黃河大堤
黃河下游防洪工程體系的重要組成部分
黃河大堤是春秋中期形成,位於河南省和山東省內河交界,是河南省、山東省境內河道兩岸修築的束范河水的堤防。黃河下游堤防工程,遠在春秋中期已初步形成,到了戰國時期已具有相當規模。明代堤防工程的施工、管理和防守技術都達到了較高的水平。把堤防分為遙堤、縷堤、格堤、月堤4類,按照各堤的特點,因地制宜地修建。現行黃河大堤河南蘭考縣東壩頭和封丘縣鵝灣以上是在明清時代的老堤基礎上加修起來的,有500多年的歷史;以下是1855年黃河銅瓦廂決口改道以後,在民埝基礎上陸續修築的,也有130多年的歷史。
黃河大堤右岸臨黃堤計長624.248km,左岸臨黃堤計長746.979km。
黃河中牟段護岸丁壩綠化
黃河在歷史上多次改道。現在河南蘭考東壩頭和封丘鵝灣以上大堤是在明清時代的老堤基礎上加修起來的,有500年的歷史;以下是1855年銅瓦廂決口改道后在民埝的基礎上陸續修築的,已經有130多年的歷史。
1949年以來,堤防工程在修、防、管方面都有了很大的發展,在修堤方面,逐漸由人力施工發展為機械化施工;在管理方面,則採取了專管與群管相結合的制度。
其中潘季馴治理黃河的總方略是:“以河治河,以水攻沙。”他試圖利用水沙關係的自然規律,利用水流本身的力量來刷深河槽,減少淤積,增大河床的容蓄能力,從而達到防洪保運的目的。基本辦法是“束水攻沙”,同時還有“蓄清刷渾”和“淤灘固堤”。而實現這一切的主要實踐措施就是堅築堤防,固定河槽。
建國后60年來,黃河大堤經過不斷改造,加高加固,巨石砌成的堤壩普遍加高到8~9米。除加固了兩岸的臨黃堤外,還新修繕加固了南北全堤、展寬區圍堤、東平湖圍堤、沁河堤和河口地區防洪堤等。加上干支流防洪水庫的配合,大大提高了黃河防洪的能力。1982年,洪水持續九晝夜,在黃河堤防的控制下,沒有一處發生決口。
黃河大堤
黃河山東險工壩岸
黃河下游計有各類堤防總長2291km,其中臨黃堤1371.227km。
(1)右岸臨黃堤。
右岸臨黃堤計長624.248km,自上而下為:①孟津堤,自孟津牛庄至和家廟,長7.600km。②自河南鄭州市的邙山腳下,經中牟、開封、蘭考及山東東明、菏澤、鄄城、鄆城至梁山國那裡,長340.183km。③東平湖河段梁山國那裡至東平青龍山的10段河湖兩用堤及山口隔堤,計長19.325km。④從濟南市郊區宋家莊經歷城、章丘、鄒平、高青、博興至墾利縣二十一戶,長257.140km。
(2)左岸臨黃堤。
左岸臨黃堤計長746.979km,自上而下為:①自河南孟州中曹坡,經溫縣、武陟、原陽至封丘鵝灣,長171.051km。②貫孟堤,自封丘鵝灣至吳堂,長9.320km。③太行堤,自長垣大車集至蘇東庄,長22.000km。④自河南長垣縣大車集經濮陽、范縣至台前張庄,長194.485km。⑤自山東陽谷陶城鋪經東阿、齊河、濟陽、惠民、濱州至利津四段,長350.123km。
黃大堤的防洪標準為防禦花園口站22000m3/s的洪水。艾山以下大堤為防禦11000m3/s洪水。
由風浪爬高加安全加高決定。黃河大堤為1級堤防,安全加高採用1m,風浪爬高根據各河段河道寬度、風速等進行計算,採用的堤防超高見表。
