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论黄河回归故道的可行性与施工的可操作性
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论黄河回归故道的可行性与施工的可操作性[1]
——再论黄河回归故道保护渤海与增加领土及内水
霍有光
（西安交通大学生态环境与现代农业工程中心，陕西 西安 710049）
摘 要：渤海是中国的内水，黄河入渤海造陆不增加国土反而损失珍贵的湿地。从历史、生态效益、经济效益和社会效益方面，充分论证了黄河回归故道（入黄海）造陆的可行性，具有保护渤海、增加领土（20000km2）及内水（数万km2）等经济和生态效益，探讨了黄河回归故道造陆的施工步骤与方法。
关键词：黄河；回归故道；渤海；黄海
中图分类号：F407.9 文献标识码：A 文章编号：1003-9511（2010）03-0000-00
1998年，笔者曾在《中国科学报》上提出“平行北移黄河”以解千里悬河之患的建议[1]。此后又在总结与梳理清代治黄经验教训的基础上，进行了跟踪探讨[2-5]。由此，已引起媒体与一些学者的关注[6-8]。为了使这一战略思想更具说服力，促使有关部门的重视，笔者试图再次深入论证黄河回归故道的可行性与施工的可操作性。
1 黄河入渤海造陆得不偿失
1.1 损失内水
渤海与其称为“海”，不如说是大自然赐予我国的一个得天独厚的半封闭型的湿地。渤海三面环陆，海底地势由海岸向湾中缓慢加深，平均水深12.5m，海湾南北长约556km，东西宽约236km，总面积约7.7万km2，大于台湾省与海南省面积之和。渤海湾滩涂广泛，潮间带3～7.3km，泥沙底质，坡度平缓，光照充足，是鱼虾蟹贝洄游、索饵、产卵的良好场所，也是天然的大氧吧。据1992年2月25日颁布的《中华人民共和国领海及毗连区法》，渤海属于我国的“内水”（所谓内水，就是说它的主体包含在我国陆地之内，是不存在任何国际纠纷的自有水面，不同于领海与公海）。可见，黄河入渤海造陆是以损失我国固有的内水（湿地）为代价的。
黄河自1855年改道山东入渤海以来，入海口已伸入渤海200多km。据文献[9]，黄河河口保护区总面积15.3万hm2，而每年还要增长2400 hm2的土地，是世界上土地面积增长最快的自然保护区。据评估，黄河改道入渤海150多年来，仅黄河河口一带已累计造陆达2000～3000多km2。
1.2 损失领土
自1855年黄河从黄海改道入渤海以后，苏北原黄河尾闾淤积的沿岸地区遭到强烈侵蚀，新陆地出现萎缩，主要表现为至今仍未停止的水下三角洲大面积的冲蚀作用和三角洲岸线的夷平作用。文献[14]记载：1855年后，江苏沿海自大喇叭口以北的海岸以侵蚀为主……在这150多km的岸线上，共蚀去1200km2的土地。海岸经历了侵蚀——堆积——侵蚀的‘沧海桑田’和‘桑田沧海’的演变过程。不难看出，自1855年黄河改道入渤海形成的所谓“新陆地”（实际是损失内水或湿地）以来，是以苏北废黄河口外丧失新领土为代价的。黄河改道150多年间，苏北故黄河尾闾至少损失领土1200km2。
图1 黄河下游河道、故道与改道示意图[5]
2.黄河回归故道的可行性分析
2.1 历史
黄河历史上曾有过多次大改道，自1272年改道入黄海，到1855年再次改道入渤海，在长达580多年的时间里，由于黄河入黄海造陆，它为增加我国的领土作出了重要的贡献（图1）。黄海是中国大陆与朝鲜半岛之间的陆架浅海，因海水呈黄褐色而得名。黄海南北长870km，东西宽约556km，面积约38万km2，平均水深44m。主要入海河流有淮河河系、中朝界河鸭绿江和朝鲜的大同江。主要海湾，西有胶州湾、海州湾，东有朝鲜湾和江华湾。
据任美锷[13]的研究成果：“早在北宋范仲淹时期（1027），苏北盐城东沙岗一带，仍处于海浪侵蚀状态，范公堤以外即为大海，且海水较深。……现在东沙岗以东盐城地区面积约10000km2的苏北平原，就是最近300多年来黄河泥沙造陆的结果”。孟尔君[14]则认为：自黄河长期泛淮后，江苏北部海岸线在历史时期有着很大的变迁。……自1128～1855年，黄河三角洲成陆面积7160km2；滨海平原的成陆速度也颇惊人，迄止1855年，造陆面积4500km2。总之，黄河在改道入黄海期间，曾为我国苏北地区新增陆地（领土）1万～1.16万km2。
