黃河灘區(qū)治理問(wèn)題和村臺(tái)淤筑工程地質(zhì)承載力分析

魯詳磊 蘇立志 李琳琪 龔西城 張昊

摘 要：通過(guò)剖析黃河下游水沙減少、河床沖刷嚴(yán)重、農(nóng)田坍塌嚴(yán)重的影響因素，探討灘區(qū)治理的問(wèn)題與對(duì)策，結(jié)果表明：①大村臺(tái)采用草皮護(hù)坡和防浪林的防護(hù)能力依然不足，洪水圍困時(shí)易不均勻沉陷甚至出現(xiàn)滑塌險(xiǎn)情，必須進(jìn)行安全監(jiān)測(cè);②為保證群眾安全，要像明代潘季馴那樣重視灘區(qū)治理，所建縷堤與生產(chǎn)堤類似，也和當(dāng)今“兩道防線”治理的防護(hù)堤接近，潘公“淤灘固堤”舉措，至今仍被繼承;③為遏制“二灘”塌失勢(shì)頭，“河勢(shì)控制與灘區(qū)治理示范”課題組在辛店集工程下首“鋼結(jié)構(gòu)板樁組合壩示范工程”對(duì)岸，沿治導(dǎo)線修建的“鋼管輪胎透水樁束流輸沙示范工程”以及修建的“Z型鋼板樁護(hù)灘示范工程”可供灘區(qū)治理借鑒;④農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖業(yè)是灘區(qū)面源污染主因，提出“加強(qiáng)黃河流域農(nóng)業(yè)面源污染治理科技支撐”等對(duì)策，并歸納出“科學(xué)謀劃、因?yàn)┲埔?、分類指?dǎo)、穩(wěn)妥推進(jìn)”的綜合治灘方針;⑤“兩道防線”與生態(tài)修復(fù)思路結(jié)合形成的“三灘分治”方案，對(duì)河道和灘區(qū)的綜合提升治理最可行;⑥灘區(qū)淤筑村臺(tái)的場(chǎng)地均為液化或局部液化土層，上部地層沉積時(shí)間短，黏性土壓縮模量和承載力偏低，為相對(duì)軟弱的土層，存在失穩(wěn)和沉陷變形問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：灘區(qū)治理;村臺(tái)工程;承載力;水生態(tài);黃河下游

中圖分類號(hào)：TV91;TV882.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.04.010

引用格式：魯詳磊，蘇立志，李琳琪，等.黃河灘區(qū)治理問(wèn)題和村臺(tái)淤筑工程地質(zhì)承載力分析[J].人民黃河，2021，43（4）：54-61，105.

Abstract： This paper analyzed the influencing factors of the decrease of water and sediment， the serious erosion of river bed and the serious collapse of farmland. It also discussed the problems and countermeasures of beach management. The conclusions are as follows： a） The protection ability of planting turf slope protection and planting wave break forest around the existing village platform is still insufficient， so safety monitoring must be carried out. b） In order to ensure the safety of the people， the dike which Pan Jixun in the Ming Dynasty built was similar to the production dike nowadays， and also close to the protective dike in the “two lines of defense” treatment scheme. Mr.Pan summed up the measure of “silting the beach and strengthening the dike”， which was inherited until today. c） In order to curb the collapse of farmland on “ the second beach ”， the research group of “demonstration project of river regime control and beach area treatment in the lower Yellow River” built “steel tube wheel tire permeable pile bunch flow sand transport demonstration project” and “Z-type steel sheet pile shoal protection demonstration project” on the opposite bank of the “steel sheet pile composite dam demonstration project” of the Xindianji centralized control and guide project， which can become a feasible countermeasure for shoal control. d） The planting and breeding industry in beach area is the main cause of agricultural non-point source pollution. The comprehensive beach control policy of “scientific planning， adjusting measures to beach conditions， classified guidance and steady promotion” was further summarized. e） “Two lines of defense” combined with the idea of ecological restoration to form the “three beach separate governance” scheme， which is the most feasible for the comprehensive improvement and governance of river and beach area. f） The analysis and evaluation show that the sites where the village platform is built in the beach area are all liquefied or partially liquefied soil layers. The deposition time of the upper stratum is short， and the compression modulus and bearing capacity of the cohesive soil are low. It is a relatively weak soil layer， and there are problems of instability and subsidence deformation.

Key words： beach area control; village platform project; carrying capacity; water ecology; the lower Yellow River

1 引 言

黃河灘區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展嚴(yán)重滯后，現(xiàn)已成為沿黃貧困帶。黃河灘區(qū)脫貧最大的需求是建房[1-3]，安居是灘區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本條件[4-5]。根據(jù)洪水縱向傳播時(shí)間的長(zhǎng)短、灘區(qū)橫向漫灘概率的大小、村莊距離大堤的遠(yuǎn)近、漫灘水深的大小及灘區(qū)群眾的安全建設(shè)意愿等因素考慮[6]，黃河灘區(qū)安全建設(shè)方案可分為永久避洪與臨時(shí)撤退兩種[5]。臨時(shí)撤退風(fēng)險(xiǎn)較大，洪水預(yù)見(jiàn)期短，且預(yù)報(bào)精度較低，部分群眾撤離不及。永久避洪包括外遷和就地建設(shè)避洪設(shè)施，投資相對(duì)較多，但該方案有利于灘區(qū)人民的安全保障，可促進(jìn)灘區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)[7]。根據(jù)東明縣實(shí)際情況，若采用外遷方式，涉及村莊距離黃河大堤最近0.9 km、最遠(yuǎn)6 km[5]，外遷村民距現(xiàn)有耕地較遠(yuǎn)，有可能造成耕地荒蕪，同時(shí)費(fèi)用也較高。群眾反映，灘區(qū)大量土地已被渴望土地指標(biāo)的沿海城市所置換，只要看著土地不坍塌入水，就會(huì)得到“有錢城市的補(bǔ)貼”。因此，就地建設(shè)安全設(shè)施的方案更加適用。

