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封丘县地处河南省东北部,为河南省新乡市辖县,南北长38.2公里,东西宽48.7公里,区域面积1225.51平方公里,辖19个乡镇,609个行政村,总人口89.02万。

大河第一“悬”:曹岗险工的嬗变

时间:2020年10月29日 点击次数:31152

      春季这里油菜飘香,沁人心脾,夏季这里蒲苇丛生,百鸟鸣啭。秋季这里杨柳依依,石楠火红。冬季这里河滩空旷,长河寂寥。长堤宛若游龙,横护家园,坝岸固若金汤,庇佑苍生。站在巍巍黄河大堤上,面对着滔滔黄河,谁又会想到,这里是万里黄河第一险的险工,这里是黄河的最后一个大拐弯处,这坚固的险工已有三百多年的历史,这巍峨的长堤已经历过500余年的沧桑。这,就是黄河上临背悬差最大的工程——封丘曹岗险工!

前世今生

      “呼风唤雨卷波澜,一路高歌多少难。自古险工在黄河,河底高悬急转弯。”
      这首诗,便是对黄河险工形象的描述。那么什么是黄河险工呢?
      《百度百科》解释说,沿黄河堤防修建险工的堤段,称险工堤段;临河有滩地,未修建险工的堤段,称平工堤段。为提高堤防抗御洪水的能力,在经常靠水堤防的堤段有计划地修建的整体防冲工程,统称为险工。险工作为河道整治工程的组成部分,不仅可防止水流冲塌堤防,而且可控导水流,在稳定河势中发挥了重要作用。          黄河史上最初的防洪工程,可上推至4000年前的原始社会。“逐水草而居”的先民们为防止洪水侵害,用“水来土挡”的办法修筑一些简单的堤埂,把居住区及附近的耕地保护起来。共工氏“壅防百川”和“鲧障洪水”的传说,就是对该方式的形象描述。禹治水时,采用了疏导法,即所谓“高高下下,疏川导滞”。大禹以水为师,能够根据水流运动的客观规律,因势利导,疏浚排洪,比共工氏和鲧的治河方法前进了一步,实现了从单纯的消极的防洪到积极治河的转变。真正意义上的堤防工程,至少在西周时就已出现。“防民之口,甚于防川,川壅而溃,伤人必多。”从该警语所表述的内容上看,当时的堤防应小有规模。到了春秋中期,堤防已较为普遍。
       黄河险工有一个形成、演变、发展和完善的过程。历史上的黄河险工大多是以薪柴、土料为主体,用桩绳盘结连系做成的整体防冲建筑物,即埽土。
       新中国成立以前,黄河高村以上游荡性河段仅有险工15处,护滩工程3处。为提高险工的抗溜能力,20世纪50年代初期对险工进行了“石化”。其后修建险工及抢险时已很少采用秸土工,并且对已有的丁坝、垛、护岸进行了改建,将秸土混合结构型式改为由土坝体、护坡、护根3部分组成的结构型式。土坝体由壤土筑成。为保护土坝体免遭水流冲刷破坏,在受溜部位上部建有护坡、下部建有护根。为适应、利用黄河含沙量大的特点,护坡、护根在新修及抢险时一般多用柳石结构。柳料年久腐烂后用石料补充,因此在坝垛稳定之后,柳石工就变成了石工。
       始建于公元1753年(乾隆18年)的曹岗险工,在清朝由于工程常年靠河,堤防的土质结构难以抵挡水流的长期冲击淘刷频繁出险,乾隆皇帝为了江山社稷而抢筑埽工顺堤坝。该工程作为历史上的老险工,清代已渐趋成型。大部分工程是1921年修建的散石工程,至解放时,有散石坝36道,散石垛27座,散石护岸35段。后经加高、加固、改建、续建,目前工程总长度为5260米,现有41道坝,27座垛和37段护岸。
       曹岗险工所在河段黄河从这里由东西流向急转为南北流向,形成“之”字形,滔滔之水直冲堤坝而来,这里又是黄河“铜头铁尾豆腐腰”中 “豆腐腰”的所在地,同样又是黄河上著名的“地上悬河”所在河段,素有 “黄河之险,险在河南,河南之险,险在封丘,封丘之险,险在曹岗”之说。
       据测量,曹岗险工的临背悬差高达10米以上,也就是河床比堤外地面高出10米,相当于三层楼房的高度,在黄河中行驶的帆船,在堤外最多只能看到游移的桅杆,仿佛飞船一般在空中航行。因此,这里的黄河也形象的被人称之为“悬河”、“天河”,这样的河势一旦决口,水沙俱下,带来的将是灭顶之灾。
       那么,封丘曹岗河段为何会有这么高的河床呢?历史上的黄河有没有泥沙淤积呢?

