黃河下游進入利津斷面以下稱河口河段,黃河河口區的面積以往都是以現行入海流路兩岸大堤(或民埝)以及入海外延之間作為面積量算范圍,如上世紀七十年代黃委會在量算河口區面積時,取當時的刁口河入海流路兩岸大堤或生產堤以及入海外延之間的面積,以此量算面積從利津斷面至黃河口的面積為574平方公里。
近期,水文局在開展“黃河流域特征值復核和補充”項目時,對黃河河口三角洲進行了調研和現場查勘,在分析黃河河口演變規律和特點的基礎上,根據新時期治水思路和維持黃河健康生命新理念,提出了新的界定黃河河口區面積的原則和量算河口區面積的范圍。下面重點介紹黃河河口的演變規律、界定河口區面積的指導思想和原則,以及闡述界定新河口區面積的理由。
一、黃河河口三角洲的基本情況
1、黃河河口的演變規律和特點
黃河每年約有8億t泥沙通過利津斷面輸入河口地區,由于黃河口附近屬弱潮陸相河口,泥沙很難被海流帶走,故黃河口的泥沙有60%~80%淤落在河口及濱海區,因此黃河河口具有很大的延伸速度和造陸能力。當河口河床淤積抬高和延伸到一定的程度,在一定的來水來沙條件下,主流會出現擺動、出汊,并有可能決口改道。黃河河口演變就是遵循河口河道淤積~延伸~擺動~改道的周期性變化過程,使河口三角洲不斷擴大、岸線不斷向海域推進。
1855年黃河下游在銅瓦廂改道奪大清河入渤海以來,現行河口三角洲實際行水已有120余年。據不完全統計,在現行河口三角洲上決口改道已達50余次,平均2.4年一次,其中大的改道有10次,平均12年一次。由于地形和來水來沙條件不同,大的改道流路行水年限不一,短的只有3年,長的已有20多年。經分析統計,1855~2005年河口區共凈造陸面積2475km2,按實際行水年計,平均每年造陸20.6平方公里。擺動、改道范圍以寧海為頂點(距利津斷面下游15公里),北起徒駭河河口、南至支脈溝河口,面積約6000平方公里的扇形地區,這就是我們一般公認的現代黃河河口三角洲的范圍。
新中國成立后,河口經歷了四次有計劃的人工改道,即1953年7月在小口子截彎取直,使三股分流變成由神仙溝單股入海,縮短河長11公里;1964年1月在羅家屋子為降低凌汛水位,破堤改道從刁口河入海,縮短河長22km;1976年5月在西河口人工改道從清水溝入海,縮短河長37公里;1996年根據勝利油田開發的需要,清水溝流路適時地調整入海口門,在清8斷面附近實施人工出汊工程,使入海口門向北擺動,縮短入海流路16公里。1855年以來黃河河口三角洲河道擺動及海岸線變遷見圖(1)。
2、黃河河口三角洲的自然概況
黃河與大海的匯聚,孕育出新生的三角洲陸地和年輕的濕地生態地域,被稱為現代黃河河口三角洲,三角洲地勢平緩,自然坡降為1/10000左右,區內除黃河自西南向東北貫穿入海外,在黃河的南岸有溢洪河、永豐河、張鎮河、小島河、甜水溝等,北岸有馬新河、沾利河、草橋河、挑河、二河、刁口河、神仙溝等。這些獨立的小河,大部分是過去的故黃河流路,它們分別流向萊州灣和渤海灣。由于河口尾閭頻繁改道和河口雛塑攔門沙,使得三角洲出現扇形輻射的河床和弧形重疊的沙坎,形成縱橫交錯的洼地、川溝、丘崗等微地貌景觀。在三角洲的北、東部分布有廣闊的濕地,區內布滿眾多的水庫和魚蝦池。