所建設(shè)施包括村臺(tái)、避水樓和圍村堰三種形式。村臺(tái)的抗洪安全性高，群眾易于防守，同時(shí)離耕地較近，便于耕作，也便于利用泥沙資源[8]。避水樓可按清華大學(xué)開(kāi)展的“避水閣”示范研究成果，在原房址或房臺(tái)上先打樁以適應(yīng)漫灘洪水運(yùn)行而避險(xiǎn)，上部用廢舊集裝箱改建，不占耕地，施工速度快。灘區(qū)土質(zhì)多為沙壤土與黏土分層結(jié)構(gòu)[9]，打樁需要一定的深度。洪水歷時(shí)較長(zhǎng)時(shí)，生活難以保證，往往需要二次轉(zhuǎn)移。圍村堰主要用于蓄滯洪區(qū)，以保障某一城鎮(zhèn)或自然中心村相對(duì)安全，與洞庭湖區(qū)的垸子類似，但村堰周圍回淤后排水比較困難。根據(jù)上述比較，認(rèn)為群眾居住在穩(wěn)固的村臺(tái)上的安置方式最好[7]。

因村臺(tái)在基于高效輸沙實(shí)現(xiàn)技術(shù)的淤筑過(guò)程中具有較大的不確定性 [1]，許多專家對(duì)村臺(tái)淤筑問(wèn)題展開(kāi)探討。例如，高翊凱等[10]根據(jù)東明灘區(qū)情況，對(duì)比移民遷建方案，認(rèn)為異地就近新建村臺(tái)方案更有利于灘區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。張暢[11]根據(jù)沖填村臺(tái)實(shí)例，提出了快速提高沖填土地基承載力的方法和降水加強(qiáng)夯的處理方案。王保民等[12]考慮新村臺(tái)的建設(shè)要求及布置形式，討論了灘區(qū)村臺(tái)建設(shè)工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)。周陳超等[13]通過(guò)研究村臺(tái)的繞流特性，對(duì)新建村臺(tái)工程及其下游尾流區(qū)堤防的沖刷和防護(hù)進(jìn)行模擬。趙彥彥等[14]對(duì)村臺(tái)工程中的典型淤筑土進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)多方案輸沙方式進(jìn)行計(jì)算比選，再進(jìn)行管道輸沙設(shè)施布局和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果觀測(cè)。“十三五”期間，清華大學(xué)承擔(dān)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“黃河下游河道與灘區(qū)治理研究”，針對(duì)未來(lái)黃河面臨的河道與灘區(qū)治理難題開(kāi)展研究，打造示范性工程[15]。其中課題7“黃河下游河勢(shì)控制與灘區(qū)治理示范工程”[16]中有“泥沙高效處置示范工程建設(shè)”的研究?jī)?nèi)容，需要結(jié)合淤筑村臺(tái)構(gòu)建高濃度長(zhǎng)距離輸沙通道，建設(shè)多技術(shù)高效泥沙處置示范工程。尤其是蘇立志、龔西城、魯詳磊、李琳琪等學(xué)者運(yùn)用張紅武水流挾沙力[17]、糙率[18]等一系列公式計(jì)算管道輸沙的關(guān)鍵參數(shù)，并結(jié)合工程實(shí)際開(kāi)展計(jì)算，為黃河管道高效輸沙淤筑村臺(tái)工程的設(shè)備布設(shè)等重要環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支撐[1]，在理論和實(shí)踐上都證明了對(duì)于黃河床沙中的粗沙，同樣可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離精準(zhǔn)高效的管道高濃度輸沙淤灘目標(biāo)，為高效輸沙和淤筑村臺(tái)提供了理論基礎(chǔ)，也為灘區(qū)治理提供了技術(shù)支撐。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，村臺(tái)建設(shè)難免同“合村并居”一樣，存在大拆大建所帶來(lái)的財(cái)產(chǎn)浪費(fèi)問(wèn)題，不少農(nóng)民獲得的補(bǔ)償款與新房購(gòu)置費(fèi)用差距較大，同時(shí)因建筑質(zhì)量難以保證而引起群眾不滿。武漢大學(xué)研究員呂德文2020年6月23日在《南風(fēng)窗》發(fā)表“山東‘合村并居的真實(shí)情況”一文，引起山東省委省政府的高度重視，果斷制止了在“合村并居”中“一刀切”強(qiáng)拆、先拆后建的作法。因此，對(duì)于黃河灘區(qū)村臺(tái)淤筑示范工程，本文關(guān)注點(diǎn)是質(zhì)量安全問(wèn)題，特別需要在分析東明灘區(qū)存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，探討黃河灘區(qū)綜合治理對(duì)策，并通過(guò)灘區(qū)地質(zhì)狀況、水文地質(zhì)條件分析，對(duì)地質(zhì)承載能力等進(jìn)行評(píng)估，以保障灘區(qū)村臺(tái)淤筑工程高質(zhì)量建設(shè)和未來(lái)的運(yùn)行安全，同時(shí)為黃河下游灘區(qū)治理建設(shè)提供技術(shù)支撐。