堤防斷面採用典型斷面穩定分析與經驗相結合的辦法擬定。堤頂寬度除滿足穩定要求外,還考慮防汛搶險交通需要。現行的斷面標準是:艾山以上頂寬平工段 9m~10m;險工段,11m~12m。臨、背河堤坡比1:3。艾山以下頂寬平工段7m~8m;險工段9m~10m。背河堤坡1:3,臨河坡 1:2.5~1:3.0。堤高一般7m~10m,高的達14m。為了滿足滲透穩定要求,平工段浸潤線一般按1:8,險工段按1:10,不足時加修后戧。戧頂高出背河堤坡浸潤線出逸點1.0m,戧頂寬4m~6m,邊坡1:5,有的地方修多級后戧。
黃河大堤
黃河大堤花園口事件
花園口決堤,又稱花園口事件、花園口慘案,是中國抗戰史上與文夕大火(長沙大火)、重慶防空洞慘案並稱的三大慘案之一。1938年5月19日,侵華日軍攻陷徐州,並沿隴海線西犯,鄭州危急,武漢震動。6月9日,為阻止日軍西進,蔣介石採取“以水代兵”的辦法,下令扒開位於中國河南省鄭州市區北郊17公里處的黃河南岸的渡口——花園口,造成人為的黃河決堤改道,形成大片的黃泛區,史稱花園口決堤。關於這一事件,至今於史學界仍存在廣泛爭議。
花園口決堤的任務由守衛黃河的國軍商震的部隊執行,地點首先選在了中牟縣境內大堤較薄的趙口,因趙口流沙太多,沒能扒開。蔣介石知道趙口無望扒開后,就指示再換地點重新決堤。經過緊急協商,駐守在黃河附近的新八師初步把地點選定在趙口以西的花園口附近。在此過程中,蔣介石擔心手下執行消極,一再通過口諭、電令催促手下扒堤,不要有“婦人之仁”。 1938年6月9日凌晨,經過兩天兩夜不停的挖掘,幾乎在距鄭州30公里的中牟失守的同時,花園口也終於挖開了。花園口決口后,黃河水順著賈魯河迅速下泄。第二天,黃河中上游普降了一場暴雨,黃河水量猛增,花園口決口處被沖大,同時被淤塞的趙口也被大水沖開。趙口和花園口兩股水流匯合后,賈魯河開始外溢,漫溢的河水沖斷了隴海鐵路,浩浩蕩蕩向豫東南流去。日軍被黃水阻隔后,就放棄了從平漢線進攻武漢的計劃。他們退守到徐州后,南下到蚌埠,過淮河,再到合肥與日軍其他部隊會合,又開始從長江北岸進攻武漢。黃河改道,雖然為國民政府爭取了喘口氣的時間,但到了1938年10月,花園口扒開后第4個月,武漢仍然失守。花園口決口終究沒有挽救武漢失陷的命運。
堤壩防滲是加固黃河下游堤防的關鍵。遵照國家防總的意見和黃委的安排,由黃委副總工胡一三主持,河南河務局成立專門的領導班子和工作組,於3月1日開始由福建省水科所在鄭州南月堤14+500~15+800堤段開展射水法防滲牆施工。預計4月30日前完成造牆350延長m,並結合此工程進行試驗研究工作。射水法防滲牆由福建省水科所1982年開始研製並獲實用新型專利。該項技術已在福建的閩江、九龍江、湖北長江黃石段等16項工程中得到了應用,累計建造混凝土防滲牆34萬m“,取得了較好效果。造牆機由造孔機、水下混凝土澆築機、混凝土拌合機及軌道設備組成,利用成孔器射出的高壓水流(泵壓力6kg/cmZ),衝擊破壞土層結構,採用常規水下混凝土直管澆築法,建成混凝土或鋼筋混凝土單槽板。施工最大深度可達30m,成牆質量滿足設計要求。
黃河下游計有各類,其中臨黃堤1371.227km。