黃河入海泥沙主要靠海流向外海輸送,海流由潮汐流、溫差流、風浪、河川徑流等疊加組成。由于黃河口濱海區屬弱潮陸相河口,沿海岸潮差為0.6~1.8米不等。據數學模型計算,最大潮汐流速一般為0.5~0.8米每秒,而調查值最大可達0.9~1.2 米每秒。黃河口岸冬季風浪最高可達5~6米,一般大風浪3米左右,風浪能掀起底沙,但水平流速很小。河川徑流主要發生在洪水期,洪水進入海域影響也很小,由此看出潮汐流是黃河入海泥沙向外海遠距離輸送的主要動力。
河口三角洲多年平均降雨量為560毫米,水面蒸發量為1200毫米。進入河口河段的黃河年均水量為320億立方,河口三角洲當地年均水資源總量為4.62億立方,其中地表徑流量為3.23億立方。
黃河河口治理是黃河開發治理的重要組成部分,新中國成立以來曾進行了四次河口流路的人工改道,修建各類堤防206公里,其中現行清水溝流路堤防78公里,河道整治工程11處,工程長21公里,險工4處,工程長3公里。已修建防潮堤254公里,其中臨海防潮堤203公里,順河回水堤51公里。已建擋潮閘12座,引黃閘10座,有較大的平原水庫60余座和近百個魚蝦池。1992年經國務院批準,黃河口三角洲濕地成為中國唯一的河口三角洲濕地重點自然保護區。
二、界定黃河河口區面積的指導思想和原則
通過對河口三角洲的調研和實地查勘,參閱有關資料、經分析研究,提出以下界定黃河河口區面積的指導思想和原則。
1、指導思想:
⑴依據黃河尾閭演變的規律和特點;
⑵貫徹新時期河口治理的新思路;
⑶把握維持黃河健康生命新理念;
⑷符合國家法律法規。
2、界定原則:
⑴應屬于黃河河口泥沙淤積延伸形成的新陸地;
⑵屬于今后黃河尾閭可能擺動改道的范圍;
⑶屬于黃河河口入海流路總體規劃區;
⑷屬于黃河河口三角洲國家重點自然保護區;
⑸符合中華人民共和國水利部第21號令規定;
⑹天然地表徑流基本滯留在本區而不流到外流域;
3、新的河口區面積范圍
根據以上原則,我們提出以下范圍作為新的黃河河口區的面積:北岸取馬新河規劃流路左岸管理界起點(在利津斷面以下2km處)至徒駭河口,南岸取十八戶規劃流路右岸管理界起點(在十八戶閘下)至永豐河口,以及兩河口沿海岸線連線以內范圍。在2007年1:10萬的《黃河三角洲濱海區水深圖》上,勾繪和量得面積約為4730平方公里。此面積將黃河口自然保護區和黃河口近遠期入海流路總體規劃范圍全部包含在內。新河口區面積見圖2。
圖 2
三、確定新的黃河河口區面積的理由
1、黃河河口遵循“淤積~延伸~擺動~改道”這一自然演變規律已被廣大治黃工作者及社會所公認,新中國成立后經歷的四次大的人工改道,也是應順了這一基本規律,只是改道的頂點略有下移。
目前現行河口流路為清水溝(含清8汊、北汊),由于近30年來黃河口來水來沙量減少,相應的防洪工程得到加強,使清水溝流路行水時間已長達30多年。但是,在今后相當長的時期內,黃河仍然是一條多沙河流,而黃河口又是屬弱潮陸相河口,海流輸沙能力低,大部分入黃口泥沙仍將堆積在河口和濱海區。隨著下移后的各條流路及海域泥沙堆積完成后,流路擺動頂點還將會向上移,這是不以人們意志為轉移的自然規律。
根據黃河下游水文觀測資料和研究成果表明,若將河口長期固定在一條流路上,則河口泥沙淤積和延伸會使河口基準面大幅度抬升,從而導致整個黃河下游溯源淤積,進而加重下游河道的防洪負擔,最終仍會導致河口的改道。由此可見流路安排只能采取輪流行河相對時段穩定(如目前的清水溝、清8汊、北汊流路),而不宜長期人為固定流路。當河口淤積延伸達到臨界條件(如設計的同流量水位或河口延伸長度)影響到下游河道的防洪或嚴重影響到河口地區的防洪防凌,進而威脅到當地的工農業生產和人民的生命安全時,就應有計劃地采取人工改道措施,這也是二十一世紀初,黃委會提出的新時期黃河河口采取“相對穩定、輪流行河”的治理新思路。