图2 苏北废黄河口附近弶港以东辐射沙脊群与主要潮沟的形态[16]
2.2 黄河回归故道造陆的经济、生态与社会效益
2.2.1新增领土及节省河道占地
苏北废黄河口外，斜对的是南黄海苏北辐射沙脊群，由北沙、长沙、瑶沙、蒲子沙、金家沙、庄家沙、黄子沙、郎家沙、勿南沙等沙体组成（图1）。苏北辐射沙脊群是黄海西南部浅海内陆架的一种特殊大型沉积地貌，它以如东、海安、东台三县接壤地区弶港为中心顶点，向南黄海陆架呈辐射状分布，又称弶港辐射沙洲（图2），其南北长200km，东西宽140km，呈褶扇状向海，由70多条沙脊(水深0～25m)与潮流通道(水深10～50m)组成。据最近测量，弶港辐射沙洲面积为28000km2，其中0m线以上面积为3782km2，水下暗沙面积大约占沙洲总面积的86%。沙脊（沙洲）沉积物由黄河汇入黄渤海的泥沙（以含粘土的粉砂为主）和来自长江的泥沙（为细砂及粉砂质粘土）组成。辐射沙脊群沉积物质的主体是细砂与粉砂，主要来源于古长江。全新世晚期沉积层具水平层理，粘土质成分增多，反映出受黄河的影响，现代粉砂与粘土粒级物质受到长江与废黄河泥沙补给的双重影响[15-16]。值得指出的是，在这一沙洲群中，有少数沙岛已出露成陆，其中最大的是东沙岛，岛上建有固定观测所，这样就使中国领海向东推进了20km。
可见，实施黄河回归故道战略，利用黄河泥沙造陆，可使70多个暗沙组成的沙体群露出海面[5]，远景造陆至少可新增领土2万多km2，相当江苏省面积的1/5。在黄河故道入海口新增陆地2万km2，无疑可为发展沿海新的开发区带来了机遇。若每hm2（公顷）按150万元转让使用权（转让期限为30年或50年），供有关承包者开发，可收回工程投资3万亿元。黄河回归故道至少还能整治出游荡性河床（宽达10～20km）80%以上的土地，供重新配置利用，如，河南境内西自孟津县白鹤镇起，东至台前县张庄，黄河的广阔滩地约占土地2667km2，开挖新河道占地至多是旧河道的1/5～1/10，减去欲补偿（征地与移民）的土地，那么意味整治河道后至少可贡献出土地约2000km2。
2007年江苏省常住人口7475万人，面积10.26万km2（占全国的1.06%，列全国第24位），人口密度为729人/km2。新增陆地如果按目前江苏省的人口密度，可安置人口1458万；如果按200人/km2的密度，至少可安置人口400万。对新增土地（以及水面）作好远景规划，统筹安排，用来安置移民（偿还治河所占耕地）与未来的人口，规划新兴的小城镇与基础设施建设，调整产业结构，发展高新技术产业，带动投资、消费与产出，其远景的诸多效益将不可限量。
2.2.2新增内水并向东扩展了海岸线
按法律规定，领海是邻接陆地领土和内水的一带海域，宽度从领海基线量起为12海里。如果苏北废黄河口外新的陆地领土能够向黄海内部延伸140km甚至更远，无疑领海基线将同步东移，使“胶州湾——海州湾”的南翼大大向公海延展，与山东半岛构成半环抱之势，意味将扩大我国内水面积数万km2，形成我国的第二大内水，也成为盛产鳓鱼、鲅鱼、河豚、鲐鱼、带鱼、对虾的大渔场，还可大大增加养殖海带、紫菜、鲍鱼和贝类等物产的水域[5]。
2.2.3构建相对稳定的生态系
黄河回归故道后，可实现窄河拉沙、束水冲沙、裁弯取直，使千里悬河（含二级悬河）落到地面之上，并通过河床钢筋混凝土化、渠道化，使水沙灾害完全受到控制和防范，从而保证黄河永久安澜[5]。黄河回归故道还可调节黄河晋陕峡谷以下千百年来积累的泥沙，使黄河丰富的泥沙资源变害为利，既保护了渤海，又可增加我国的领土、内水与领海。
黄河回归故道后，仍可保留一条渠道化的窄水道，用来向河南、山东供水。山东省、河北省、河南省的用水问题，还可通过鸭绿江水南调工程和南水北调中线修正方案来解决，科学地、系统地配制黄河水资源与外来的“客水”，使黄河流域上游、中游、下游的水资源得到统筹兼顾，发挥其最佳效益[10-12]。
2.2.4使渤海免遭淤积消失之患
