《黄万里文集》

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黄万里文集- 第30节


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移量平均所达 7 亿吨,而床沙卵石 1 亿吨,作者统计所估,为人们所拒绝承认的。
当然,从每平方公里的卵石量累积起来约估,只是粗略的,但其误差若竟大了十
倍,只有二千万吨卵石堆在重庆,这个多年平均量恐怕也难在汛期挖净,于是上
游泛滥成灾,仍在所难免。这是由于人们不理解大江里无法实测出多层同时移动
着的卵石输移率 Gb(x;t),而又不承认统计法的合理性,这样造成的。详见水力
发电学报 1995 年第 1 期 92 页第五节。


六、三峡高坝蓄水后环境成灾的必然性
黄万里分析流域整体运筹(误译为系统工程 System  engineering)与江河治
理的原理中得出结论:凡是江河干流其上游汇水流域属于冲刷区具有大量耕地者,
其各支流造床料为砾卵石者,一律不可在干流拦河筑坝。换言之,若干支流源头
没有大片耕地,造床料不是卵石而是泥沙,则可以;而长江干流则不可。若卵石
输移率和量皆小而可以及时设法处理者则可以考虑拦河筑坝。今四川盆地和金沙
江广袤百万方公里,人口一亿,全域铺满卵石,其上冲积土壤厚不及一米,断然
不可修高坝拦江。这是应用水文地貌学的知识,这是定论。
但是人们忘了四川 1981 年 7 月的洪水多么可怕,冲入干流约有二亿吨卵石,
幻想三峡高坝蓄水后也许不致於造成堆石坝,不至於酿成灾害,那么,长江的大
支流汉水 1983 年 7 月安康的洪灾便是一个足以警告的先例。
汉水南岸安康县虽地势低洼,但城内房屋总不至於修在洪水位之下。安康下
游沿汉水约 200 公里为丹江口水库,1969 年完工。安康以下河槽内卵石早已淤高。
且其下游石梯一带为狭谷直壁,宽仅 150 至 200 米。河床既高,峡谷又窄,洪水
到来,水位自然抬高,原来测定的水位 H~流率 Q 关系不复适用,即:H~Q 线已
被抬高。洪水退时,石梯峡口沉积的卵石将陆续冲向峡口以下,慢慢地降低洪水 位。
安康“837”洪水实际并非极大。据实测资料 83 年 7 月 27 日至成灾日 31 日 安康以上流域平均降雨量如下表:
流域安康以上五日降雨量 (毫米)
7 月 27 日 28 日 29 日 30 日 31 日 五日累积降雨量

10。3 27。9 33。0 67。7 27。7 166。6


汉水水位涨势很猛。加以其上游石泉水库原已蓄高达 406 至 407 米。28 日曾 开闸放水,31 日仍回升到 407 米。
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8 月 1 日时安康最高洪痕 259。44 米,水位很快上涨了 19。4 米,高出安康城堤
约 1。5  米,高出安康大桥南端桥面约 2  米。7  月 31  日 18  时洪水开始破城进水,
20 时就很快淹没了全城。一楼住的人未淹毙者奔向二楼,而三楼,最高爬上四楼
顶的人还是淹死。如此快地涨水高达 19。4 米,显然是由于下游河槽被卵石淤高,
否则洪水再大也可在宽深的河槽里排泄出去。经查询当地人民或谓淹死数千人, 或谓数万人,惨绝人伦。
按安康以下汉水流域面积仅 38700 方公里,已修有四个大坝理该已拦住大部
卵石和泥沙。但仍因下游丹江口大坝与石梯峡谷之阻使卵石沉积河槽而抬高洪水 成灾。对比长江重庆,为害将数十倍于安康!


