2006年12月31日，在河南郑州隆重举行的黄河下游河道整治工程开工仪式，拉开了黄河新一轮河道整治工作的序幕，游荡性河段河道整治将成为今后一个时期黄河下游河道治理的一项重要任务。多年来，虽然黄河下游游荡性河段治理成绩斐然，但具体到其治理方案则意见不一，没有形成明确定论。在前人研究的基础上，黄委一大批专家刻苦攻关，历时５年，终于揭开了黄河下游游荡性河道的演变机理，科学地制定出黄河下游游荡性河段河道整治方案，并确立了“‘微弯型’整治为主，突出‘节点’工程，自上而下集中治理”的河道整治工程建设原则，黄河下游河道整治迎来了新的发展机遇。

　　一、游荡多变的秉性 滩区安全面临威胁

　　居住在黄河岸边的群众中曾流传过这样一段故事：一天，有一位老人在黄河南岸河滩上放羊，到了太阳落山时分，当他赶着羊群回家时才发现，滚滚黄河拦住了他的去路，原来此时，他已被黄河“甩”在北岸河滩上了。

　　这是一个久远的故事，是对黄河游荡多变的生动体现。游荡多变的黄河曾使滩地大量坍塌、村庄掉入河中，给滩区人民留下了难以磨灭的苦难记忆。黄河主流的大幅度摆动，还可能导致堤防出险，增加“横、斜河”、“滚河”发生的几率，威胁防洪安全。

　　二、规顺黄河下游流路 几代治黄人的梦想

　　为了寻求规顺黄河下游流路的有效方法，几代黄河人在孜孜不倦地研究探索，期间，有成功，也有挫折。

　　１９５８年之前，并没有有计划地开展黄河下游游荡性河道整治，直到１９５８年，黄委提出采取“纵向控制、束水攻沙”的方法来控制河道主流摆动，首次把有计划的河道整治提上黄河治理的日程。当时，规划在黄河下游修建水利枢纽，并在枢纽之间采取“以点定线，以线束水，以水攻沙”的办法，消灭或防止回水区淤积游荡，保证堤防安全和灌溉航运。但建成的花园口、位山两座水利枢纽因淤积严重无法满足防洪要求，相继废除，这种整治方案宣告结束。

　　２０世纪６０年代初，在开展黄河下游艾山以下弯曲性河道整治试验中，研究人员发现在连续几个弯道内有计划地修建控导护滩工程可以有效控制河势。１９６６年后，采用这种弯道治理方案对过渡性河段进行全面整治，基本稳定了河势。

　　１９７２年，黄委召开河道整治会议，提出黄河游荡性河段河道整治目的从护滩转向控导河势，整治方案为“首先修筑节点控导工程，然后因势利导，因湾设坝，以达到规顺流路，稳定险工，防止在河床内主流改道”。这次会议成为黄河下游游荡性河道整治的里程碑。

　　黄委将目前采用的主流整治方案称为“微弯型”整治。“微弯型”的概念是相对“弯曲型”或“蜿蜒型”而言的，人们在河流两岸修建了大量工程来约束主流，使河弯不能充分发展，但河道仍然具有弯曲河道的演变特性。由于限制了河道向弯曲的纵深方向发展，弯曲幅度大大减少，河道呈微弯型，因此，才有了“微弯型整治方案”这一提法。

　　三、直面问题 河道整治何去何从

　　６０多年来，黄河下游河道整治取得了世人瞩目的成绩，在黄河岁岁安澜的功劳薄上留下了显赫一笔。但是，成绩只代表过去，我们必须直面问题。

　　２０世纪９０年代以来，长期的中小水作用，使得河道整治工程对河势的控制作用减弱。特别是小浪底水库投入运用后，进入下游的水沙条件发生了明显变化，但黄河宽河段游荡多变的特性并没有发生较大的改变，中常洪水冲决堤防的可能性依然存在，河道整治工作仍然不能松懈。新一轮的河道整治该何去何从？由此也引发了游荡性河道整治的大讨论。