黄河回归故道可避免莱州湾、渤海湾被泥沙淤积而导致其萎缩与消亡，避免环渤海港口群和养殖区的消亡。对黄河回归故道后渤海海岸线可能出现的海侵问题，可通过构筑钢筋混凝土化的防浪大堤来抵御[5]。
3 黄河回归故道的施工
黄河在兰考县（铜瓦厢）以下的故道，流至云梯关入黄海，全长约730km（图1）。实施黄河回归故道战略，应以“先易后难，分段施工，逐步到位”为原则，力争减少工程投资，边施工边受益。早期可尽量利用现有的黄河渠道和水利设施，施工步骤大致分为两个阶段。
3.1 先期工程：铜瓦厢——云梯关段（重新开凿黄河故道）
黄河故道介于黄河、淮河、苏北灌溉总渠之间，南北平均宽32.5km，总面积24574km2，地跨河南、山东、江苏、安徽4省6地(市)25县(市、区)，总人口约1500万。据统计，黄河故道地区每年起沙风日为70～160d，约1000～1250h，由于流域内河道失修，排水系统不畅，造成黄河故道风沙、旱涝、盐碱等多种灾害频发，严重影响了当地的农业生产，再加上近年来滥垦、滥伐、滥牧等不合理的生产经营活动，大面积植被遭破坏，致使地面裸露，许多固定沙丘再度活化，风起沙扬，风沙化土地面积逐年扩大[17]。
黄河故道也是黄河主河道多次迁徙游动而遗留的一个比较独特的自然地理单元，地表形成了一系列高差不大，岗、坡、洼地（或沙丘、沙垄和低地）纵横交错的微地貌[18]。以商丘黄河故道为例，它高出故堤南地面6～8m，南北堤间距平均6～7km，最宽达20km，河床宽1～2km。从这些特点可以看出，重开黄河故道，可使坏事变好事，区内移民和征地的代价较低（可通过黄海造陆来补偿），而生态环境可通过综合治黄得到科学美好的再造。
鉴于废黄河故道地区上述民情、物产、地貌、水文等特点，重开黄河故道的施工策略是：
a.建筑钢筋混凝土化、渠道化的河床。吸收清代长期治黄的历史经验[3-4]，实现窄河、深漕、束水，可解决“旁流溢出”、游荡性河床越来越宽、“正流愈缓”而“沙停淤浅”等问题，能保证“拉沙”有足够的流量和冲力，解决“下流壅滞”、河水“不得遂就下之性”的问题。
b.建议采用室内模拟（仿真）试验的方法，通过科学估算并调节黄河流量，研究和确定河槽深度、宽度，单位流量，河床容量等有关要素的最佳比例关系，认识泥沙搬运以及减少泥沙淤积的规律，作为渠道化工程（最佳宽度与深度）设计的依据。
c.充分利用废黄河故道残留的北岸大堤进行施工。施工方法是：自新河床中心线用推土机向两边推土，分别加固、加高北岸大堤与新建南岸大堤，这样既解决了建筑大堤的工程用土问题，又能使新河床降低一定的高程。而两岸大堤的迎水面，可采用“人工构建三角形化河道断面”的施工方法进行施工[5]。
d.建水闸和小型平原水库。大致自黄河入海口100km处起，由下而上，在700多km的河床上，规划建设6个水闸，在每个水闸的上游渠道外，配套建设小型平原水库（北岸地势较高，在北岸外选址较好，库底与周边要进行防渗处理），目的是调节黄河渠道的水量与流速。冲沙方法为：先从最下游的水闸开始调节，通过水库（积小水为大水）开闸放水，利用单位时间里形成的人造洪水来冲沙。通过6个水闸联合调度，自下而上递补式冲沙，循环往复，始终保持河床有多阶较大的落差，以加强溯源侵蚀与造陆的作用。
鉴于黄河水资源已显不足，枯水季节难以保证冲沙水量，不妨尝试利用海水冲沙作为一种辅助手段：①商丘、砀山附近黄河故道海拔高程在40m以下，若从海州湾调黄海水，直线距离大约为320km；假若调水至徐州以下河段（河床高程在30m以下），直线距离仅200km。从调水的高程、距离来看，提扬调水的成本比较低。②利用与水闸相配套的小型平原水库存储黄河水,还有沉淀泥沙的作用，可将库中沉沙以后的清水（淡水）置换出来，供沿黄两岸使用，发展工农业生产。而直接用海水（清水）来冲黄河渠道之沙，效益会更佳。③由于渠道实现了钢筋混凝土化，加之每年还要使用一定的黄河水（淡水）来冲沙，故海水冲沙作为辅助手段，不会对两岸造成盐碱化污染。④铜瓦厢水库的作用，一是通过沉淀泥沙，利用原黄河河道向山东方向输送清水，供沿岸工农业生产之用；二是通过开闸放水，将水沙冲入黄河新河道，向黄海输沙造陆。
