4.2 河道及水利工程情况
4.2.1 河道概况
黄河宁夏下河沿至麻黄沟河段经卫宁平原、青铜峡、银川平原至石嘴山麻黄沟出境,河长335.5km,约占黄河总长的1/14,纵比降0.15‰~5.6‰,属黄河上游下段。下河沿至仁存渡河段长158.9km,其中下河沿以下75.1km(枣园)至119.2km(青铜峡坝址)之间的44.1km的河段,为青铜峡水库库区段。由于黄河出峡谷后,水面展宽,卵石推移质沿程淤积,洪水漫堤时,悬移质泥沙落淤于滩面。因此,河岸具有典型的二元相结构,下部为砂卵石,上部覆盖有砂土。河道内心滩发育,汊河较多,水流分散,流势多为2~3汊,属非稳定分汊型河道,其河床演变主要表现为主、支汊的兴衰及心滩的消长,主流顶冲滩岸。仁存渡至头道墩河段为平原冲积河道,河宽1000~4000m,平均宽2500m。主槽宽400~900m,平均宽约550m。河床组成由砂卵石过渡到砂质,为卵石分汊河道向游荡型河道的过渡段,受鄂尔多斯台地控制,右岸形成若干节点,因此,平原上出现多处大的河湾,心滩较少,边滩发育。头道墩至石嘴山河段受右岸台地和左岸堤防控制,平面上宽窄相间,呈藕节状,断面宽浅,水流散乱,沙洲密布,河床河岸抗冲性差,冲淤变化较大,主流游荡摆动剧烈,两岸主流顶冲点不定,经常出现险情,属游荡性河道。石嘴山至麻黄沟河段黄河穿行于右岸桌子山及左岸乌兰布和沙漠之间,长24.6km,属峡谷河道,平面外形呈弯曲状,曲率为1.5,主流常年基本稳定(宁夏水利水电勘测设计院,2002)。
黄河内蒙古河段西起鄂托克旗巴音陶亥,东至头道拐,全长655km。黄河入境后,河身逐渐由窄深变为宽浅,河道比降为0.12‰~0.20‰,中水河槽宽度一般在500~1500m之间。黄河入境至老噔口段,河长95km,为弯曲型河流,黄河从二级台地的河谷中穿行,河道稳定,防洪问题较小。老噔口至三盛公枢纽,河长51km,是三盛公枢纽以上库区回水范围,左岸筑有围堤16km,为防洪重要区段。三盛公至四科河头段,河长157km,属宽浅游荡性河流,流经河套灌区及伊盟南岸灌区,河道比降较缓,河宽1300~1500m,河床宽浅散乱,岔流沙洲较多,中高水位时淘岸严重,河道横向摆动大,是防洪的重点河段。四科河头至喇嘛湾段,河长397km,属弯曲型河道,河道基本稳定(黄河流域及西北片水旱灾害编委会,1996)。
4.2.2 枢纽工程
新中国成立以来整个黄河上游的水利水电建设,梯级开发都有迅猛发展,从20世纪60—80年代完成了一系列的水利枢纽工程,自上而下有龙羊峡、刘家峡、八盘峡、盐锅峡、青铜峡和三盛公等6座大中型水利枢纽;计划建的有大柳树和小观音。黄河上游枢纽工程概况见表4-2。已建水利枢纽工程对内蒙古黄河河段已产生不同作用,对河道冲淤变化有重要影响,其中刘家峡和龙羊峡枢纽调节能力强,对宁蒙河段的水沙过程产生的影响更大。
表4-2 黄河上游枢纽工程概况(钱意颖,1993)
4.2.3 引水工程
宁夏引黄灌区和内蒙古河套灌区均是我国具有悠久历史的特大型古老灌区,始建于秦汉,历代兴衰交替,新中国成立后获得跨越式发展。下河沿至石嘴山是著名的银川平原灌区,包括卫宁、青铜峡、陶乐灌区,耗水量大,占兰州到石嘴山区间农业耗水量的90%。石嘴山到三湖河口主要有河套灌区、鄂尔多斯市西部灌区、乌海扬水灌区和蹬口县灌区,农业耗水量大,占整个区间耗水量的90%。三湖河口到头道拐,主要为扬水灌溉区。较大的扬水灌溉区有北岸蹬口,南岸鄂尔多斯市达拉旗扬水灌区(水利部黄河水沙变化研究基金会,2002)。