右岸臨黃堤計長624.248km,自上而下為:①孟津堤,自孟津牛庄至和家廟,長7.600km。②自河南鄭州市的邙山腳下,經中牟、開封、蘭考及山東東明、菏澤、鄄城、鄆城至梁山國那裡,長340.183km。③東平湖河段梁山國那裡至東平青龍山的10段河湖兩用堤及山口隔堤,計長19.325km。④從濟南市郊區宋家莊經歷城、章丘、鄒平、高青、博興至墾利縣二十一戶,長257.140km。
左岸臨黃堤計長746.979km,自上而下為:①自河南孟州中曹坡,經溫縣、武陟、原陽至封丘鵝灣,長171.051km。②貫孟堤,自封丘鵝灣至吳堂,長9.320km。③太行堤,自長垣大車集至蘇東庄,長22.000km。④自河南長垣縣大車集經濮陽、范縣至台前張庄,長194.485km。⑤自山東陽谷陶城鋪經東阿、齊河、濟陽、惠民、濱州至利津四段,長350.123km。
黃河下游的堤防工程,遠在春秋中期就已經逐步形成。當時諸侯各霸一方,所修堤防線路極不合理。到戰國黃河下游堤防已經具有相當大的規模。《管子·度地篇》中曾指出:修堤的時間以春天的三月最好,因為這時土料較干,易於堅實。而其它季節,夏季農忙勞力緊;秋季多雨土料濕;冬季土料凍結修堤不實。秦漢時期黃河下游堤防逐漸完備。北宋五代時期則已經有了雙重堤防,並按險要與否分為“向著”、“退背”兩類,每類又分三等。到明代,堤防工程的施工、管理和防守技術都達到了相當高的水平,把堤防分為遙堤、縷堤、格堤、月堤四種,按照各堤的作用,因地制宜修建。明劉天和在《問水集》中曾提出築堤必須選擇能堅實的好土,不能用混有泥沙的土,土地乾濕應該恰到好處,如果土太干則築堤時應該在每層都灑適量的水;關於取土的地點則必須在離堤身數十步外平取,不能挖出深坑,否則會影響耕種,更不能在堤附近形成溝。到清代,修堤技術又進一步發展,特彆強調“五宜二忌”。五宜分別一審時勢時,宜選擇高地修堤,以節省土方,且堤線要順直;二取土宜遠,要在臨河距堤二十丈以外取土,土塘之間要留土格,以防止汛期堤根行溜;三“坯頭宜薄”,坯頭薄了易於硪實;四“硪工宜密”,五驗水宜嚴,硪實以後以鐵錐穿孔,依據灌水的多少來確定是否合格。兩忌是隆冬施工和盛夏施工。
首先對束水攻沙的思想進行明確闡述並主張運用於治河實踐的,是隆慶萬曆年間的河臣萬恭。萬恭是束水攻沙的代表人物之一,隆慶六年 (1572年、)至萬曆二年(1574年)兼任總理河道,主持治理黃河。萬恭上任后,河南虞城一位秀才向他提出治河建議,著重分析了怎樣利用水沙規律,通過修建適當的水工建築來處理黃河中的泥沙問題。這位秀才說:“以人治河,不若以河治河也。夫河性急,借其性而役其力,則淺可深,治在吾掌耳。”辦法是: “如欲深北,則南其堤而北自深;如欲深南,則北其堤而南自深;如欲深中,則南北堤兩束之,沖中間焉,而中自深。借其性而役其力,功當萬之於人。又其始也,假堤以使河之深;其終也,河深而任堤之毀。”這是深河之法。這位秀才接著分析說,如果要淤灘,則將前述辦法“反用之耳。其法為之固堤,令漲可得而踰也。漲沖之不去,而又逾其頂。漲落,則堤復障急流,使之別出,而堤外水皆緩,固(故)堤之外悉淤為洲。”①[註:明萬恭《治水筌蹄》卷下]這位無名氏秀才不僅提出了利用水沙內在規律來治理河道的傑出思想,而且還提出了具體的工程措施;不僅可以沖深河槽,而且還可以淤高灘地。