2 黃河灘區(qū)面臨的問(wèn)題與對(duì)策

2.1 “槽高、灘低、堤根洼”畸形態(tài)勢(shì)影響群眾生命財(cái)產(chǎn)安全

1958年汛后以來(lái)，灘區(qū)民眾大量修筑生產(chǎn)堤，一般洪水不能漫灘落淤。20世紀(jì)后期，加上汛期徑流量減少（見(jiàn)圖1），使得水流漫灘可能性越來(lái)越小，泥沙主要淤積在河槽，導(dǎo)致寬河段河槽萎縮，行洪斷面面積不斷減小[2-3]，特別是中小流量的高含沙洪水，往往導(dǎo)致河槽進(jìn)一步淤積抬升[19-20]。生產(chǎn)堤等阻水建筑物的存在影響了灘槽水流泥沙的橫向交換，加快了主河槽的淤積[3]。1955年以來(lái)，黃河灘區(qū)遭受水患災(zāi)害14次，其中1996年、2003年[21]洪澇災(zāi)害尤為嚴(yán)重，歷次洪災(zāi)中東明灘區(qū)各個(gè)村莊均遭受巨大損失。生產(chǎn)堤的存在導(dǎo)致一般洪水帶來(lái)的泥沙主要集中淤積在主槽和嫩灘上，洪水大漫灘概率很小，生產(chǎn)堤至大堤間的廣大灘區(qū)淤積很少。長(zhǎng)期如此，就逐漸形成了灘唇高仰、堤根低洼，大堤附近灘面高程明顯低于平灘水位，背河地面又明顯低于大堤附近灘面高程，下游寬河段呈“槽高、灘低、堤根洼”態(tài)勢(shì)，又稱為“二級(jí)懸河”的不利局面[19]。其河床普遍高出兩岸地面4～6 m，部分河段達(dá)10 m，高出兩岸平原更多[22]。

黃河灘區(qū)從灘唇向堤根普遍存在較大的橫比降[21]，例如東明灘區(qū)橫比降達(dá)0.1%～0.2%，遠(yuǎn)大于河道縱比降0.017%，一旦大洪水漫灘，主流就會(huì)頂沖堤防、順堤行洪[20-21]。按照清華大學(xué)模型試驗(yàn)預(yù)測(cè)，如發(fā)生特大洪水，蔡集工程以下河段就可能產(chǎn)生大幅度變動(dòng)，出現(xiàn)“滾河”之險(xiǎn)，加重兩岸大堤的防洪負(fù)擔(dān)。

2.2 村臺(tái)工程建設(shè)必要性與灘區(qū)問(wèn)題的對(duì)策

2.2.1 村臺(tái)工程建設(shè)的必要性

長(zhǎng)期受黃河下游洪水威脅，導(dǎo)致超過(guò)33.3%的灘區(qū)住戶生活在貧困線以下。為進(jìn)一步改善黃河灘區(qū)群眾的居住條件，1973年黃委頒發(fā)了《黃河下游灘區(qū)修建避水臺(tái)初步方案》，號(hào)召灘區(qū)群眾大量修建避水村臺(tái)。飽經(jīng)洪水折磨的村民對(duì)此積極性很高，家家修建避水臺(tái)。長(zhǎng)期以來(lái)當(dāng)?shù)卣肿⒅貫﹨^(qū)村臺(tái)建設(shè)，但受財(cái)力所限，建成的村臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)不高，臺(tái)基高低不一，村內(nèi)房屋隨地基起伏很大，高度參差不齊，坐落在同一個(gè)院落內(nèi)的不同房舍所處地基的高矮差距也很大，盡管便于排水，但存在不連片、規(guī)模小等問(wèn)題，有些村莊的街道、巷子及其他公共設(shè)施地勢(shì)低洼，洪水漫灘時(shí)街道變?yōu)楹拥?，房臺(tái)成為孤島，一旦受洪水長(zhǎng)時(shí)期浸泡，很容易出現(xiàn)不均勻沉陷、沖坑，臺(tái)子較高的還有滑塌的危險(xiǎn)，甚至導(dǎo)致一些房屋出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。這也是建設(shè)成規(guī)模連片的大村臺(tái)，將群眾遷移到大村臺(tái)頂部居住的理由之一。

實(shí)施村臺(tái)工程，當(dāng)?shù)乜筛鶕?jù)各村實(shí)際情況對(duì)村莊拆舊復(fù)墾，改善安置區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件。特別是建設(shè)村臺(tái)、集中安置可節(jié)約大量土地資源，提升土地資源對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的承載能力，對(duì)地方政府應(yīng)對(duì)當(dāng)前財(cái)政困難有直接作用。近兩年山東省將“合村并居”工作作為重要的民生工程，通過(guò)拆除農(nóng)民住房、合并原有村莊，讓農(nóng)民集中住進(jìn)樓房。村臺(tái)工程與山東省大力推進(jìn)“合村并居”相結(jié)合，自然成為黃河下游灘區(qū)安全建設(shè)方案的首選[5]。