 

河患之“根”

      古代的黄河,河面宽阔,水量充沛,水流清澈,那时,她的名字并不叫黄河。我国最古老的字书《说文解字》中称黄河为“河”,最古老的地理书籍《山海经》中称她为“河水”,《水经注》中称她是“上河”,《汉书·西域传》中称她为“中国河”,《尚书》中称之为“九河”,《史记》中则叫“大河”。到了西汉,由于河水中的泥沙含量增多,有人称她为“浊河”或“黄河”,但未被普遍认可,直到唐宋时期,黄河这一名称才被广泛使用。 
      据历史记载,夏、商、周以前,黄河下游还是“地下河”,其含沙量仅有13-17公斤每立方米,那是人口稀少,并无堤防;西汉时期,随着人口的增加和人类活动的加剧,泾水的支流马连河已有“泥水”之称(《汉书·地理志》)。唐代中后期,鄂尔多斯高原上原本肥美的草原,已变为“广长几千里,皆流沙”(《全唐文》卷737沈亚之《夏平》)。到宋代,这里更成为“千里不毛”(《宋史·郑文宝传》)。由此可见,这里的生态环境在唐代以后就已急剧恶化《河南与和黄河论坛黄河文化专题研究会文集:嬗变的黄河》。
       上游生态环境的恶化,带来的是黄河含沙量的逐步增加,也自然造成了河道的淤积和变化。北宋欧阳修面对黄河不断淤积的泥沙,曾言“河本泥沙,无不淤之理。淤常先下流,下流淤高,水行渐壅,乃决上流之低处,此势之常也”(《历览长河——黄河治理及其方略演变》)。但当时的人们对河道淤积和河道演变缺乏正确全面的认识,更缺乏系统的治理,只能利用堤防采取“疏”与“堵”的方法,将堤防作为防御洪水的安全屏障。
       堤防的修建对于保证防洪安全乃至整个经济社会的发展虽然发挥了巨大的作用,但也带来了新的问题。黄河是一个多泥沙河流,进入下游后河面展宽、比降变缓,大量的泥沙沉积在河道里,河床日益抬高,过洪能力不断下降。为了保证防洪安全,堤防也要随之加高,以满足防洪的需要。这样淤而复加,加而复淤,下游河道也就逐渐变成了地上悬河。河床越高,堤防越险,一旦决口,洪水居高临下,势不可挡,而且河床高悬极难堵复,有时还会发生“改道”,这也就形成了黄河“善淤、善决、善徙”的特点。
      据历史统计,从周定王五年(公元前602年)有洪水决溢改道记载以来,到1938年花园口 决口的2540年间,黄河共决口1590多次,较大的改道26次,给黄河两岸的人民带来了巨大的灾难。黄河一旦决口,一般当年很难堵复,要想堵复少则一二年,多则数年甚至十数年。改道后常常会有数十年的泛流期,为害时间更长,范围也更广。
       黄河的决溢泛滥曾经让号称“四渎”之一的济水埋没于黄沙之下,空留下济南、济阳、济源、济宁的地名,花柳繁华的古沐水亦难觅踪迹,“烟波浩荡八百里”的梁山泊于明清被淤为平地,菏泽地区两汉遗迹埋在地表以下8—10米处,唐宋遗迹埋在地表以下6—8米处,就连很多明清遗迹也掩埋在2米黄沙之下。七朝古都的开封城曾7次被黄河淹没,最深处埋深10—12.5米。汉代到宋代的内黄古城,埋藏在9米的黄沙之下。1938年,花园口扒口改道形成后黄泛区,直到现在,对生态环境造成的影响仍未完全消除……
       曹岗险工也因其常年靠河,在1935、1936、1948、1954年发生较大洪水时,均出现过较大险情,经过多次抢护,根石得到不断的加固强化,其根石深度均在8-20米左右,其中25坝根石最深点达21.2米。
      “谁言为利多于害,我谓长浑未始清。西至昆仑东至海,其间多少不平声。”这首宋代诗人邵雍悲愤的古诗,正是千百年来黄河灾患的真实写照。 现代治水名人李仪祉分析黄河为患之症结,他说:“言黄河之病,莫不知其由于善淤、善决、善徙,而徙由于决, 决由于淤,是其病源。”一语道中千年河患之根源。