 
　　２００２年，黄河下游游荡性河道整治研究在众多水利专家的关注下启动，并成立了以黄科院江恩惠、黄委规计局曹常胜、河南河务局符建铭等为学术带头人的课题组，由此奏响了黄河下游河道整治研究的５部曲。

　　四、５年研究攻关 奏响河道整治５部曲

　　５年，对于大多数人来说或许是短暂的，但对于有些人而言，却足以成就其一生中最为辉煌的篇章。

　　翻看《黄河下游游荡性河道河势演变机理及整治方案研究总报告》，足足有４００多页，分报告有２２份之多。这里，根据研究内容，从５个方面简单回顾一下这些年来科研人员的攻关路，梳理期间取得的成绩。

　　（一）机理剖析 整治理论的支撑

　　人们常说，对待问题要知其然，更要知其所以然，这样才能发现问题，提高认识，解决问题。但对于游荡多变的黄河，众多专家和学者保存了很多河床演变的经验成果，却无从向人们解释其道理，只是把河床演变规律谨慎地表达为河床演变“特点”或“特性”。因此，要深入研究黄河，就要转变思路。

　　需求催生出新的研究思路，黄科院的研究人员决定从机理层面剖析河势演变规律。之前，他们的河流泥沙动力学基础理论研究和黄河下游河床演变研究已取得一定成果，以此为契机，他们期待取得突破性进展。

　　最终，研究人员揭示了“河性行曲”、“河床演变关联性”、“大水趋直、小水坐弯”、“畸形河弯”发生发展、节点控制河势等机理。这些看似抽象的认识，不仅大大丰富了河道整治的内涵，也对河流泥沙动力学基础理论的完善有着积极意义。

 
　　同时，研究人员对河道整治比较完善的３个模范河段整治效果进行剖析，归纳总结出满足河床演变规律的黄河下游游荡性河道整治参数、河湾流路方程，首次把对黄河河床演变特性的认识、河道整治方案的研究和整治工程的布局提升到理论的高度。

　　（二）微弯整治 整治方案的核心

　　新一轮的河道整治９０％以上建设任务集中在游荡性河段，将新建、续建和改建河道整治工程６２处，长达８７千米。面对如此浩大的工程，科研人员确定了以“‘微弯’整治”为主的整治方案。他们确定的依据是什么呢？

　　“史可知成败，鉴以明是非”。黄河下游游荡性河道整治方案与措施一直以来是个颇具争议性的问题，为了找到适宜黄河的河道整治方案，研究人员费尽了心思。

 
　　历代治黄人提出了很多有思想性的整治构想，包括顺直型、湖渠型、江心洲型、麻花型、弯曲型等，这些构想都具有一定的理论支撑，拓展了黄河河道整治的思路，但并不能全面符合黄河实际要求。

　　对此，江恩惠解释说：“确定‘微弯’整治方案，根本上是它符合河流动力学‘能耗最低’的基本原理，符合‘河性行曲’的水流运动和黄河下游河势演变基本规律，符合我们依据‘能耗最低’原理和‘最小方差’理论推出的‘河湾流路方程’。另外，从已建铁谢－伊洛河口河段的整治实践来看，采用微弯型整治方案是可行的。同时，从黄河实际情况出发，游荡性河道的进一步整治必须与小浪底水库运用的边界条件相结合，既要处理好上下游、左右岸的关系，也要处理好继承和发展的关系。从大量的实体模型试验结果看，微弯型整治方案既能适应小浪底水库目前的运用条件，又充分利用了现有工程，节约了投资。”

　　（三）节点工程 工程布局的关键

　　新一轮河道整治要求突出“节点工程”，那么，节点的概念又源自何处呢？节点工程的含义是什么？二者又存在什么关系呢？

　　研究人员这样定义“节点”：它是某一河段中对水流起控制作用的岩体或水工建筑物。通俗地讲，节点就是河流中一个固定的点或微小的河段，在此主槽断面明显收缩，水流流向比较稳定。

