参天水利资源工程研考会《工作通报》No.2003-29
2003年8月14日
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长江科学院：发展模型试验，加强河道研究
- 湖北调研访谈纪要之二
编者按：2003年7月10日下午，课题组邓英淘、王小强、苏丁在武汉参观长江科学院水工模型实验场，并与科学院河流研究所河流室主任师哲、长江委综合统计处副处长姚志毅、中线供水办周紧东等座谈。为方便起见，下文不再具体注明发言人，简称"长江科学院"。本文根据录音和笔记整理，未经本人审阅，错误遗漏之处由编者负责。
长江科学院：南水北调中线调水到北京，必须采取一种方式过黄河，过黄河有两种方式，现在已经确定是穿黄方式是从黄河底下穿过去，原来还有一种渡槽方式。当时总干渠的线路和过黄河的规模一直没有确定，过黄河的线路摆动范围很远，有三、四十公里。所以，穿黄地点在三、四十公里范围内选择。为了研究这个问题，我们从1990年起委托黄河水利委员会的水科院，长江科学院也从1995年起开始做水工实验，它是一个水工建筑，这段黄河游荡得非常厉害，两岸堤距达到十公里，最窄的地方也有七公里，因为穿黄工程规模比较大，过水目标是540方／秒，要达到这么大流量，必须要选择一个合适的规模，如果在10公里的地方穿黄，规模就比较大了。穿黄工程修在这里，要研究对这段河的防洪有多大影响，最好能利用现有规模把穿黄工程的长度缩短，因为黄河的问题非常复杂。
课题组：这段穿黄工程的地质条件怎么样？
长江科学院：现在详细勘探了两条线路，孤柏咀这一段基本上是冲积物，黄河从上面带下来的上万年淤积下来的沙、黏土等，叫Q4的地层。在水流条件满足的情况下，它们可以被冲走。
课题组：不是很稳定吧？
长江科学院：这是在一定层面上。根据钻探的资料，27~28米以下的地层就不动了，实验条件是发生千年一遇的洪水，如果加上小浪底工程，可以抵御万年一遇的洪水。
课题组：穿黄工程在河道底下多深处？
长江科学院：最终是27~28米处，肯定满足这个要求。今年这种情况，加上黄河小浪底工程，黄河河槽里的过流能力非常小，河床不是很大，为我们选择过黄河的长度提供了非常好的条件。现在伊洛河上游没有控制性工程，对这段河势的影响主要是伊洛河来水。为什么黄河要修这么宽堤？是因为大洪水后，河床摆动得非常厉害，"三十年河东、四十年河西"，就是讲黄河的这种特性。现在主槽在这里，可能若干年后，它又摆动到另一边，历史上出现过这种现象，所以我们以后研究时，肯定要考虑这种可能性。建这个模型，从上面温县开始到下面京广铁路桥，一共80多公里。黄河水科院也在同步研究，他们有从黄河小浪底以下一直到京广铁路桥的大模型。主要研究黄河遇到了特殊的水沙条件或不利的水沙条件后，它会发生什么的变化？穿黄工程放上去后，它又会发生什么样变化？目前大家的意见逐渐统一。在十多年的研究过程中，我们请了国内最有名的泥沙专家和院士，如：武汉大学的希里衡院士，还有清华大学都参与了这个研究。从科研角度说结论对现在决策很有帮助。5月份，黄委和长委平行做设计，一是渡槽、一是隧洞，线路也不同。隧洞方案，长度是三公里。长委选在孤柏咀，是邙山的一段，线路修在邙山头后面，对岸地点叫新马河。渡槽方案，在李村县。渡槽长3.5公里，这边起点也是邙山，对岸侵占一部分过洪的面积，还要用大水坝拦水。用同样条件做两个不同线路的方案，最后结论是：两种方案对黄河的河势影响都不大。隧洞和渡槽各有优劣点，隧洞在河底，对黄河本身没有多大影响；渡槽有很多墩子，3.5公里中大约每隔50米有一个墩子，每个墩子直径3~5米，对水流的影响比较大，但对黄河的河势影响不是很大。
