng)計，1976年5月—2017年12月，黃河現(xiàn)行入海流路累計來水8 140億m3，來沙159.3 億 t，造陸面積近 690 km2，改道點（漁洼）以下流路長度在1996年曾一度達(dá)到65 km左右。

相關(guān)研究表明，1976年 5月至今，黃河河口現(xiàn)行清水溝流路大體經(jīng)歷了4個不同的演變發(fā)展階段，分別是：主流擺動不定、河型游蕩散亂的初期階段 （1976年 5月—1981年 6月），河槽單一窄深、口門相對穩(wěn)定的中期階段 （1981年6月—1985年10月），演變強(qiáng)度趨緩、沙嘴逐漸凸出的后期階段 （1985年10月—1996年7月），以及清8人工汊河的發(fā)育階段（1996年7月至今）。上述4個不同演變發(fā)展階段的形成，是河口來水來沙、邊界條件、海洋動力以及人工干預(yù)等多重因子共同作用的結(jié)果。而在現(xiàn)行清水溝流路的演變發(fā)展過程中，貫穿著諸多影響或者表征其演變發(fā)展進(jìn)程的重大事件，這些重大事件在一定程度上決定了流路演變發(fā)展的方向和趨勢。鑒于此，本文全面分析過去40余年在現(xiàn)行清水溝流路發(fā)生的諸多事件，從中凝練概括出黃河現(xiàn)行入海清水溝流路上發(fā)生的十大標(biāo)志性事件，以期人們能夠從中進(jìn)一步加深對黃河河口的認(rèn)知。

二、十大標(biāo)志性事件

1.改道清水溝流路

1976年5月，黃河入海流路由刁口河流路改道清水溝流路，這是為適應(yīng)當(dāng)時河口地區(qū)的防洪形勢而實施的有計劃的工程舉措。在此之前，1964年1月1日，黃河入海流路因凌汛原因由神仙溝改道刁口河，至1972年6月，河口累計來沙量已達(dá)101.3億 t，流路長度累計延伸 30 km，河口沙嘴已突出兩側(cè)平均海岸線約19 km，主河槽彎曲率亦達(dá)到1.1左右，并開始出現(xiàn)陡彎。由于河槽的淤積抬高，其主槽平均高程已高出兩側(cè)灘地1～2 m，再加上河彎彎頂附近串溝發(fā)展很快，進(jìn)而導(dǎo)致了1972年7月、9月和1974年10月的連續(xù)3次出汊，且出汊點明顯不斷上提，見圖1。至1975年，一號壩、羅家屋子水位站3 000m3/s水位已較1969年的9.71 m、7.74 m分別上升了1.16 m、0.95 m。依據(jù)水位的發(fā)展趨勢預(yù)測，尾閭或?qū)⑦M(jìn)一步在羅7斷面 （位于利津水位站以下約74.66 km）附近出汊。鑒于當(dāng)時黃河河口河段出現(xiàn)的泄洪排沙能力降低、水位壅高的發(fā)展態(tài)勢及其對防洪、防凌安全構(gòu)成的嚴(yán)重威脅，黃河水利委員會（下稱“黃委會”）提出了使用清水溝作為新入海流路的方案，并經(jīng)原國家計委、原國家水電部批準(zhǔn)，于1976年汛前進(jìn)行了有計劃的人工截流改道清水溝工程，從而結(jié)束了刁口河流路的行河歷程，開始了清水溝流路的行河過程。