2.2.2 灘區(qū)問(wèn)題的對(duì)策

有人認(rèn)為“由于村莊邊界形狀不規(guī)則，散落的房臺(tái)對(duì)行洪造成阻礙，導(dǎo)致水流紊亂，不利于黃河行洪”，故主張將大村臺(tái)按河道順?biāo)飨虿贾茫艺J(rèn)為大村臺(tái)體量比原村莊房臺(tái)小，會(huì)大大減輕對(duì)行洪、滯洪的影響。豈不知盡管廣大灘區(qū)被認(rèn)為是稀遇洪水的行洪排洪空間，具有滯洪淤沙功能，但實(shí)際上并不希望灘區(qū)“行洪”速度較大，否則就會(huì)直接減弱灘區(qū)滯洪淤沙功能，故“分散房臺(tái)對(duì)灘區(qū)蓄滯洪造成一定影響”的說(shuō)法并不確切。

從已建大村臺(tái)來(lái)看，可在村臺(tái)邊坡上種植防沖刷、耐干旱的葛芭草，減少風(fēng)浪對(duì)村臺(tái)的淘刷，同時(shí)在村臺(tái)周圍種植防浪林[5]。顯然這些措施的防護(hù)能力依然不足，一旦洪水長(zhǎng)時(shí)期浸泡，很容易出現(xiàn)不均勻沉陷、沖坑，導(dǎo)致樓房出現(xiàn)裂縫。新建大村臺(tái)普遍較高，局部不排除出現(xiàn)滑塌的險(xiǎn)情，甚至影響群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，工程質(zhì)量隱患需要引起高度重視。一方面需要通過(guò)灘區(qū)的地質(zhì)狀況、水文地質(zhì)條件分析，對(duì)地質(zhì)承載能力等進(jìn)行科學(xué)判斷，以確保灘區(qū)村臺(tái)淤筑工程高質(zhì)量建設(shè);另一方面還要開(kāi)展系統(tǒng)的安全監(jiān)測(cè)工作。

即便如此，如果不對(duì)黃河灘區(qū)進(jìn)行系統(tǒng)與科學(xué)的治理，這些大村臺(tái)及住在其上的群眾在洪水的圍困下，也難免出現(xiàn)一些問(wèn)題。實(shí)際上，早在明代先后四次被任命為“總理河道”一職的潘季馴，為“以縷堤束水攻沙，以遙堤攔洪防潰” [15]，大力修建的縷堤與后來(lái)群眾為保護(hù)灘區(qū)生產(chǎn)而修建的生產(chǎn)堤類似，也和張紅武2003年提出“兩道防線”治理方案[19]中的防護(hù)堤接近。潘公要求再遠(yuǎn)筑一道遙堤時(shí)，認(rèn)為即使遇到非常洪水，縷堤支持不住，水漫至遙堤時(shí)，已是水淺勢(shì)緩，被滯蓄于遙縷二堤之間。洪水消退過(guò)程中泥沙淤積在灘地上，清水復(fù)歸主槽。他從修建縷堤與格堤的實(shí)踐中總結(jié)出“淤灘固堤”這個(gè)利用泥沙的新舉措，至于后來(lái)主張?jiān)傩藿ǖ淖o(hù)灘工事，實(shí)際上同現(xiàn)在黃河大量的護(hù)灘控導(dǎo)工程接近，具有鞏固灘地的功能，縷堤、格堤與護(hù)灘工事，能構(gòu)建同遙堤相協(xié)同的“束水歸槽”防洪體系[15]，成為16世紀(jì)世界上最完善的堤防系統(tǒng)。我國(guó)近代水利科學(xué)的先驅(qū)者李儀祉稱贊他“盡變?cè)郧爸魏又摺?，?qiáng)調(diào)他的治河思想“前無(wú)古人”;當(dāng)代治黃專家張紅武評(píng)價(jià)他“直到之后明、清朝代的治河對(duì)策，多遵循其治河原則，甚至現(xiàn)今黃河治理采用的護(hù)灘控導(dǎo)工程與倚重大堤等措施，實(shí)際都是他治河思想和方法的體現(xiàn)。受技術(shù)條件及管理體制的局限，1855年發(fā)生了銅瓦廂決口，改道后黃河下游現(xiàn)行河道也是后人以潘季馴治河方法修防而成的”[15]，強(qiáng)調(diào)了他治河貢獻(xiàn)與影響“后無(wú)來(lái)者”。在此需要指出的是，潘公生前因年邁病重，“淤灘固堤”這個(gè)治灘主張并沒(méi)有得到充分實(shí)踐，清代乃至當(dāng)今的治河后人加以繼承和發(fā)展，其中乾隆、嘉慶時(shí)期大規(guī)模放灘固堤收到良好效果。

