新中國成立後,隨著基礎研究、應用基礎研究的深入,人們對黃河水沙運動基本規律認識不斷深化,治黃方略逐步得到發展和完善,治黃技術不斷進步。由建國初期的“寬河固堤”到50、60年代的“除害興利,蓄水攔沙”,70年代的“上攔下排,兩岸分滯”,直至《黃河重大問題與對策》中提出的“防洪:‘上攔下排、兩岸分滯’,控制洪水;‘攔、排、放、調、挖’,處理和利用泥沙。水資源利用及保護:開源節流保護並舉,以節流為主。水土保持:防治結合,強化治理;以多沙粗沙區為重點,小流域為單元;采取工程、生物和耕作綜合措施,註重治溝骨幹工程建設。”治黃方略的發展和完善為黃河治理開發起到了良好的指導作用,治黃技術進步推動了黃河治理開發的快速發展。?
人民治黃初期,黃河水文基本站點稀少,基礎資料缺乏,黃河科研也有待廣泛深入開展。依據當時形勢,確定了“寬河固堤”的治黃指導方針,改變了黃河過去頻繁決口改道的局面,確保了黃河防洪安全。1952年開始,治黃工作由下遊修防逐步向治本過渡,治黃方針演變為“除害興利,蓄水攔沙”,主要是采取幹支流修水庫和攔河壩,水土流失區開展水土保持的措施,“節節蓄水,分段攔泥”,以此為方針編制的《黃河綜合利用規劃技術經濟報告》於1955年7月由壹屆人大二次會議審議通過。這壹時期的治黃科研發展迅速,取得了許多有重要價值的科研成果。?
50年代初期,500多位科技人員對黃土高原進行了十幾個月的考察,對黃土高原的自然條件和社會經濟狀況有了全面系統的認識,提出的關於黃土高原不同類型區的劃分,為因地制宜確定治理方向和治理措施提供了科學依據。60年代初期開始,通過對淤積在黃河下遊河道中的泥沙粒徑分析認識到,主槽表層淤積物中80%為粒徑大於0.05mm的粗泥沙。進而,對粗泥沙進行了詳細調查與分析,找到了黃河粗泥沙的主要來源區分布在晉陜蒙接壤的約10萬km2黃土丘陵溝壑區,從而明確了黃土高原治理的重點區,提出了把集中治理中遊粗沙來源區作為治黃戰略的建議,指出要控制下遊河道淤積惡化,應首先治理粗沙來源區。這是對黃河泥沙規律認識上的壹個重大突破,對於指導黃土高原水土流失治理工作具有重要作用。?
通過對黃河流域多沙粗沙問題和黃土高原水土流失特征的研究,從理論上解決了黃土高原水土保持的防治方法、工程布局和工程重點等壹系列重大的宏觀戰略問題。在水土流失規律及水土保持措施的減水減沙效益研究方面,采用大流域、小流域和單項措施相結合,通過對不同侵蝕降雨小區地形、降雨、土壤、植被等水土流失因子的觀測,提出了適用於不同情況的水土流失方程,初步分析了不同地貌和侵蝕類型的徑流泥沙來源及數量。通過小區測驗和人工降雨試驗取得了不同地類、坡度、坡長和水保措施對水土流失影響的定量關系式和流域產沙模型,基本摸清了黃土高原不同侵蝕類型區的徑流泥沙來源以及各種水保措施所產生的蓄水保土作用。這些研究成果為水土保持規劃、設計和水土保持效益分析提供了科學依據,同時也為治黃方略的演變提供了基本資料和理論依據。?
三門峽水庫“蓄水攔沙”運用後,庫區迅速淤積,對水庫淤積特性的研究使人們認識到建庫攔沙問題的復雜性和局限性。圍繞三門峽樞紐的運用、改建,進行了三門峽水庫淤積及下遊河道演變規律研究,提出了三門峽水庫滯洪排沙運用後下遊河床演變趨勢及近期整治意見。通過三門峽水庫“蓄清排渾”控制運用的實踐,對多沙河流水庫如何保持有效庫容、水庫翹尾巴淤積規律、泄流規模選擇、水庫運用方式等認識在理論上有創新,豐富和發展了多沙河流水庫泥沙科學及水沙調節理論,為後來興建水庫提供了寶貴經驗。?
三門峽工程實踐的經驗教訓提高了人們對多沙河流修壩攔沙作用的認識,水土流失規律及水土保持措施的減水減沙效益研究表明了水土保持工作的艱巨性和長期性,對黃河下遊河道沖淤演變規律的研究發現黃河下遊河道具有“多來、多淤、多排”的輸沙規律,促使了治黃方略由“蓄水攔沙”向“上攔下排”的轉變。?