经过50年的建设,宁夏引黄灌区的灌溉面积由新中国成立初的12.8万hm2发展到控制面积超过66.67万hm2、有效灌溉面积43.33万hm2,内蒙古河套灌区由建国初的20万hm2发展到控制面积116.2万hm2、有效灌溉面积57.4万hm2,成为我国北方地区两个面积最大的灌区。据统计,宁夏引黄灌区粮食总产量由1949年的1.6亿kg增加到1999年的21.5亿kg,增长了13倍,以占全区1/4的土地生产出占全区3/4的粮食,灌区的工业产值、农业产值分别占全区工业产值、农业产值的97%和87%。内蒙古河套灌区也已成为全区乃至全国重要的商品粮、油、糖生产基地。可以说,灌溉是当地农业生产和社会发展的生命线和保障线。另一方面,两个特大型灌区在为经济、社会发展做出突出贡献的同时,也对当地的生态和全流域的水资源形势产生了一定的不利影响。灌区的灌溉水源高度依赖有限的黄河水,且两个灌区在地理位置上又是前后相连,因而对黄河水引用和消耗很大,从整体上形成对黄河水资源较大的压力和沉重的负担。据有关资料表明,宁夏、内蒙古两区1997年从黄河引用的农业灌溉水合计约有120亿m3,接近黄河农业灌溉用水量总量的1/3。受20世纪90年代以来全球气候变化的影响,灌区旱情加剧,对黄河水资源的依存度进一步提高,对黄河水资源形成的压力和负担比以往任何时候都更加严重。两个灌区相当一部分工程设施建于20世纪的五六十年代,因陋就简,质量不高,经过几十年的运行,老化失修严重,效益较低,难以适应新形势下水利工作和社会发展的要求,迫切需要进行工程改造(翟浩辉,2001)。
4.2.4 堤防工程
新中国成立以来,国家和地方各级政府对黄河的防凌防汛十分重视,投入了大量的人力和物力,使黄河堤防工程具备了一定的规模,初步达到了一定的标准。
黄河宁夏河段为防河水泛滥,冲毁渠道,从清代即开始修筑堤防,现两岸有堤防447km,堤顶高出1981年洪水位1~1.2m,可防6000m3/s的流量。黄河宁夏段是全区防汛重点地区之一。新中国成立以来,特别是1981年大洪水后,通过大规模的整修堤防,并对部分险工段进行治理,使黄河干流堤防达到了424.9km,各类治河工程达到821道(座),初步形成了以堤防、河道治理工程为主的工程防洪措施和以水情测报、通讯、管理为主的非工程防洪措施相结合的防洪体系。黄河宁夏段需治理河段266.8km,其中仁存渡以上非稳定分汊型河段长114.8km,仁存渡以下过渡型和游荡型河段长152km,占需要治理段长度的57%(宁夏水利水电勘测设计院,2002)。
内蒙古河道从石嘴山到三盛公枢纽长145.5km,为峡谷型河道,基本无堤防。三盛公枢纽以下据1980年统计,堤防工程长787km,北岸大堤可防御6000m3/s的大洪水,南岸防御5000m3/s。目前两岸共有堤防983km(左岸524km,右岸459km,其中巴盟段河道全长340km,现有防洪堤长278.34km),其中2级堤防530km,其余为3级堤防;2级堤防顶宽5.5~6m之间,3级堤防顶宽为4m,堤高一般为3~5m,防御标准为50年一遇洪水;有险工段92处,经初步治理的河道整治工程48处,长度76km,建设丁坝及坝垛844座,平顺护岸工程15km,有穿堤建筑物329座。这些防洪工程的兴建,为确保两岸人民群众生命财产安全,起到了巨大的作用(冯国华,2002;吕广仁,2002)。
随着社会经济的持续发展,对河道防洪保安的要求日益提高,宁蒙河段现有的防洪体系,仍远远不能满足防洪要求,主要还存在堤防高度和厚度不足,有被冲决、漫决的可能,河势未能得到有效控制,中常洪水严重威胁防洪安全,穿堤建筑物数量多,地方安全隐患大等问题。借西部大开发的机遇,国家和当地政府都加大了对堤防工程的投资力度。