近20 a是黃河下游發(fā)生很大變化的時(shí)期。小浪底水庫(kù)于1999年10月投入運(yùn)用至今已20多a，下游河道來(lái)沙量及含沙量均顯著降低，水庫(kù)調(diào)度不讓洪水上灘的運(yùn)行方式，對(duì)黃河下游河床邊界產(chǎn)生了巨大的影響。本課題研究表明，截至2019年4月，黃河下游利津以上河段共沖刷29.20億t。沖刷主要發(fā)生在高村以上河段，占71.67%;主要發(fā)生在汛期，占全年沖刷量的61.5%;高村以上河道平灘流量明顯增大，寬河段河道最小平灘流量已由2000年的2 800 m3/s增加至4 500 m3/s。以高村水文站為例，主槽斷面沖刷下切，平灘河寬由630 m增加至800 m，平灘水深由1.65 m增加至3.15 m。一方面，黃河下游二級(jí)懸河狀況對(duì)灘區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約越來(lái)越大，灘區(qū)人河爭(zhēng)地，生產(chǎn)生活活動(dòng)不斷擠壓行洪空間，治河和灘區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展矛盾重重，加上多年沒(méi)有發(fā)生較大洪水，灘地開(kāi)墾力度加大，部分嫩灘已被地方政府劃定為基本農(nóng)田，社會(huì)上解放部分灘區(qū)的呼聲越來(lái)越高;另一方面， “二灘”上的農(nóng)田遭到?jīng)_刷而大面積塌失，灘區(qū)群眾請(qǐng)求及早修建相應(yīng)的防護(hù)工程。為此，山東菏澤黃河工程局主持的上述國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的“黃河下游河勢(shì)控制與灘區(qū)治理示范工程”課題組，已在辛店集控導(dǎo)工程下首“鋼結(jié)構(gòu)板樁組合壩示范工程”對(duì)岸沿治導(dǎo)線在嫩灘的近主槽處修建了兩排108 m長(zhǎng)的“鋼管輪胎透水樁束流輸沙示范工程”，在不斷后退的二灘灘沿修建了182 m長(zhǎng)的“Z型鋼板樁護(hù)灘示范工程”（起端與“束流輸沙示范工程”的尾端對(duì)應(yīng)），從而為灘區(qū)治理樹(shù)立了可行的典型。

在黃河下游流量10 000 m3/s出現(xiàn)頻率較小的條件下，為解決灘區(qū)問(wèn)題，治理措施已經(jīng)向清華大學(xué)“兩道防線”治理對(duì)策靠攏，即在現(xiàn)有河彎工程與改建的“束流節(jié)制工程”強(qiáng)制約束下，以靠溜險(xiǎn)工、控導(dǎo)工程和生產(chǎn)堤為基礎(chǔ)改造成為護(hù)灘防護(hù)堤，構(gòu)成第一道防線（防洪標(biāo)準(zhǔn)為10 000 m3/s洪水，并預(yù)留分洪口，讓洪水有計(jì)劃地上灘），以發(fā)揮控制流路、束流輸沙及避免中常洪水災(zāi)害的作用;由大堤和防滾河工程構(gòu)成第二道防線，兩道防線之間的道路按人工調(diào)控過(guò)流規(guī)模進(jìn)行加固提升后形成格堤，可以有計(jì)劃地淤灘治灘[15]。黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司承擔(dān)了上述專項(xiàng)的第三課題，與清華大學(xué)共同提出了河道生態(tài)修復(fù)[22]與“兩道防線”思路相結(jié)合的“三灘分治”方案[23]，即高標(biāo)準(zhǔn)修建防護(hù)堤，作為保障“二灘”和“嫩灘”區(qū)域的相對(duì)穩(wěn)定的“第一道防線”，從黃河大堤向主槽的灘地依次分區(qū)改造為“高灘”“二灘”和“嫩灘”?！案邽弊鳛樯鷳B(tài)移民安置區(qū)或居民活動(dòng)高地，解決群眾防洪安全問(wèn)題，通過(guò)淤填堤河進(jìn)一步提高堤防防洪能力，將部分“高灘”解放出來(lái);“二灘”為高灘與控導(dǎo)工程之間的區(qū)域，可用來(lái)發(fā)展高效生態(tài)農(nóng)業(yè)、觀光農(nóng)業(yè)等，并作為寬灘區(qū)超標(biāo)準(zhǔn)洪水上灘的行洪空間;“嫩灘”則被用來(lái)修復(fù)、維護(hù)濕地生態(tài)，與河槽一起承擔(dān)大中洪水流量下的行洪功能，再利用新的河工技術(shù)，對(duì)消耗水流能量而影響輸沙效率、抗水毀能力弱而需長(zhǎng)期拋石搶險(xiǎn)等有缺陷的傳統(tǒng)壩垛工程進(jìn)行升級(jí)改造，變“以壩護(hù)彎、以彎導(dǎo)流”為“平順護(hù)彎、以彎導(dǎo)流”，可以達(dá)到中水河勢(shì)穩(wěn)定控制、河槽輸沙能力提升的目的。該方案可為開(kāi)展下游河道和灘區(qū)綜合提升治理工程建設(shè)提供技術(shù)支撐。