2.尾閭河道發(fā)生取直擺動，流路演變出現(xiàn)重大轉(zhuǎn)折

清水溝流路自1976年5月開始運(yùn)用，至1979年9月，其演變特征突出表現(xiàn)為水流散亂、河槽寬淺，主流不定，系游蕩型河道，且河口來沙主要沉淤在陸上，輸往外海的泥沙比例一般不足1/4。1979年9月16日—24日，黃河河口發(fā)生第6次洪峰過程，日均流量均超過2 000 m3/s，清4斷面以下尾閭河道在前期淤積造床的基礎(chǔ)上，選擇最小阻力路線由北向南發(fā)生擺動，南北最大擺動距離約23 km，并導(dǎo)致清水溝流路布設(shè)的清5斷面僅在1979年5月和1980年4月共實施2次觀測后即宣告廢棄，見圖2。1979年9月發(fā)生的大流量趨直擺動是黃河河口現(xiàn)行入海流路歷史上具有重要轉(zhuǎn)折意義的標(biāo)志性事件，自此以后至1981年汛前，河口流路進(jìn)入了由初期向中期發(fā)展的過渡階段，河槽亦由散亂寬淺逐步向穩(wěn)定窄深發(fā)展，而且水位開始呈現(xiàn)持續(xù)性下降態(tài)勢。其中，1981年一號壩、西河口水位站的3 000 m3/s水位較1979年分別下降了1.10 m、1.24 m。

圖1 1967—1976年黃河河口流路行水格局示意圖

圖2 黃河河口清水溝流路1976—1992年河勢變化示意圖

3.河口堤防設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)提高

在1976年改道清水溝之前，黃河河口堤防的工程標(biāo)準(zhǔn)按西河口（二）水位站10 000 m3/s水位10 m（大沽高程）設(shè)計。西河口（二）水位站系目前黃河流域最下游的水位站，距小浪底水庫大壩約812.2 km，位于黃河河口控制性水文站即利津站下游約47.93 km，下距入?？陂T的距離則隨流路長度的伸縮變化而大小不一，改道初期1976年最短，約27 km，1996年最長，約65.2 km。1992年，原國家計委正式批復(fù)《黃河入海流路規(guī)劃報告》，明確了“當(dāng)西河口(二)水位站水位達(dá)12 m時，再根據(jù)當(dāng)時河道狀況及油田開發(fā)需要決定改走北汊1或抬高西河口水位繼續(xù)走現(xiàn)行河道”。相關(guān)研究表明：在河口堤防設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)提高2 m的情況下，現(xiàn)行清水溝流路在濱海區(qū)的容沙體積至少要增加100億m3以上（若按干容重1.4 t/m3計算，約合140億t），如果河口每年的來沙量按 1950—2017年的年均值 6.703億t計算，可使清水溝流路至少多行河20余年。需要特別指出的是，西河口（二）水位站作為一個控制節(jié)點，如果其水位在流量10 000 m3/s下超過12 m，為確保防洪安全，就必須要對其上游相當(dāng)長的一段堤防重新加高加固。但加高黃河堤防絕非治河上策，堤防越高，風(fēng)險和影響范圍也越大。因此，西河口水位問題是一個牽一發(fā)而動全身的重大問題，決不可等閑視之。此外，鑒于2007年10月原西河口（二）水位站下移4.3 km并更名為西河口（三）水位站，今后凡涉及西河口水位乃至河口堤防設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)問題時，應(yīng)注意對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。

4.清8改汊工程

利用黃河泥沙淤灘造陸，變?yōu)I海區(qū)海上石油開采為陸上石油開采，是勝利油田濱海區(qū)油氣開發(fā)的發(fā)展戰(zhàn)略之一。在清8改汊工程預(yù)行河海域發(fā)現(xiàn)儲量2億多t新灘墾東油藏情況下，勝利石油管理局提出了適當(dāng)調(diào)整清水溝流路入?？陂T并利用黃河泥沙淤海造陸的要求，據(jù)此，清8改汊工程被提上議事日程。1995年，清8改汊工程實施方案經(jīng)山東黃河河務(wù)局詳細(xì)論證并報請黃委會批準(zhǔn)后，于1996年汛前實施，見圖3。清8改汊工程的實施使得黃河入海流程較原河道縮短16.6 km，由此引發(fā)的河口河段溯源沖刷影響范圍直達(dá)西河口(二)水位站以上50 km。在其汊河開始行水的7月中旬至9月中旬的2個月時間內(nèi)，利津以下至西河口河段全面發(fā)生沖刷，沖刷量達(dá)2 270萬m3；同年汛后，利津、一號壩、西河口、丁字路口四站2 000 m3/s流量水位較1995年10月分別下降了0.33m、0.47m、0.61m、0.97 m。顯然，該沖刷明顯表現(xiàn)出上小下大的溯源沖刷性質(zhì)。