“八五”以來,進壹步完善了降雨產流產沙計算方法,分析了多沙粗沙區70年代以來的水沙變化及其原因,預測了變化趨勢;通過對黃土丘陵溝壑區六溝道小流域壩系多年運用情況的系統研究,明確提出了溝道壩系相對穩定的條件、標準和定量方法等,初步研究制定了小流域經濟、社會、生態效益評價指標體系,提出了攔減粗泥沙對黃河河道沖淤變化的影響;通過對黃河中遊多沙粗沙區區域界定及產沙輸沙規律的深入研究,進壹步界定了黃河粗泥沙的範圍,並對多沙粗沙區進行了亞區劃分。這些成果為確定黃土高原多沙粗沙區的治理模式、編制生態環境建設規劃提供了科學依據。?
通過對高含沙洪水水流特性、洪水演進特性、泥沙輸移特性及河床演變規律的進壹步研究,探討了高含沙水流遠距離輸送問題,發現了窄深河槽具有極強的輸沙能力,由此提出了利用下遊河道將高含沙水流輸送入海的設想。在泥沙運動基本理論研究方面,提出了適用於壹般挾沙水流和高含沙水流的挾沙力公式、動床阻力公式、流速分布公式和懸移質含沙量分布公式,河流綜合穩定性指標。通過研究不同水沙條件下黃河下遊河道縱橫剖面的變化過程,闡明了黃河下遊水沙減少引起下遊河道不同河段橫剖面的變化規律,對黃河下遊河道整治具有指導意義。這些成果為“下排”方略的形成和發展提供了理論基礎。?
通過開展小浪底水庫調水調沙和減緩黃河下遊河道淤積措施研究,開辟了“調”與“排”相結合的處理泥沙新思路,分析了“放”淤對減少艾山以下河道淤積的作用。對於下遊泥沙處理利用研究,提出了以“挖河”作為減緩艾山以下河道淤積的壹種新途徑;提出了從渠首引水放淤至田間的成套泥沙處理措施;在不打亂引黃灌區現有布局、充分利用現有涵閘引水引沙能力的前提下,提出了利用引黃供水沈沙、淤築相對地下河的思路和總體布局,初步分析研究了淤築相對地下河對環境的影響及防治措施,結合引黃供水沈沙淤築相對地下河工程既加固了堤防,又在“放”字上提出了新思路。?
通過研究河口段河道發育演變規律以及在海洋動力綜合因素作用下河口泥沙的運移方向、河口延伸和蝕退條件,黃河口攔門沙的演變機理,闡明了攔門沙發生的部位、形成的過程、演變的特性及其對河口河段演變的影響,為黃河口的治理提供了科學依據。?
根據對黃河流域暴雨特性的分析研究,確定了黃河下遊洪水的主要來源區。通過黃河洪水特性的分析,為下遊防洪標準的確定及防洪調度奠定了基礎。依據實測洪水、歷史洪水,經過暴雨移置可能性分析、歷史洪水過程分析等綜合性研究計算,確認了下遊發生特大洪水的標準和可能性,促使了“分滯”方略的形成。其中總結提出的“可能最大暴雨和洪水計算原理和方法”研究成果被聯合國世界水文氣象組織(WMO)水文學委員會推薦用來“修改和更新PMP/PMF最佳實踐手冊”,並納入我國“防洪標準”。?
在黃河下遊遊蕩性河道整治研究方面,系統整理分析了大量的航片、衛片及主流線套繪資料,進行了河道動床模型試驗,研究了河型穩定性指標、河型轉化及“橫河”、“斜河”的發生機理,系統總結了黃河下遊河道整治經驗,提出了河道整治的原則,論證了微彎型整治方案的合理性及可行性,深入研究了下遊遊蕩性河段河道整治對本河段及下遊河段的影響。這些研究成果應用於指導黃河下遊河道整治工作,取得了很好的效果。?
黃河是我國西北、華北地區最大的水源,黃河水資源的合理配置是關系這壹地區乃至全國社會經濟發展的重大戰略任務。治黃50多年來,通過開展黃河水資源利用問題研究,初步掌握了黃河流域水少沙多、水沙異源、水資源的時空分布不均、年內分配集中、年際變化大、流域性的連續枯水時段長等重要規律,提出了黃河流域多年平均天然年徑流總量為580億m3,解決了大量水資源利用方面的關鍵技術問題,為科學管理、調度和分配黃河水資源提供了科學依據。其中,2000年水平黃河水資源利用預測方案被國務院批準作為“在南水北調工程生效前黃河可供水量分配方案”,目前,正在有關省區和部門貫徹執行,並作為黃河水量統壹調度的基本依據。