七、改建三峡高坝设计的建议
笔者曾在筑坝前三上书中央勿修此坝,筑坝开始后曾三上书建议停工。请求
公开讨论。在学报上又曾展开技术争辩。又曾答复美国总统来函咨询,说明此坝
永不可修之理由,承其回信同意并致谢。全世界有四个通讯社前来我家录音拍影,
除我国外已在全球各国电视广播。如今木已初成舟形,仍望公开争辩,改变设计
使四川盆地不受灾害,而已成工程尽量发挥其最大可能的作用。
建议将坝高降低,以不淹没奉节县为度。建议另加隧洞或排水道,使砾卵石,
泥沙能畅通出库,并恢复郝穴等出口,将沙石也输往江北洼地,抬高两岸田地, 并确保汉口。这须用尽心计。
停止各处模型试验。以前所作是全本错误:第一,床沙即河床料无法测到,
根本没有实在的原体资料,何所凭而作模型?第二,笔者前已证明圣维南两公式
不足以解答完备的水沙流力学分析,所需的控制断面必须辅以黄万里建立的能量
消散率最大的公式。模型试验中任意在下游设置一个不合实际的测流堰,是不可
能反映流变和河槽演变的。第三,在前述两点下缩小模型,其模比原则无法成立。
这些并不意味着作者认为模型试验不可能另有新的合理的方法。



一、治河四策概论
第十篇 治水原理概论 
我国历来订有治河四策:蓄、塞、浚、疏,有趣的是美国工程兵学者也订有
完全相同的四策。这四策原是针对防洪的,现已扩大目标,兼为通航等水资源利 用。四策可独立运用,也可几个综合兼用。
“蓄”指蓄水工程,拦洪措施、蓄水库、田间沟蓄、水土保持皆属之。前二
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者我国古时没有。
“塞”指堤防,以防洪水的顶冲和抬高。塞字是针对堵塞决口而言。
“浚”指浚深河槽,用挖泥法或用堤坝束水法。
“疏”指疏导洪流,分放他道。
前面说过,在人类占领平原以前,河中水沙流的去路有三条:(1)流水把部
分泥沙淤积在河槽里,结果抬高了河床和洪水位,并减平了坡降。(2)部分泥沙
冲出河口而落淤,延长了河身,又扩大了平原滩地。(3)洪水漫溢河槽,泛滥两
岸,淤高了田地,这就是水沙流造陆的自然现象。
自然界水沙下行是必然的,河道经过淤决徙,扩大了平原。造陆总是对人类 有利的。
人类当占领了平原之后,在这里繁殖生息,当然就不允许河道再摆动迁移,
也不允许再频频泛滥田地。人类就必须解决好上述水沙流原来的三条去路,才可
能在冲积平原上安居乐业。这就是说,必须治河。人们往往只修堤防,不许洪水 泛滥,这就出了问题。
我国早就提出了上列四策治河,其中除了未及分流而只及疏水外,四策可说
是完善的了。百年前德国人提出的治河原则,认为治河目的应使通过各横断面的
输沙率 G 一律相等,以保持各段落间不冲不淤;据是河治。这按笔者分析的河床演
变自然规律,冲积平原上河道长期内淤积是必然的,除非人类外施能量,经常淘
挖积淤,德国人的治河不冲不淤目的,是不可能实现的。