2.3 黃河灘區(qū)污染治理面臨的問(wèn)題與對(duì)策

近20 a來(lái)，受黃河來(lái)水減少、灘區(qū)生產(chǎn)生活污染負(fù)荷重等因素影響，灘區(qū)水資源短缺[24]、水污染嚴(yán)重、水生態(tài)環(huán)境惡化等問(wèn)題日益凸顯。2020年末，國(guó)務(wù)院參事一行以暗訪形式到東明灘區(qū)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，許多溝渠塘坑水體沖污、自凈能力下降，地表水和地下水受到不同程度污染，水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象十分普遍，部分溝渠塘坑水體發(fā)黑發(fā)臭，有的完全淤塞，生活垃圾、水生植物腐敗物等堆積嚴(yán)重，有害有毒物質(zhì)、微生物、有機(jī)物等污染物季節(jié)性留存下來(lái)，導(dǎo)致累積超標(biāo)，嚴(yán)重影響灘區(qū)人民群眾切身利益。正在實(shí)施的清淤工程，依然面臨整治任務(wù)繁重、整治資金緊缺、監(jiān)督管理缺失、技術(shù)落后、系統(tǒng)整治不夠等問(wèn)題和困難。

應(yīng)該承認(rèn)，盡管政府對(duì)黃河灘區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷投入，但效果不好，道路、橋梁、供水、供電等設(shè)施經(jīng)常遭遇水淹，維修維護(hù)投入較大。灘區(qū)公路、橋涵閘、供電線路及通信線路等損毀嚴(yán)重，因資金問(wèn)題而修復(fù)不到位、不徹底，導(dǎo)致灘區(qū)內(nèi)村莊道路破損，一些村莊硬化路面差，供水保證率低，污水及雨水排放無(wú)序，垃圾隨處堆放，生活環(huán)境及生態(tài)環(huán)境有待提升[25]?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)的環(huán)境污染問(wèn)題如下。

（1）種植業(yè)養(yǎng)殖業(yè)是造成農(nóng)業(yè)面源污染的主因，處理好“保生態(tài)”與“保生產(chǎn)”的關(guān)系仍然任重而道遠(yuǎn)。黃河灘區(qū)作為我國(guó)基本農(nóng)田，其糧食豐產(chǎn)仍主要依賴傳統(tǒng)化肥、農(nóng)藥的投入，新型肥料、生物農(nóng)藥和植物源農(nóng)藥因產(chǎn)品種類少、價(jià)格高、見(jiàn)效慢而使用很少;農(nóng)田施肥施藥機(jī)械化水平還不高，農(nóng)民對(duì)綠色生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生態(tài)保護(hù)的意識(shí)淡薄，養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)保設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行壓力較大，部分地區(qū)養(yǎng)殖糞污、秸稈等資源化利用仍面臨困境，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨面源污染加重的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，存在“產(chǎn)品供應(yīng)全國(guó)、污染留在灘區(qū)”的局面。

（2）關(guān)鍵面源污染源頭不明，技術(shù)規(guī)范性和評(píng)價(jià)體系有待加強(qiáng)[25]。當(dāng)前灘區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染普查已完成，但尚未建成針對(duì)關(guān)鍵流域/區(qū)域的農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，難以準(zhǔn)確核算流域/區(qū)域農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷及其入河/湖通量，不能有效識(shí)別和監(jiān)控農(nóng)業(yè)面源污染發(fā)生的關(guān)鍵源頭，無(wú)法對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染的發(fā)生區(qū)域/流域?qū)嵭心繕?biāo)管理和精準(zhǔn)施策。實(shí)際上，針對(duì)流域不同污染源的農(nóng)業(yè)面源污染產(chǎn)排污核算方法尚未細(xì)化，未考慮地表徑流下游農(nóng)田、綠地的削減過(guò)程和生態(tài)承載能力等因素，難以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)農(nóng)業(yè)面源污染的生態(tài)環(huán)境影響;不同類型的農(nóng)業(yè)面源污染治理工程較多，但缺乏長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，難以評(píng)價(jià)各治理工程技術(shù)措施的長(zhǎng)期效應(yīng)，導(dǎo)致技術(shù)、機(jī)制的優(yōu)化調(diào)整決策困難。同時(shí)，針對(duì)不同污染源的治理技術(shù)類別眾多，技術(shù)工藝及實(shí)施效果參差不齊，實(shí)用技術(shù)和適用范圍未經(jīng)驗(yàn)證，農(nóng)業(yè)面源污染治理技術(shù)體系和模式仍待創(chuàng)新與規(guī)范。

（3）可持續(xù)運(yùn)行監(jiān)管機(jī)制和生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制待完善。黃河灘區(qū)實(shí)施畜禽退養(yǎng)禁養(yǎng)、農(nóng)業(yè)面源污染治理的過(guò)程中，仍存在后續(xù)運(yùn)行管理機(jī)制缺乏、執(zhí)法力量薄弱、執(zhí)法裝備滯后、執(zhí)法經(jīng)費(fèi)不足等問(wèn)題。當(dāng)前，灘區(qū)在化肥農(nóng)藥減量、秸稈糞污資源化利用、漁業(yè)禁養(yǎng)退養(yǎng)、農(nóng)田重金屬修復(fù)等生態(tài)環(huán)境保護(hù)行動(dòng)相關(guān)環(huán)節(jié)，存在資金不足、基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、服務(wù)組織力量不強(qiáng)、技術(shù)支持不夠等問(wèn)題，跨區(qū)域的市場(chǎng)化、多元化生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制還沒(méi)構(gòu)建。

灘區(qū)現(xiàn)有環(huán)境污染治理基礎(chǔ)設(shè)施無(wú)法滿足當(dāng)?shù)厝罕娚a(chǎn)生活安全需求，嚴(yán)重影響了灘區(qū)全面建成小康社會(huì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。為此，提出以下幾點(diǎn)建議和對(duì)策。