5.河口演變與治理研究取得重要進(jìn)展

20世紀(jì)80年代以來，黃河河口的演變與治理問題日益受到重視。1992年7月，國家“八五”科技攻關(guān)項目專題“黃河口演變規(guī)律與整治研究（編號85-926-02-03）”正式啟動，來自中國水利水電科學(xué)研究院、黃河水利科學(xué)研究院、山東黃河河務(wù)局、中國科學(xué)院海洋研究所等6家單位的30余名科研人員參與了該專題的研究工作。在近3年半的時間里，專題組成員在研究任務(wù)難度大、實測資料極度匱乏的情況下，經(jīng)過不懈努力和刻苦鉆研，在黃河口近期演變規(guī)律與發(fā)展趨勢、黃河口平面二維潮流、泥沙數(shù)學(xué)模型建立及其應(yīng)用、河口淤積延伸及其影響、進(jìn)一步延長清水溝行水年限、黃河口未來流路安排、河口整治方向及整治措施、攔門沙演變的影響因素與演變機(jī)理、攔門沙近期演變特征及演變模型、黃河口口門段溝汊形成機(jī)制、利用海洋動力治理黃河口攔門沙、清水溝流路穩(wěn)定性分析等方面均取得了重要進(jìn)展，并為此后一段時期內(nèi)黃河河口的綜合治理和流路規(guī)劃提供了強(qiáng)有力的科技支撐。該專題研究成果于1997年經(jīng)科技主管部門鑒定，總體水平達(dá)到國際領(lǐng)先水平，并分獲1997年水利部科技進(jìn)步一等獎、1998年國家科技進(jìn)步二等獎。

圖3 1996年黃河河口清8改汊工程示意圖

6.小浪底水庫的建成運(yùn)用及其調(diào)水調(diào)沙

入海水沙條件是影響河口流路演變最為重要的控制因素之一，而小浪底水庫對河口的主要影響則在于其大量攔蓄了入海泥沙。據(jù)不完全統(tǒng)計，自1999年9月開始蓄水運(yùn)用至2017年年底約18年的時間內(nèi)，小浪底水庫的入庫沙量為49.39億t，出庫沙量為10.38億t，攔蓄泥沙數(shù)量達(dá)39.01億t。若按進(jìn)入黃河下游的泥沙有 73%（1950—2000年實際統(tǒng)計比例）輸送至河口地區(qū)計算，河口河段在此期間來沙數(shù)量減少約28.48億t。依據(jù)河口來沙量—流路河長—水位間的相關(guān)關(guān)系式，可得出：在河口來沙數(shù)量減少28.48億t的情況下，西河口3 000 m3/s水位的升高幅度將削減至1.0 m左右。與此同時，隨著2002年7月小浪底水庫開始調(diào)水調(diào)沙，入海水沙組合條件和特性亦發(fā)生了不同程度的變化，使得河口河段普遍發(fā)生沖刷。2013年，利津、一號壩、西河口三站3 000 m3/s水位分別較2001年下降了 1.30 m、1.08 m、0.99 m。需要注意的是，黃河河口河道的沖刷并不單純受制于來水來沙條件，而是與水沙條件、河道邊界條件及其侵蝕基準(zhǔn)面變化三者的綜合作用密切相關(guān)。