课题组：两者的投资谁大？
长江科学院：经过计算，同一个地点的两种方案中，渡槽的投资要大些。但水科院在评选时，认为差距不大。因为除了工程本身，还有一些附带工程，比如：为保持黄河河势稳定，要修几公里长的控导工程，工程每公里投资近百万元。渡槽两头的配套工程多，另外，驾槽还要驾槽机，这种机械国内没有生产，要专门定做。隧洞工程用遁构机钻孔，遁构机在国际上是成熟技术，设备可以很快满足要求。
课题组：穿黄工程将来维修是否会有难度？
长江科学院：当时也有专家提出这类问题。这次设计已经做了很大改进。穿黄一共两个洞，用水高峰时期过去后，一个洞过水就能满足要求，另一洞可以打一个斜洞，汽车、人员可以直接进去维修。
课题组：洞子直径有多大？
长江科学院：直径大约八米左右。
课题组：这段黄河是不是就让它在三公里的范围内摆动？
长江科学院：这是穿黄工程和治黄工程的关系。穿黄工程本身就要尽量不造成新影响，不管正面的，负面的，影响要尽量小。比如：新邙河国家已经投资了，把它的标准提高了，因为新邙河是从秦黄岭过来的，流量不大，但必须要把水引到黄河来，起到一定保护作用，上游是小浪底的明渠，从上面过来，必须把它引走。尽管伊洛河流域面积不大，但发生大洪水比例还比较高。
课题组：它的流量有多大？多少水入黄河？
长江科学院：流量有30亿。沁河的设计流量是4000个。
课题组：这里就围起来了，将来黄河水就不进这里了。
长江科学院：因为修了小浪底后，移民没有地方搬，所以就搬到这里了，移民已经住在黄河河道里了，黄河的河滩上有几百万人。道沟工程离小浪底还有40~50公里。
课题组：新邙河是把小浪底放下来的水从旁边引走了？
长江科学院：从秦黄岭走了。如果不管它，它会乱流。
随后，课题组来到三峡泥沙模型前。
长江科学院：三峡水库蓄水后，泥沙经多年累积后，会形成一个非常大的淤积量，淤积量到底有多大，要通过一定手段算出来，表明它的淤积会对工程有多大影响。修了三门峡水库后，这个问题一直影响到后来的所有水库，现在国家对这类研究非常重视。80年代三峡正式开始论证。当时中国水科院、北京水科院、天津水科所、武汉大学、西南水科院，大量科研单位同时研究葛洲坝，葛洲坝建设时，又同时研究三峡，因为要牵涉到水库长期运用、水库寿命；淤积后，水库会不会彻底淤死；淤积后对枢纽本身的影响；长期运行后，对整个库区沿岸的洪水的影响等等问题，这个三峡模型要保存几十年，到时候还要论证当初的设计是不是正确。目前的基本结论是：上游来多少水，来多少沙，都可以放下去。
课题组：模型证实这一点了吗？
长江科学院：实际上还不完全相同，长期放水与计算条件不太一样，只能说大的规律基本相同，因为模型都是有假设条件的。天然情况不一定是这样，比如1998年来了大洪水，来的很多，但也有很多年枯水。所以运行一段时期后，还要继续研究，比如三峡设定了三个阶段，现在是135米，运用一定阶段后是156米，之后才是175米，要经过10年，到2012年，水位才到175米。
课题组：这些模型都是动床模型吗？
长江科学院：是这样的。
课题组：如果要研究平原河道的演变，使用全动床模型够不够？
长江科学院：那得是动床动岸模型了，这是非常困难的，目前还没有突破；只能搞些很小的局部模型试验。我听得出你们提出的问题很内行么，好像是有备而来。
课题组：我们是来学习的。
苏丁整理