e.建立库（湖）闸结合的调控系统。清代黄河在兰考铜瓦厢决口改道，主要原因是黄河在江苏清江与淮河汇合，共用一条河道，汛期时淮河涨水对黄河入海造成顶托，致使黄河在清河以上，泄洪不畅，泥沙淤积河道，逐渐成为悬河，最终导致黄河溃堤迁徙。中华人民共和国成立以来，淮河经过长期治理，目前洪泽湖有4个泄洪出口（均建有水闸控制）：一是入江水道，通过排洪入长江；二是苏北灌溉总渠；三是入海水道，通过平地筑堤，形成人工入海通道；四是淮沐河，在不与沂沐泗洪水遭遇时，相机泄洪，经新沂河入海[19]。显然，这种库（湖）闸结合的调控系统，亦可为治黄提供很好的借鉴。
苏北黄泛区积累有巨额泥沙资源，用淮冲沙与黄河新河道6座水闸相结合，可合理配制与调度黄河与淮河的水资源，而修建引淮涵闸拉沙清淤，可有利于缓和黄河下游地区水资源紧缺的矛盾。将当地泥沙就近输入渠道化的黄河中，既能治理黄泛区大量活动沙丘、沙堤等堆积物，以平整土地，又能够加快黄海的造陆步伐。
f.加快弶港辐射沙洲的造陆进程。可考虑：①为了避免潮流冲刷导致新淤积的泥沙向黄海中心散失，可在诸沙脊东端出口附近抛掷巨石（或混凝土巨块）堆积成坝，或用液压打桩船打桩，营造封闭的水下小盆地，阻断潮水流动，加速泥沙淤积；②通过精心规划，巧妙利用若干列平行沙脊，堵截形成若干条带状的内陆湖泊，既加快围海造田速度，又营造出大片湿地，为发展养殖业奠定基础。
g.开挖新河道要充分兼顾南北两岸交通的需要。预先在未来的河床下面露天开凿，构筑横穿黄河底部的交通涵洞，即按设计的宽度与深度，浇注、箍砌过黄涵洞的两翼及翼顶，腹内的沙土先不必挖走，待新河道建成通水后，从两岸底部进行开挖，将涵洞里的沙土掏空，便可贯穿黄河南北两岸，使天堑变通途。还可以采用沉箱法将预制的交通涵管开槽埋在未来的河床之下。
h.利用其他泥沙资源入黄海造陆。黄河入黄海造陆可利用的泥沙资源还有（先自下而上清理河道中的泥沙，尔后清理河道周边的泥沙）：①黄河桃花峪——铜瓦厢段及周边积累的泥沙。②黄河三门峡至郑州河段积累的泥沙。③陕西境内渭河悬河积累的泥沙（由于黄河顶托造成）。④黄河晋陕峡谷以及宁夏内蒙古河段积累的泥沙。
3.2远期工程：桃花峪——铜瓦厢段（实行平行北移黄河的战略）
修建这段黄河的直接效益是：可解除陕西省境内的水患威胁（即避免黄河淹没淤积洽川湿地，避免华县、渭南形成水灾）与河南省、山东省境内的悬河之患，大大减少游荡性河床所占的土地。当黄河入黄海造陆取得一定的效益，国家也有更加富裕的财力时，实施黄河“桃花峪——铜瓦厢段”平行北移河床工程，仍然具有非常重要的经济意义和生态意义。
a.保留入渤海的旧河道的“窄河输水”功能。保留入渤海的旧河道的“窄河输水”功能，旨在为下游提供一定的工农业用水，关键时刻也能起到分洪的作用。其施工策略是：平行北移黄河，在原北岸大堤与新北岸新堤之间，构筑渠道化、钢筋混凝土化河床，不用开挖就比原河道至少降低5～10m，千里悬河由此化险为夷。施工规划与施工方法如先期工程。
b.规范原游荡性河床，裁弯取直。黄河入渤海的河道极不规则，上宽下窄。河南省境内河床一般宽10～20km，河势频繁摆动，沙洲罗列，沟叉纵横。山东省陶城阜以下的河道被束为0.5～2km，山东省东阿县最窄处河面仅宽300m。由于黄河上游有小浪底、陆浑、故县等水库联合调洪，下游又有入黄海的新通道，因此导致黄河洪水灾害的几率已降至历史最低，故通过渠道化整治，黄河河宽可缩小到2km（甚至1km）以下。
c.建高速公路。黄河进入新河道后，可利用原黄河南岸大堤作路基，建设一条高架的高速公路，为河南省、山东省提供一条便捷的交通要道，促进旧河道地区经济的发展。
4 结 语
目前全球正遭遇严峻的经济危机，如果能够论证并启动一项“利在当代、功在千秋”的大型民生工程，有助于拉动我国内需，尽快战胜经济危机。
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[1] 基金项目：国家软科学研究计划项目（2003DGQ3B168）与国家社会科学基金资助项目（03BSH035）
黄河回归故道示意图
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