這就是“束水攻沙”論的雛形。萬恭採納了這一意見,作為治理黃河的基本方案向朝廷提出。同時,還進一步闡述說:“欲河不為暴,莫若令河專而深。欲河專而深,莫若束水急而驟,使由地中,舍堤別無策。”又說:“夫水之為性也,專則急,分則緩;而河之為勢也,急則通,緩則淤。若能順其勢之所趨,而堤以束之,河安得敗?”②[註:明萬恭〈治水筌蹄〉卷上]從以上論述中可以看出,實現束水攻沙思想的基本措施就是修堤。從此,堤防被賦予了新的意義:不僅是防洪的手段,而且是治河的工具。
萬恭根據這一思想,在潘季馴二任總河所做工程的基礎上,主持修築了徐州至宿遷小河口兩岸縷堤共三百七十里,整治修理了豐縣、沛縣一帶的大堤。萬恭主持治河時間很短,沒能把“築堤束水,以水攻沙”的思想進一步完善、系統和實踐。這一任務由潘季馴來完成了。他在治河實踐中緊緊把握住黃河“白蘭州而下水少沙多”、洪水暴漲暴落的水文泥沙特徵,推動了治黃方略從單純治水到注重治沙、沙水並治的轉變,系統總結、完善了一整套堤防建設的經驗,使黃河下游兩岸完全堤防化,堤制系統化,堤防修守制度化。
潘季馴解決泥沙問題的又一措施,便是逼淮入黃,蓄清刷渾。明代後期,治河方略一變,“築堤束水”的結果使河槽相對穩定,全黃之水固定由淮入海,清口成了黃河、淮河、運河必然交會之所。黃河泥沙不斷淤積在淮河入海舊道,抬高淮河下游水位,洪澤湖區水面不斷擴大。由於黃河水位的頂托,清口淮河出水日漸不暢,汛期常決開洪澤湖東西堤防,奪路東去;運河與黃河交會處不斷被泥沙淤塞,黃水倒灌。因此,為了解決清口及入海段河槽梗阻潰決的矛盾,潘季馴大修高家堰大堤,攔蓄淮水,使其盡出清口,沖刷黃河淤沙。
束水攻沙與蓄清刷黃的目的是要把河床中的泥沙沖走。潘季馴後來又總結了一個利用泥沙的措施,這就是淤灘固堤。這個想法,是從總結格堤經驗開始的。格堤最初是用來保護遙堤堤根不受洪水沖刷。後來發現,“水退,本格之水仍復歸槽,淤留地高,最為便宜”①[註:潘季馴《河防一覽·河防險要》卷3]。因此,潘季馴主持在徐州房付至宿遷峰山的遙、縷二堤之間修了7道格堤,作為淤灘固堤的措施,並計劃在南岸繼續增築,在北岸也要照此辦理。後來,這一認識在實踐中又有發展。他指出,在宿遷以南只有遙堤、沒有縷堤和格堤同樣可以達到淤留岸高的目的。他說,“宿遷以南,有遙無縷,水上沙淤,地勢平滿。民有可耕之田,官無歲修之費,此其明效也”②[註:潘季馴《總理河漕奏疏·條議河防未盡事宜書四仕卷5》]。因此,於萬曆十九年(1591年)向朝廷正式建議:“放水淤平內地(遙縷二堤之間灘地),以圖堅久,”把淤灘固堤作為利用泥沙、治理黃河的一條重要措施。具體辦法是,先檢查遙堤是否堅固,做到萬無一失,然後根據地形地勢選擇縷堤的適當位置開口,放水內灌。水進則沙隨而入,沙淤則灘隨之增高。他設想,“二、三年間,地高於河,即有漲漫之水,豈能乘高攻實乎?縷堤有無,不足較矣。”據此,潘季馴得出結論:“與其以人培堤,孰若用河自培之為易哉!至於人夫樁料,歲省尤為不貲,誠為上策”①[註:《總理河漕奏疏·條議河防未盡事宜疏》四任卷五]。這一措施,符合黃河“大水挾大沙”、“大水淤灘”的客觀規律,對減少主槽淤積,鞏固堤防,作用顯著。清代人進一步實踐,一度形成放淤固堤高潮。