追“沙”溯源

 

      追溯黄河河道沙多的主要原因,首先得了解黄河的特点。
      黄河的突出特点是“水少、沙多,水沙关系不协调”。这也使黄河成为世界上最为复杂、最难治理的河流。
      黄河“水少”。黄河自西向东跨越青藏高原、黄土高原和华北平原三个地理台阶,东流入海。其径流量根据国务院2013年批复的黄河流域综合规划成果,1956-2000年黄河流域多年平均河川天然径流量为534.8亿立方米,相当于长江的1/17,仅占全国河川径流总量的2%,居我国七大江河的第4位。流域内年人均水量473立方米,为全国人均水量的23%;耕地亩均水量220立方米,仅为全国耕地亩均水量的15%。黄河水量少的主要原因有:一是由于气候变化,黄河流域目前处于干旱和半干旱地区,降雨量少,多年平均值仅为473毫米,流域内人均水资源量仅为世界平均值的1/13;二是黄河流域对水资源的需求增长迅速。据统计,1997—2003年,每年有五分之四的黄河水被沿黄地区用掉。不断扩大的供水范围和持续增长的供水要求,使水少沙多的黄河难以承受,承担的供水任务已超过其承载能力,水资源供需矛盾日益尖锐。三是黄河下游800公里长的地上悬河使其基本无法接纳两侧来水,还需要用大量的水资源输送黄河泥沙,又需向下游两岸非黄河汇流区提供工农业生产和城市生活用水,补给两岸地下水的消耗,有时甚至需向远离黄河的天津、河北、青岛、烟台等地供水,这使得与其它河流相比,黄河水资源的负荷特别的重,这是造成黄河水资源紧缺的又一重要原因。
       黄河“沙多”。 据统计,多年来黄河年平均输沙量为16亿吨,是长江的3倍。河水平均含沙量(三门峡水文站)为35立方米每秒,约是长江(宜昌水文站)的30倍。从世界范围看,印度和孟加拉国的恒河,多年平均输沙量为14亿吨,与黄河比较接近,但其多年平均径流量却高达3710亿立方米,平均含沙量仅为3.9千克每立方米,仅相当于黄河的8.4%。世界上13条年输沙量超过1亿吨的大河中,黄河的年输沙量和平均含沙量均居首位(《治理黄河思维与践行》)。而“沙多”的主要原因是黄土高原地区严重的水土流失。黄河上中游流经黄土高原水土流失区,水土流失区面积达45.4万平方公里。区内沟深坡陡,土质疏松,气候干旱,但暴雨集中。一遇暴雨,大量泥沙通过沟道、支流进入黄河。干流实测最大含沙量达911千克每立方米(1977年)。中游河段多为峡谷,比降大,挟沙能力强,进入下游以后地势开阔,比降渐缓,挟沙能力逐步降低,这种输沙能力上大下小的不平衡状况,使得大量泥沙沉积在河道里,致使河床不断抬高。因输沙能力不平衡造成的泥沙淤积和河床抬高,则是黄河区别于其他江河的主要特点,也是黄河难以治理的症结所在。
       黄河水沙关系不协调。一是水沙异源。其泥沙主要来自中游的河口镇至三门峡区间,来沙量占全河的89.1%,来水量仅占全河的28%。河口镇以上来水量占全河的62%,来沙量仅占8.6%。二是年内分配集中,年际变化大。黄河泥沙年内分配极不均匀、汛期7-10月来沙量约占全年来沙量的90%,且主要集中在汛期的几场暴雨洪水。黄河来沙的年际变化很大,实测最大沙量(1933年陕县站)为39.1亿吨,最小沙量(2008年三门峡站)为1.3亿吨,年际变化悬殊,最大年输沙量为最小年输沙量的30倍(《黄河四百问》)。
       这种水少沙多,水、沙分布的集中性,给开发利用黄河水资源和下游防洪增加了很大的难度。

