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读懂水与沙,才读得懂黄河

发表时间:2026-11-12

  □本报记者 张佳鑫

  2026年深秋,江恩慧的案头摆着一份反复打磨的万字长文——《人民治黄80年黄河泥沙研究进展综述》,要将80年浩瀚的泥沙科研脉络浓缩其中。

  翻开手稿里密密麻麻的批注,这位与黄河泥沙打了40余年交道的科学家感慨:“习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上指出,黄河水少沙多、水沙关系不协调,是黄河复杂难治的症结所在。人民治黄80年在科技领域最大的突破,正是围绕泥沙问题展开的基础研究与工程实践。”

  认识泥沙,首先得摸清它从哪儿来、怎么走。人民治黄伊始,老一辈治黄人便把目光投向广袤的黄土高原。1957年组建的花园口河床演变测验队,首次揭示了下游滩槽冲淤分布特征,其成果不仅催生了我国第一部《黄河下游河床演变》专著,更为后来划定7.86万平方公里多沙粗沙区、1.88万平方公里粗泥沙集中来源区并实施靶向治理打下坚实基础。

  在实践中碰壁,在探索中突围。三门峡水库建成初期的严重淤积,倒逼水库转向“蓄清排浑”运用。此后,治黄科研人接力攻关,相继揭示了强不平衡输沙、高含沙洪水“揭河底”冲刷、洪峰增值及极细沙减阻机理等,一步步把黄河的水沙脾气摸透。

  这些规律的揭示,离不开科研手段的跨越。早在2001年,时任水利部黄河水利委员会主任李国英就提出建设“原型黄河”“模型黄河”“数字黄河”,“三条黄河”数据互通、效果互验,让治黄从经验判断走向科学决策。其中,“模型黄河”是黄河保护治理不可或缺的重要研究平台。

  “原型黄河是认识黄河最直接的现场,可大河茫茫一片,水下泥沙怎么起动、河槽怎么冲淤根本看不清;而在实体模型上,我们却能爬上台阶、蹲下来,从各个角度仔细观察和琢磨。”江恩慧说。她认为黄河有两大特征最难模拟:高含沙和游荡性。江恩慧所在的团队刻苦攻关,提出了黄河高含沙洪水模型相似律,在140米长的实体模型上首次把高含沙洪水和游荡特性逼真重现。当时的上级领导现场观摩后,连声赞叹:“这真像黄河!”

  模型准不准,大水是试金石。1996年汛前,江恩慧在模型上做洪水预演试验。当流量涨到6000立方米每秒时,原阳高滩边沿的路堤突然破口,滩区大量进水。这一结果与当时许多人的经验大相径庭。“我那时年轻,一下子懵了。但科研人员必须实事求是,试验做出来是什么样,就必须照实上报!”江恩慧顶住压力交出了报告。仅仅一周后,“96·8”洪水袭来,洪水上滩位置和演进路线竟与模型预报吻合。河南黄河河务局正是依据试验结果,提前给几处控导工程加修了子埝,成功避免了洪水漫顶冲垮工程。

  实体模型做准了,数学模型也随之迎来突破。过去的水流挟沙能力公式多依据少沙河流建立,含沙量一高就“拐头”失准。江恩慧与团队修正了河床变形方程和泥沙运动方程,把其中两个原本取定值的参数,改为随水流泥沙因子自动调整的动态公式,并利用实体模型跟随性极强的实测资料加以验证,再代回方程形成闭环;同时提出半理论半经验的水流挟沙能力公式和动床阻力公式,使模拟精度大幅度跃升,在20世纪90年代黄委组织的数学模型同台比试中脱颖而出。

  科研手段的迭代,推动着治沙理念的更新。过去水库拦沙排沙被视为顺应自然的过程,调水调沙将其升级为主动协调水沙关系。江恩慧团队进一步提出“泥沙动态调控”技术,将水动力调控与水库清淤等强人工措施有机结合,让粗泥沙尽量拦在库里清淤利用,让细泥沙随洪水送入大海。由此,沿用多年的“拦、调、排、放、挖”5字处理泥沙方略中,被他们加上了一个关键的“用”字。团队潜心20年创建的“测—取—输—用—评—管”全链条技术体系,推动水库清淤和泥沙资源化利用纳入《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》和《中华人民共和国黄河保护法》的制度框架。

  年轻时常跟着老专家跑一线的经历,让江恩慧深知,黄河下游滩区居住着近200万群众,治黄决策只有得到地方政府支持、老百姓理解,才能真正落地。她率先开启治黄社会问题研究,将行洪输沙、社会经济、生态环境三大子系统统筹耦合,提出“流域系统科学”。

  谈过往研究时江恩慧也着眼未来。她表示:“黄河泥沙研究怎样发挥更大作用,仍需要我们水利科研人不断低头深思、抬头望路。”

  来源:中国水利报 2026年11月12日

作者:张佳鑫
责任编辑:王瑜