7.河口物理模型建設(shè)啟動

開展河口治理研究，物理模型試驗是不可缺少的技術(shù)手段和途徑。2001年，黃河水利科學(xué)研究院在充分調(diào)研國內(nèi)典型河口物理模型研究現(xiàn)狀及技術(shù)進(jìn)展的基礎(chǔ)上，編寫了《黃河河口物理模型關(guān)鍵技術(shù)前期研究》報告，該報告主要圍繞黃河河口動床物理模型的構(gòu)成和設(shè)計進(jìn)行了初步設(shè)計和研究，包括模型規(guī)模、模型比尺、測控系統(tǒng)等內(nèi)容。與此同時，2001年10月至2003年年初，黃委會組織開展了《模型黃河工程建設(shè)規(guī)劃》的編制工作，并于2003年11月得到水利部正式批復(fù)?！赌Ｐ忘S河工程建設(shè)規(guī)劃》首次明確了黃河河口模型的規(guī)模和基本比尺，其中，河口模型的模擬范圍東西長140 km，南北寬125 km，涉及原型區(qū)域面積為17 728 km2，平面比尺為 600，垂直比尺為 50～60。2004年9月，水利部對《黃河口實體模型基地建設(shè)工程規(guī)劃》予以正式批復(fù)；2005年初，山東省發(fā)改委對《黃河口模型試驗基地工程建設(shè)可行性研究報告》（以模型廳為主）給予批復(fù)；2005年9月，水利部對《黃河口模型建設(shè)項目建議書》進(jìn)行批復(fù)，同期黃委會設(shè)計公司完成模型試驗廳初步設(shè)計。推薦方案的模型廳建筑面積為45 333 m2，包括河道廳和海域廳兩部分，其中河道廳2 800 m2，平面呈矩形，跨度 24 m；海域廳 42 533 m2，平面呈扇環(huán)形，圓心夾角98°，內(nèi)圓弧長144 m，外圓弧長 400 m，跨度 148 m。2006年11月，河口模型試驗廳建設(shè)工程開工，并于2011年6月正式完工。2014年11月—2015年4月，包括模型制作、回水渠建設(shè)、供水加沙系統(tǒng)、地形整理建設(shè)等的模型制作工程完成。在此期間，2007年7月至2010年12月，黃科院還依托水利部重大項目，開展了黃河口模型制作關(guān)鍵技術(shù)研究，主要研究內(nèi)容包括模型沙選擇及基本特性研究、黃河口模型相似律研究、生潮技術(shù)研究和進(jìn)口含沙量自動控制技術(shù)研究等。

8.黃河河口管理辦法頒布

為加強(qiáng)黃河河口管理，保障黃河防洪、防凌安全，促進(jìn)黃河河口地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展，2004年10月，水利部根據(jù) 《中華人民共和國水法》《中華人民共和國防洪法》和《中華人民共和國河道管理條例》等法律、法規(guī)，制定并審議通過了《黃河河口管理辦法》，并決定自2005年1月1日起開始施行。該《辦法》是國內(nèi)首個由國務(wù)院水行政主管部門頒布的關(guān)于河口的管理辦法，在黃河河口的治理進(jìn)程中具有重要現(xiàn)實指導(dǎo)意義?！掇k法》共有八章三十一條，主要就河口規(guī)劃、入海河道管理范圍的劃定、入海河道的保護(hù)、河道整治與建設(shè)、工程管理與維護(hù)等方面作出了明確規(guī)定和要求。其中，《辦法》進(jìn)一步明確了黃河河口的管理范圍：以山東省東營市墾利縣寧海為頂點，北起徒駭河口，南至支脈溝河口之間的扇形地域以及劃定的容沙區(qū)范圍；黃河入海河道是指清水溝河道、刁口河故道以及黃河河口綜合治理規(guī)劃或者黃河入海流路規(guī)劃確定的其他以備復(fù)用的黃河故道。《辦法》還就有堤防的黃河入海河道管理范圍、無堤防的黃河入海河道管理范圍、其他以備復(fù)用的黃河故道管理范圍作出了具體規(guī)定。