根據黃河口演變規律和特點,為貫徹可持續發展的治河新思路,我們應給黃河尾閭預留出一定的擺動范圍和沉沙空間,此范圍本身就是黃河孕育出來的新陸地,理應納入黃河河口區面積之內。
2、黃河入海流路規劃是《黃河河口綜合治理規劃》的重要內容,規劃中強調了要“遵循黃河河口的淤積、延伸、擺動、改道的自然演變規律,要充分利用三角洲海域。”黃河口入海流路規劃總體布局是:“在三角洲地區選擇清水溝、刁口河、馬新河及十八戶流路作為今后黃河的入海流路。”規劃中的近期目標是繼續使用清水溝流路,采用與汊河輪流行河方案,相對穩定行河年限為60~80年(含有無古賢工程條件),清水溝流路使用后,優先使用刁口河入海流路。刁口河是1964~1976年的黃河故河道,優選條件是此流路海域容沙開闊,有現成的故河道和部分舊堤防工程。規劃刁口河流路行河年限約30年。遠期目標是當清水溝、刁口河使用后,再使用馬新河、十八戶等備用入海流路。規劃馬新河流路行河年限為30年左右,若不考慮西部港口和徒駭河口的影響,則行河年限可達80年左右。十八戶入海流路因海域條件差、可能影響周邊工程,故規劃行河年限只有6年。黃河河口入海流路規劃示意圖見圖(2)。
在上述規劃中已考慮到近期來水來沙量的變化、防洪工程及工程管理得到加強,通過有計劃地輪流行河,可以預見今后入海流路將穩定在此范圍內的時間可保持在120~180年。在這可預見的時期內,黃河口的每一條入海流路都應屬于黃河流域。
3、黃河年復一年地淤積延伸,滋生出大片完整的原生濕地,這也是我國目前最年輕的河口三角洲濕地。濕地總面積24.25萬平方海里,其中自然濕地面積為18.58萬平方海里,主要分布在東部和北部沿海地區,包括現清水溝流路與刁口河、挑河、沾利河、小島河等入海口及其周圍地區。河口濕地是維系河口生態系統發育和構成河口生態多樣性的重要生態體系,是經國務院批準的中國唯一的國家級三角洲濕地重點自然保護區,也是國際締約國要求注冊的國際重要濕地。黃河河口地區生態功能分區見示意圖(3),黃河河口自然保護區見示意圖(4)。
黃河口濕地生態系統的形成和發展與黃河有著千絲萬縷的聯系,黃河的水沙給于了黃河口濕地的衍生和發展,反過來,原生濕地的興衰和生物多樣性的增減也成了黃河健康生命的晴雨表。在黃河口三角洲生態環境保護規劃的原則中,首先提到的就是“河口生態的保護應與黃河入海流路及河口地區的防洪規劃相協調。”在生態保護近、遠期規劃目標中,要求黃河“正常年份利津斷面非汛期最小生態流量(不含輸沙用水)不低于75~100立方米每秒,徑流量不少于47~63億立方米,枯水年最小生態流量不低于50 立方米每秒,徑流量不少于30億立方米,保證濕地修復及河口海域魚類洄游和水生物繁殖生態用水,實現河口地區的生態局部和全面好轉。”由此可見,黃河是形成和維持濕地生態系統的主導因素,同時,修復和維持黃河口三角洲自然保護區生態系統的良性發展是維持黃河健康生命的主要標志之一,因此黃河口自然保護區應包含在黃河河口區面積內。