二、治河四策的效果比较
近代在山区蓄水拦洪,可以削低所在支流的洪峰,保护其两岸不遭泛滥;但
是对于其中下游干流的洪量却并不能有效地大量减少。这是因为干流在中下游的
受水面积很大,而山区拦河坝所能控制的流域面积只占一小部分。而且水库的防
洪容量只是为了削低峰率,等待峰过后洪水仍要放出库来。水库的积极目的是发
电、灌溉、航运等水资源利用,把部分值得调节的害水能转为利水,但部分洪水 仍作为弃水排出库外。
通常江河防洪都依靠筑堤高过洪水位,临水一面又须能抵御于洪水顶冲。在
前述水沙流三项去路中它助长了输沙出河口,但却长期中只使河床逐渐淤高,未
淤高田地,乃使洪水泛滥的威协逐年加剧。我国江河都有此患。早期河底淤得虽
尚未高出两岸地面,但是被抬高了的洪水位却高于两岸地面,使大雨后地面积水
无法排入河道里,抽排机械的力量又不够,于是形成涝灾。再经过长期的河槽淤
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积,河底高出地面而形成悬河,迫使人们把河堤随着河底之升高而逐年加高。于
是渗出两岸的地下水位升高,使田地盐碱化。堤虽未决,而两岸农田或涝或碱,
产量减少。堤防之策所以普通采用,主要由于工程简单省劳,堤身可以逐年陆续
加高。这种工程为了防洪,只能说是治标,并未解决好水沙流的三项去路以治本。
在洪水过高过猛的情形下,堤防难于防守时,不得不开口分洪,是为疏水。
疏水只漫出过多的洪水,其含沙浓度和大河中的一样,因此在输沙能力减低下,
大河反而淤积加甚。笔者建议的分流,分流闸下底槛设得很低,能刷出底沙,分
洪水中含沙加浓,于是大河积淤大大减少了。在汇水河段则可疏水或分往两岸的
湖泊低地,或绕行分洪道后仍回本河。洪水在一定防护的概率下,乃所过田地是
预先准备这样难得出现的一次遭害的。在流派河段则终年分流,向各派放出浓厚
的水沙流,再从各派淤灌三角洲田地。这样就把大部害水化为利水了。
堤防再加上浚河,并将淘出的河泥淤高两岸田地,乃是最根本的治河策略。
它们能同时解决好上述河中水沙流必要的三条去路:浚河淤地既抑低河槽之升高,
并抬起田地高度,在不泛滥的情形下增大了田地和槽底的高差,又淤灌了田地。
堤防则束住洪流直奔河口,刷沙出槽。只是以往长期未浚未放淤,积重难返,必
须长期地进行浚河淤地,补偿并阻止进一步使田地和河底的高差减小,并且逐渐 增大这高差,以降低洪水位,而求河治。


三、治河策略意见总结
黄万里认为江河水沙流从上游山区出来淤地造陆,是不可抗拒而有利的自然
现象。既成平原,人类据以生息,所谓“淫浸衍溢怀生物”,(庄周语)人们就必
须顺着自然演变,不违背客观规律地减免水害,增多水资源利用。
当前河患普遍的现象是,由于人类占领了平原修堤防洪,(1)江河槽底淤积
加多,(2)出海泥沙或有增多,仍嫌不够,(3)两岸田地少有浸决泛滥,没有史
前那样和河槽相应淤高的现象;一遇堤决,则殃成洪灾。所以江河必须治理,既 防水害,兼增水利。
这里讨论的治水策略是针对江河干流中下游汇水流域的淤积河段,如长江荆
州至杨州段;和三角洲派域的淤积河段,如长江杨州以下,黄河郑州以下。作此 建议的治河策略要点如下,按重要性依次叙述。
(1) 疏通各派河口,取捷径输沙出海,遏止海洋廻流。
(2) 分流各派,淤灌两岸田地。
(3) 中游汇水淤积河段中凡江河枯水位高出两岸地面的也设闸长期分流,
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用捣沙器加浓水沙流出闸。枯水位较低而淤积较快的则外加能量抽出水沙,或用
拖斗(drag line)拖泥过堤。这就是浚河淤地,增加地河高差。
分出的水沙流宜取洼道,用复式断面沿途淤滩刷槽。沿程可以分流淤灌洼地、
沼泽与湖泊。农民可自用拖斗拖出湖泊积淤泥沙,以填高田地。不废田还湖。汛 期必要时可令清水流还大河。
(4) 固堤护岸,遇特大洪水,备有分洪地区,只为了削峰所需暂储的洪量。
(5) 各支流山区可筑坝调洪,但主要是为了水资源综合利用及各支流两岸 防洪,对于干流减洪作用甚微。坝底要留洞排沙。
(6) 各支流要梯级开发,每级设活动低坝,两岸设船闸、水力电厂及灌溉 渠道。泥沙卵石要下行畅通。也可沿途浚河填地。


附录: 

致水利系的一封信 



水利系同志们:
万里离休多年,虽仍不断发表论文问世,并积累著作,总觉支取全薪,愧对
国家人民。拟请本学期开始重新讲课,只授一课:《水经论丛》。每周讲两小时,
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