9.河口生態(tài)調(diào)水暨刁口河流路恢復(fù)過水試驗

從1999年開始，國家正式授權(quán)黃委會對黃河水資源實行全流域統(tǒng)一管理和水量統(tǒng)一調(diào)度。2009年7月，黃委會提出“啟用刁口河流路，實施生態(tài)調(diào)水”戰(zhàn)略，決定于2010年結(jié)合汛前黃河調(diào)水調(diào)沙，開展“黃河三角洲生態(tài)調(diào)水暨刁口河流路恢復(fù)過水試驗”，以改善和恢復(fù)河口三角洲生態(tài)系統(tǒng)，逐步恢復(fù)刁口河流路輸水輸沙功能，探索入海流路淤積延伸與海岸蝕退達(dá)到平衡的措施和途徑，實現(xiàn)黃河三角洲刁口河流路尾閭自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境改善和刁口河流路全線過水兩大目標(biāo)。按照計劃安排，2010年年初，山東黃河勘測設(shè)計研究院編制完成了《刁口河流路生態(tài)調(diào)水工程實施方案》；2010年6月10日，實驗工程施工完成；6月24日，黃河三角洲生態(tài)調(diào)水暨刁口河流路恢復(fù)過水試驗正式啟動，崔家控導(dǎo)工程節(jié)制閘開閘放水；6月29日左右，水頭到達(dá)河道測量樁號52公里即油田生產(chǎn)路泄水閘；6月30日，油田生產(chǎn)路泄水閘閘門開啟，至此，刁口河備用流路實現(xiàn)了全線過水。這次生態(tài)調(diào)水暨刁口河流路恢復(fù)過水試驗分為兩個階段，分別是6月24日—7月9日崔家節(jié)制閘自流過水階段和7月17日—8月5日崔家揚(yáng)水船泵站提水階段，兩階段共歷時36天，累計引提水3 620 萬 m3，引沙 20.81萬 t。本次試驗落實了《黃河流域綜合規(guī)劃》，使黃河入海的最優(yōu)先備用流路即刁口河流路的輸水輸沙功能逐步恢復(fù)和維持，具有重大的實踐意義。

10.“黃河口演變與流路穩(wěn)定綜合治理研究”被納入國家重大研發(fā)計劃

黃河河口地處河流和海洋交互作用區(qū)域，是世界上最復(fù)雜、最難治理的河口之一。人民治黃以來，盡管關(guān)于黃河河口的研究取得了較大進(jìn)展，但其演變的內(nèi)在規(guī)律和穩(wěn)定機(jī)制仍未被系統(tǒng)全面地認(rèn)識和把握，同時，科技支撐的作用依然比較薄弱。為此，2017年，在充分考慮黃河河口現(xiàn)狀及其治理開發(fā)生產(chǎn)實踐要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合未來河口海岸學(xué)科發(fā)展的重大需求，“黃河口演變與流路穩(wěn)定綜合治理研究（編號 2017YFC05500）”被正式納入國家重大研發(fā)計劃項目。該項目研究年限為2017年7月至2020年12月，主要研究內(nèi)容包括黃河口尾閭分汊的孕育過程及觸發(fā)機(jī)制、黃河口流路演變過程的動力機(jī)制及流路穩(wěn)定的指標(biāo)體系、黃河三角洲海岸演變過程與動力機(jī)制、黃河口演變的多時空尺度混合模擬技術(shù)、清水溝流路水沙通量配置技術(shù)與示范、穩(wěn)定百年的黃河口入海流路方案與治理措施等6個課題研究任務(wù)，由黃河水利科學(xué)研究院、中國水利水電科學(xué)研究院、華東師范大學(xué)河口海岸學(xué)國家重點實驗室、中國海洋大學(xué)、黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司、南京水利科學(xué)研究院、中科院地理與資源研究所、武漢大學(xué)、浙江大學(xué)、黃河河口管理局等多家科研院所、大專院校和事業(yè)單位聯(lián)合協(xié)同開展研究。

三、結(jié) 語

黃河現(xiàn)行入海流路的十大標(biāo)志性事件，誠然會對黃河現(xiàn)行入海流路的演變進(jìn)程、表現(xiàn)特征乃至未來的發(fā)展趨勢產(chǎn)生無可替代的關(guān)鍵影響，但這并不否認(rèn)其他事件因子所發(fā)揮的直接或間接作用。事實上，1977年以來在河口地區(qū)陸續(xù)修建的10余處控導(dǎo)、護(hù)岸工程以及堤防工程，1988年實施的“截支強(qiáng)干、疏浚破門”工程，1992—1998年連續(xù)多年發(fā) 生 的 斷 流 現(xiàn) 象 ，1997、2001、2004年實施的3次挖河固堤工程，2011年5月實施的清8河段裁彎取直工程，1980、1982、1992、1997、2003 年發(fā)生的較大風(fēng)暴潮等等，都在一定程度上影響和制約著黃河河口入海流路的發(fā)展歷程。在黃河河口每一條入海流路的演變進(jìn)程中，任何一點細(xì)小甚至微不足道的外在或內(nèi)在影響因素的出現(xiàn)，都有可能引發(fā)河口流路系統(tǒng)的巨變甚至質(zhì)的變化，理應(yīng)引起人們的足夠重視。