4、黃河口三角洲地表水資源量約3.23億立方米,由于三角洲地勢平緩,沿海筑有防潮堤,黃河兩旁每一條入海小河流都修有防潮閘,中間建有很多攔河閘,加上區內河道渠系交錯、公路堤防縱橫,使得本區的降雨徑流很難流入海域,只有遇到較大的洪澇時,才打開防潮閘排洪澇同時進行洗堿。三角洲內分布有大片濕地和數百個大小水庫和魚池,它們能起到阻止和減緩洪流、調控水量、儲蓄水源的作用,能將有限的地表水資源絕大部分滯留在本地區并為當地的工農業及居民開發利用。因此,這個地區不存在地表徑流流入到其它別的流域的情況。
5 、2004年11月,以中華人民共和國水利部第21號令頒布了《黃河河口管理辦法》。該“辦法”總則中有“前款所稱黃河河口,是指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劃或者黃河入海流路規劃確定的其他以備復用的黃河故道。”在“辦法”第八章中指出,“所稱容沙區,是指黃河河口綜合治理規劃或者黃河入海流路規劃確定的、無堤防控制以下河道至淺海區需要沉沙的區域。”在總則第三條強調了“黃河河口的治理與開發,應當遵循統一規劃、除害與興利相結合、開發服從治理,治理服務開發的原則,保持黃河入海河道暢通,改善生態環境。”第三條還要求有關部門和單位“應當運用現代科學技術,加強河口演變規律、河口治理措施,河口生態環境保護對策措施以及水沙資源利用的研究,不斷提高科學治河水平。”以上的論述和規定,為我們界定黃河河口區面積提供了重要的法律依據。
綜合所述,我們將傳統的以現行入海流路兩岸大堤為界之間的面積作為河口區的面積,改變為近似于現代河口三角洲作為河口區面積。新界定的黃河河口區面積,既遵循了黃河口的演變規律和特點,同時也體現了新時期河口治理新思路和維持黃河健康生命的新理念,使其更加科學合理。
2010年6月24日,“黃河三角洲生態調水暨刁口河流路恢復過水試驗”正式啟動。黃河水通過崔家控導工程閘進入已停止過水34年刁口河故道,實現了黃河三角洲刁口河流路尾閭自然保護區生態環境改善和刁口河流路全線過水的兩大目標。刁口河恢復過水的試驗,體現了黃委按照科學發展觀的要求,遵循黃河的自然演變規律,正在努力實現黃河口可持續發展的“輪流行河、相對穩定”的長治久安的治理方針。
四、幾點說明
1、流域面積是河流的主要特征之一,也是水文地理研究的一個極為重要的數據,取近似于現代黃河河口三角洲作為河口區的面積,主要是考慮黃河河口演變規律的特殊性,是為了在可預見的時期內,給于河口河段有一定的擺動范圍和沉沙空間,它和地區上的行政隸屬關系沒有聯系,完全是兩回事,猶如大汶河是屬于黃河流域,但大汶河流域在行政上是隸屬于山東省政府管轄范圍。
2、黃河是一條多泥沙河流,河口和濱海區的泥沙淤積使黃河口具有很大的延伸速度和造陸功能,平均每年凈造陸面積約21平方公里,說明黃河河口區的面積每年都在變化,本次量算的河口區面積只能代表當前和今后一段時間內的數據。今后隨著河口地區的自然變化和水文站網的發展以及量算技術的提高,五、六十年后可適時再進行黃河流域特征值的量算工作。
3、《黃河流域特征值》新成果以及新定義的黃河河口區范圍和量算的面積,已經得到黃委領導和許多專家的肯定和支持,但是新的《黃河流域特征值》成果必須經過相關的工作程序,上報水利部審批同意后才能正式公布使用。
參考文獻:
[1] 2007年06月,黃河河口綜合治理規劃,黃河勘測規劃設計有限公司
[2] 2006年11月,黃河流域水資源調查評價,水文局
[3] 2004年11月,黃河口管理辦法,水利部