（1）加大農(nóng)業(yè)面源污染防治的政策、資金支持力度。一是實(shí)施傾斜性的黃河流域農(nóng)業(yè)面源污染防治政策。推動(dòng)產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)資金、科技創(chuàng)新成果、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施向?yàn)﹨^(qū)傾斜;對(duì)于灘區(qū)的重大農(nóng)業(yè)面源污染治理項(xiàng)目，不納入屬地政府控債范圍，提高生態(tài)治理專項(xiàng)資金、專項(xiàng)債券額度。二是加快建立國(guó)家和流域?qū)用娴纳鷳B(tài)補(bǔ)償機(jī)制。擴(kuò)大流域生態(tài)補(bǔ)償范圍，適度提高補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn);制定完善黃河流域農(nóng)業(yè)面源污染防控、減量和治理相關(guān)的綠色發(fā)展生態(tài)補(bǔ)償清單;務(wù)必在灘區(qū)通過(guò)推行以綠色生產(chǎn)為導(dǎo)向的農(nóng)業(yè)生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，對(duì)綠肥種植、有機(jī)肥生產(chǎn)、畜禽養(yǎng)殖污水處理設(shè)施給予補(bǔ)貼，把灘區(qū)列入流域生態(tài)補(bǔ)償范圍;探索建立跨區(qū)域的生態(tài)補(bǔ)償合作機(jī)制，實(shí)行國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)轉(zhuǎn)移支付資金與補(bǔ)償?shù)貐^(qū)農(nóng)業(yè)面源污染治理績(jī)效掛鉤的考核評(píng)估制度，增強(qiáng)實(shí)現(xiàn)“保生態(tài)”與“保生產(chǎn)”相適應(yīng)的能力和手段。三是加強(qiáng)資金整合，提升灘區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染治理效果。強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，將分散在農(nóng)業(yè)、環(huán)保、國(guó)土、水利、衛(wèi)生、住建等部門的資金整合，建議由上級(jí)部門明確規(guī)定轉(zhuǎn)移支付資金的使用范圍、比例，將涉及農(nóng)業(yè)面源污染治理項(xiàng)目的決定權(quán)下放至縣級(jí)政府，重點(diǎn)支持有利于農(nóng)業(yè)面源污染防控的農(nóng)田、養(yǎng)殖、農(nóng)村生活等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高農(nóng)業(yè)源頭減排和過(guò)程消納面源污染物的能力。

（2）加強(qiáng)黃河流域農(nóng)業(yè)面源污染治理創(chuàng)新支撐。建議建立流域農(nóng)業(yè)面源污染防治科技創(chuàng)新專項(xiàng)資金，引導(dǎo)科研單位、企業(yè)參與農(nóng)業(yè)面源污染治理工作。重點(diǎn)支持專用新型肥料、高效安全新農(nóng)藥、經(jīng)濟(jì)實(shí)用生物農(nóng)藥等新產(chǎn)品研發(fā)，秸稈和畜禽糞便處理新技術(shù)、施肥施藥新裝備新技術(shù)的示范推廣;加強(qiáng)區(qū)域/流域面源污染監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)體系建設(shè)，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)基于縣域農(nóng)業(yè)面源污染發(fā)生的在線監(jiān)測(cè)和輔助決策系統(tǒng)。

（3）鞏固農(nóng)民主體地位，依法夯實(shí)農(nóng)業(yè)面源污染治理保障。建議各級(jí)農(nóng)業(yè)、農(nóng)村等部門進(jìn)一步加大農(nóng)業(yè)面源污染危害的宣傳力度，普及農(nóng)業(yè)面源污染防治與農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的有關(guān)知識(shí)，增強(qiáng)農(nóng)民的環(huán)保意識(shí)和科技意識(shí)。提供綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)前、產(chǎn)中和產(chǎn)后技術(shù)服務(wù)，拓展綠色農(nóng)產(chǎn)品的供銷渠道。積極探索實(shí)施政府特許經(jīng)營(yíng)、政府購(gòu)買服務(wù)等形式的生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目，發(fā)揮政府調(diào)節(jié)作用，有效連接生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值增值和價(jià)值實(shí)現(xiàn)，讓農(nóng)民切實(shí)享受農(nóng)業(yè)面源污染治理和農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展紅利。

（4）提高農(nóng)業(yè)面源污染治理的執(zhí)法監(jiān)管水平。建議建立“國(guó)家—省—市—縣—鄉(xiāng)—村”各級(jí)聯(lián)動(dòng)的執(zhí)法監(jiān)管體系，完善農(nóng)業(yè)面源污染治理執(zhí)法監(jiān)管制度，探索形成農(nóng)業(yè)面源污染治理獎(jiǎng)懲機(jī)制、警民互動(dòng)監(jiān)管機(jī)制，加強(qiáng)執(zhí)法裝備與運(yùn)行經(jīng)費(fèi)支持，充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)技術(shù)，建立農(nóng)業(yè)面源污染治理監(jiān)管信息化管理平臺(tái)，提升執(zhí)法監(jiān)管水平;同時(shí)，加快區(qū)域邊界鄰省河湖聯(lián)合執(zhí)法機(jī)制、邊界河湖流域治理問(wèn)題合作聯(lián)動(dòng)機(jī)制，打破屬地管轄權(quán)限制。

