黄河之患，患在泥沙；泥沙之祸，根在粗沙。减少黄河泥沙，特别是粗泥沙，是维持黄河健康生命，实现黄河长治久安的治本之策。
一、研究背景
黄河是世界大江大河中输沙量最大、水流含沙量最高的河流。据1919～1969年实测资料分析，黄河三门峡（陕县）站多年平均输沙量约16亿吨，多年平均含沙量35千克每立方米，实测最大含沙量911千克每立方米（1977年），其中约1/4淤积在下游河道，使黄河下游河道成为举世闻名的“地上悬河”。近20年来，由于自然因素和人类活动因素共同的影响，使得进入黄河下游河道的水沙关系更不协调，造成主河槽泥沙淤积加重，“二级悬河”突出，呈现出“槽高于滩，滩又高于背河地面”的局面（见图1）。由于主河槽已呈“浅碟子”状，且河道横比降大于纵比降，即使发生中小洪水，主槽也难以容纳，出槽后必然造成重大河势变化，极易出现“横河”、“斜河”和“滚河”，增大了堤防冲决和溃决的危险。 （加图一）
图1 “二级悬河”示意图
据断面法实测分析，1950～1998年黄河下游铁谢至利津河段共淤积泥沙92亿吨。经对1998～2004年6次钻孔取样资料分析，黄河下游河道主槽淤积物中，d≥0.05毫米的粗泥沙占了三分之二（见表1），可以说，粗泥沙是导致河床淤积抬高的根本原因，如果控制了粗泥沙就会大大减缓黄河下游河道主槽淤积。
表1 黄河下游淤积物粒径组成分析
（1998、1999、2002、2003、2004汛前和2004汛后6次平均）
|
部位 |
桃花峪～艾山 |
铁谢～利津 |
|
总淤积量(亿t) |
大于某粒径级（mm）的百分数（%） |
总淤积量(亿t) |
大于某粒径级（mm）的百分数（%） |
|
0.01 |
0.025 |
0.05 |
0.1 |
0.25 |
0.01 |
0.025 |
0.05 |
0.1 |
0.25 |
|
主槽 |
18.98 |
94.7 |
88 |
74.8 |
44.4 |
6.8 |
22.53 |
92.2 |
83.2 |
67.1 |
33.5 |
1.9 |
|
滩地 |
47.05 |
90.6 |
74.4 |
46.4 |
15.8 |
1.9 |
62.81 |
89 |
71.7 |
42.2 |
13.4 |
2.4 |
|
全断面 |
66.03 |
91.8 |
78.3 |
54.5 |
24 |
3.3 |
85.34 |
89.8 |
74.7 |
48.8 |
18.7 |
2.3 |
因此，科学分析黄河下游河道淤积物的组成、准确界定其来源、研究制定治理方略，成为减少入黄泥沙特别是粗泥沙，维持黄河健康生命所面临的重大课题。
二、黄河中游粗泥沙集中来源区界定
早在20世纪50、60年代，钱宁等老一辈泥沙专家就认识到黄河中游多沙粗沙区的洪水所携带的泥沙是造成黄河下游河道淤积的主要来源，并提出了多沙粗沙区的初步成果。1996年黄委会组织国内有关单位，开展了“黄河中游多沙粗沙区区域界定及产沙输沙规律研究”，以0.05毫米为粗泥沙界限，以全沙输沙模数每年每平方千米5000吨，粗泥沙输沙模数每年每平方千米1300吨为指标，界定出黄河中游多沙粗沙区面积为7.86万平方千米，该面积占黄河上中游集水面积的11.2%，可产生的泥沙占全河输沙量的62.8%（11.82/18.81亿吨），产生d≥0.05毫米的粗泥沙量占黄河总粗泥沙量的72.5%（3.19/4.40亿吨）。黄河水利委员会根据该成果，在2002年国务院批复的“黄河近期重点治理开发规划”中对该区的水土保持工作进行了规划安排。然而，相对于国家的投资能力和实际投资力度，7.86万平方千米仍然偏大，在该区采用低投入、小规模的治理，对减缓下游河道的淤积难以发挥明显效果。在国家当前投资条件下，宜按照“先粗后细”的策略，对多沙粗沙区分步治理，因此,找出多沙粗沙区中对黄河淤积影响最大的粗泥沙集中来源区十分必要。2004年，黄委会组织国内有关单位，展开了黄河中游粗泥沙集中来源区界定研究。
1.淤积物粒径分析
（1）三门峡库区淤积物粒径分析
表2 1960-2003年三门峡库区淤积物粒径分析表
|
位置 |
部位 |
淤积量
（108m3） |
大于某粒径（mm）百分数 |
|
0.025 |
0.05 |
0.1 |
0.25 |
0.5 |
|
潼关以上 |
主槽 |
14.05 |
92.4 |
75.0 |
46.5 |
11.8 |
1.3 |
|
滩地 |
27.19 |
69.6 |
39.4 |
19.2 |
5.6 |
0.6 |
|
全断面 |
41.24 |
77.4 |
51.5 |
28.5 |
7.7 |
0.8 |
|
潼关以下 |
主槽 |