 
　　而“节点工程”概念的提出是对“节点”意义的进一步延伸。研究人员发现，在一些河势控制较好的河段，每隔大约３０千米，总有一组工程能够很好地控制河势，并称这组工程为“节点工程”。节点工程实际上是由很多节点组成的一组控导工程，第一个工程能够适应复杂多变的来流，并能有效约束水流，稳定地把水送到第二个工程；第二个工程设有弯道，可以调整水流结构，使出流更加稳定，这样如同传送接力棒一样引导水流，使上游不利的河势变化尽量消化在工程控制范围内，水流能在下游稳定地运行一段时间。

　　节点工程作为河道整治工程的突破口，也是工程布局的关键。但要想让滔滔水流归顺地流入我们预设的工程范围内，并稳定地从上游工程流入下游工程，必须了解在中小流量下，不同河弯半径的河道整治工程相关设计参数间的相互依赖关系，即迎送溜关系，从而找到适宜的工程布局修改参数。

 
　　为此，黄科院开展了３３组模型试验，得出水流离开一个工程后，不改变运行方向所能达到的理论距离，即工程送溜距离的经验公式，并验证了其他模型试验成果和黄河原型观测资料。更重要的是，科研人员利用该公式找到了目前黄河下游现有几组整治工程控导能力差、迎送溜关系不对应的原因所在，提出了下一步工程布局完善的建议和修改方案，为合理的工程布局提供了理论支撑。

　　（四）实体模型 整治方案的检验

　　实体模型是以相似性原理为依据，按照一定比例缩小的黄河模型。几十年来，它一直是研究和解决黄河复杂问题的重要手段之一。

　　本次研究中，研究人员利用小浪底－苏泗庄河道动床实体模型系统开展了长系列、多组次、长河段、大尺度的实体模型试验，对各个方案及节点工程布局作了依次检验，从而发现问题，调整工程布局参数，预测工程布局方案与河势演变的适应性。特别是节点工程关联性检验试验，检验了整治方案对小浪底水库修建后下游来水来沙特性的适应性和节点工程的关键性控制作用，为黄河下游整治实施方案的确定奠定了基础。

　　（五）数值模拟 整治流量的比选

　　实体模型试验可以形象、直观地演示水流过程，但存在投资大、费用高等弊端，而黄河水沙数学模型则弥补了这一缺陷。

　　为了对整治工程环境下的水流动力场给以详细的描述，研究人员利用黄委已建立的基于ＧＩＳ的黄河下游平面二维水沙数学模型，对铁谢－伊洛河口河段河道整治工程的效果进行了分析，对河道整治方案的研究进行了初次尝试。通过分析，验证了整治方案的可靠性与可行性，但是，由于没有考虑河床冲淤变化对整治工程的影响，有些分析还不能满足现实的需要。

　　除此之外，研究人员还提出了一些新的思路，即河道整治仿真系统架构的设想。仿真技术并非是一个新名词，目前，仿真技术在国内外已有一些高水平的成果，水利工程领域的仿真技术规模和功能也在不断发展。那么，我们是否可以把仿真技术运用到黄河下游河道整治工程设计、防汛演练等方面呢？研究人员为此作了大量初步探索，绘制出系统总体结构流程图，相信在未来的河道整治中，这一技术将会彰显其科技魅力。

　　五、研究无止境 对河道整治的希冀

　　新一轮河道整治工程已经开工，研究人员绘制的蓝图将在工程建设的实践中运用，对于多年从事河道整治研究的江恩惠来说，除了莫大的欣慰外，她也提出了很多有待研究的问题。

　　她告诉记者，目前对河势演变规律及机理的研究还只是初步的，河势演变与土力学结合方面的研究还没有开展，多学科联合交叉研究仍没有取得突破；河湾流路方程没有进行机理上的深入研究；工程送溜距公式没有加入泥沙因子，还不能全面地反映工程实际；河道整治一体化仿真模拟系统研究刚刚起步，无法确定系统中的计算网格加密到何种程度才能真正反映工程局部控导效果变化。

　　研究无止境，尚有无数的未知摆在科研人员面前，他们前进的脚步不断追寻着下一个梦想。江恩惠希望，今后黄河下游河道有良好的整治效果，并合理利用挖河疏浚，加速河势稳定，真正提高河道输水输沙效率。

　　来源：黄河网 2007年4月10日