（3）分析表明，近20 a黃河下游利津以上河段共沖刷29.20億t，主槽斷面沖刷下切嚴(yán)重。若以高村斷面為例，平灘河寬由630 m增加至800 m，平灘水深由1.65 m增加至3.15 m。花園口至高村河段最小平灘流量由2000年的2 800 m3/s增加至4 500 m3/s。一方面群眾生產(chǎn)生活活動(dòng)不斷擠壓行洪空間，治河和灘區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展矛盾重重，部分嫩灘已被地方政府劃定為基本農(nóng)田，另一方面“二灘”上的農(nóng)田遭到?jīng)_刷而大面積坍塌，及早修建相應(yīng)的防護(hù)工程成為灘區(qū)群眾呼聲。 “黃河下游河勢(shì)控制與灘區(qū)治理示范工程”課題組在辛店集控導(dǎo)工程下首“鋼結(jié)構(gòu)板樁組合壩示范工程”對(duì)岸，沿治導(dǎo)線近主槽處修建的兩排108 m長(zhǎng)的“鋼管輪胎透水樁束流輸沙示范工程”，以及在不斷后退的二灘灘沿修建的182 m“Z型鋼板樁護(hù)灘示范工程”，可成為灘區(qū)治理可行對(duì)策。

（4）通過(guò)灘區(qū)地質(zhì)狀況、水文地質(zhì)條件分析，對(duì)地質(zhì)承載能力等進(jìn)行評(píng)估，認(rèn)為：①淤筑村臺(tái)的灘區(qū)所處區(qū)域地基穩(wěn)定性較差，在工程建設(shè)時(shí)應(yīng)充分考慮。據(jù)分析，東明縣菜園集鎮(zhèn)、沙窩鎮(zhèn)、長(zhǎng)興集鄉(xiāng)、焦園鄉(xiāng)地震動(dòng)峰值加速度均為0.20g，地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜特征周期均為0.40 s，相應(yīng)地震烈度均為Ⅷ度。②根據(jù)標(biāo)貫試驗(yàn)結(jié)果分析，淤筑村臺(tái)的場(chǎng)地內(nèi)沙壤土、壤土及粉沙均為液化或局部液化土層，其上部地層沉積時(shí)間短，黏性土壓縮模量和承載力偏低，為臺(tái)基相對(duì)軟弱的土層，存在基礎(chǔ)穩(wěn)定和沉陷變形問(wèn)題，施工時(shí)都需保證必要的工期。

（5）受黃河來(lái)水減少、灘區(qū)生產(chǎn)生活污染負(fù)荷重等因素影響，灘區(qū)水污染嚴(yán)重、水生態(tài)環(huán)境惡化等問(wèn)題日益凸顯;農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖業(yè)是造成灘區(qū)面源污染的主因，處理好“保生態(tài)”與“保生產(chǎn)”的關(guān)系仍然任重而道遠(yuǎn);存在“關(guān)鍵面源污染源頭不明，技術(shù)規(guī)范性和評(píng)價(jià)體系待加強(qiáng)，可持續(xù)運(yùn)行監(jiān)管機(jī)制和生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制待完善”等問(wèn)題。為此，提出了“加大農(nóng)業(yè)面源污染防治的政策資金支持力度，加強(qiáng)黃河流域農(nóng)業(yè)面源污染治理的創(chuàng)新科技支撐”等建議和對(duì)策。對(duì)于灘區(qū)農(nóng)田護(hù)灘、人居生活與養(yǎng)殖業(yè)污染防治，歸納出“科學(xué)謀劃、因?yàn)┲埔恕⒎诸愔笇?dǎo)、穩(wěn)妥推進(jìn)”的綜合治灘方針。

（6）為解決灘區(qū)問(wèn)題，“兩道防線”與河道生態(tài)修復(fù)思路相結(jié)合形成的“三灘分治”方案對(duì)于黃河未來(lái)最為可行，即高標(biāo)準(zhǔn)修建防護(hù)堤，作為保障“二灘”和“嫩灘”區(qū)域的相對(duì)穩(wěn)定的“第一道防線”，從而將“高灘”作為生態(tài)移民安置區(qū)或居民活動(dòng)高地，通過(guò)淤填堤河進(jìn)一步提高堤防防洪能力，將部分“高灘”解放出來(lái);“二灘”為高灘與控導(dǎo)工程之間的區(qū)域，可用來(lái)發(fā)展高效生態(tài)農(nóng)業(yè)、觀光農(nóng)業(yè)等，并作為寬灘區(qū)超標(biāo)準(zhǔn)洪水上灘的行洪空間;“嫩灘”則被用來(lái)修復(fù)、維護(hù)濕地生態(tài)，與河槽一起承擔(dān)大中洪水的行洪功能。其中所研發(fā)的寬灘河流形態(tài)重構(gòu)技術(shù)、寬灘河流生態(tài)空間構(gòu)建技術(shù)、沿河城鎮(zhèn)群與河流生態(tài)空間深度融合技術(shù)，可為開(kāi)展下游河道和灘區(qū)綜合提升治理工程建設(shè)提供技術(shù)支撐，可使黃河下游形成生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的嶄新局面。

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