11.32 |
77.9 |
55.2 |
26.6 |
3.7 |
0.3 |
|
滩地 |
16.67 |
72.4 |
34.6 |
11.0 |
0.9 |
0.0 |
|
全断面 |
27.99 |
74.6 |
42.9 |
17.3 |
2.0 |
0.1 |
|
三门峡库区 |
主槽 |
25.37 |
85.9 |
66.2 |
37.6 |
8.2 |
0.9 |
|
滩地 |
43.86 |
70.7 |
37.6 |
16.1 |
3.8 |
0.4 |
|
全断面 |
69.22 |
76.3 |
48.1 |
24.0 |
5.4 |
0.6 |
利用淤积物钻孔取样资料分析结果表明，三门峡库区淤积物中，d≥0.05毫米和0.1毫米的泥沙分别占48.1%和24.0%，（见表2）。水库主槽淤积物中d≥0.05毫米的占66.2%，d≥0.10毫米的占37.6%，由此可见，粗泥沙对水库槽库容的危害大于对滩库容的危害。
（2）下游河道淤积物粒径分析
根据1999年汛前黄河下游铁谢～利津区间31个断面，1950～1960年（无三门峡水库影响）“天然”水沙情况下，下游河道桃花峪～艾山主槽淤积物中d≥0.05毫米的占77.7%，d≥0.10毫米的占47.5%。铁谢～利津主槽淤积物中d≥0.05毫米的占76.1%，d≥0.10毫米的占50.7%，见表3。
表3 黄河下游不同时段各级泥沙淤积分析
|
时段 |
部位 |
桃花峪～艾山 |
铁谢～利津 |
|
总淤积量(亿t) |
大于某粒径级（mm）的百分数（%） |
总淤积量(亿t) |
大于某粒径级（mm）的百分数（%） |
|
0.01 |
0.025 |
0.05 |
0.1 |
0.25 |
0.01 |
0.025 |
0.05 |
0.1 |
0.25 |
|
1950.7
～
1960.6 |
主槽 |
5.6 |
95.5 |
89.9 |
77.1 |
47.5 |
5.1 |
8.2 |
94.9 |
88.5 |
76.1 |
50.7 |
10.4 |
|
滩地 |
21.2 |
88.6 |
71 |
41.3 |
12 |
1.4 |
27.9 |
88.6 |
71.2 |
41.5 |
12.6 |
2 |
|
全断面 |
26.8 |
90.1 |
75 |
48.8 |
19.5 |
2.2 |
36.1 |
90 |
75.1 |
49.3 |
21.2 |
3.9 |
|
1960.7
～
1999.10 |
主槽 |
17.45 |
93.1 |
80 |
56.3 |
27.2 |
1.6 |
21.64 |
91.6 |
76.8 |
51.5 |
20.4 |
0.3 |
|
滩地 |
26.65 |
89 |
71.4 |
41.7 |
12.3 |
1.5 |
35.75 |
89.2 |
72.1 |
42.8 |
14.1 |
2.7 |
|
全断面 |
44.1 |
90.6 |
74.8 |
47.5 |
18.2 |
1.5 |
57.39 |
90.1 |
73.8 |
46.1 |
16.5 |
1.8 |
（3）黄河下游各级泥沙淤积比分析
利用水文站悬移质输沙量，小浪底～利津区间1960～2003年全沙及d≥0.025毫米、0.05毫米、0.10毫米、0.25毫米和0.5毫米的泥沙淤积比分别为24.9%、33.5%、44.1%、83.1%、91.0%和100%。由此看出，随着粒径的变粗，淤积比逐渐增大，并且0.1毫米以上泥沙淤积比较0.05毫米以上泥沙淤积比大39个百分点。
综合上述分析，无论三门峡库区，还是下游河道，泥沙愈粗，淤积比愈大。综合已有研究成果和本次研究判断，确定d≥0.10毫米的粗泥沙对黄河淤积影响最大，作为界定指标。
2 .粗泥沙集中来源区的界定
（1）地质地貌分析判定 在区域地质构造、地形地貌、地层岩性宏观判析的基础上，综合沟壑密度、基岩、土壤、气象水文和侵蚀产沙营力等因素的基础上认为，在多沙粗沙区中，由黄河沿岸向西，由南向北，黄土和基岩的侵蚀性增大；由南向北，黄土颗粒变粗、结构逐渐疏松、沟壑密度逐渐增大、地形破碎、因而侵蚀愈强烈。多沙粗沙区吴旗－志丹－延安－延长以北，东胜－准格尔－清水河以南，吴旗－榆林－神木－大柳塔一线以东（风沙区以东）至晋西北黄河沿岸的范围是侵蚀最为严重的地区（见图2），也是粗泥沙集中区的宏观待选范围，应在此范围内再进一步确定粗泥沙集中来源区。
图2 黄河中游粗泥沙集中来源区地质地貌分析趋势图
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