千年探索 

       出于对黄河泥沙重要性认识的日益加深,一代代先人在建设堤防治理黄河的同时,在治理泥沙淤积方面也进行了诸多有益尝试。
       西汉大司马张戎从解决黄河泥沙问题为切入点,提出了“以水排沙的治河方策。他认为,要解除堤防决口的隐患,必须给黄河泥沙以出路。否则,河愈高,堤也愈高,犹筑填而居水”,决溢灾害势必愈加严重。因此,他建议应利用水流冲刷的特性,设法保证下游有充足的水量,最终达到排泄泥沙的目的。张戎这一认识,可谓切中要害,但在当时的工程技术条件下是很难做到的。(《汉书·沟洫志》)。贾让著名的“治河三策”,上策人工改道,中策分水灌溉,下策加固堤防,指出了修筑堤防的副作用,提出了“宽河治理”  “不与河争地”的思想和除害兴利、综合治理的思想,构思完善,统筹兼顾,可称为最早的治河规划。“贾让三策”在当时虽未完全实施,有些规划也不一定完全合理,但在两千年前能够提出如此全面的三策,实属难得。其三策中体现的宽河思想,对现今黄河下游的治理仍具有一定的现实意义。两汉之交,黄河改道泛滥数十年,王景率卒数十万,自荣阳至千乘(今利津)修筑千里大堤,并创造性地实施了“十里立一水门”工程,河泞分流,黄水就范,实现了黄河近千年相对安流的良好局面。后人评析,其策略正确,但亦有新河道趋于稳定的原因。
       北宋时期,黄河治理再一次受到世人关注,并引发了长达数十年的论争,而且从皇帝到朝廷重臣,许多人都卷入了治河的争论。据史料记载,北宋初期的论争首先发生在李垂的分流建议上。淳化至大中祥符年间(公元990-1016年),鉴于黄河决溢多发生在擅、博、齐、军、棣等州(今河南溪阳,山东聊城、济南、东平、惠民等地),当时的著作郎李垂曾上《导河形胜书》三篇并图,建议采用开河分流的方法治理滑州以下的黄河河道,以减轻下游的决溢灾患。宋王朝对这一方案十分重视,召集百余人进行讨论,但因反对意见占上风而未予采纳。公元1048年黄河发生商胡改道后,黄河改道北流,经今河北省在天津附近入海。自此以后因北流多次决口,引发了“北流”和恢复故道“东流”(大致经今河南清丰、南乐,山东聊城、惠民、滨县等地入海)长达40余年的治河大争论。三次回河“东流”,均以失败而告终,并因此而导致多名官员被罢免,可见双方当时争论的激烈程度。(《长河惊鸿——黄河的历史与文化》)
       分析三次回河失败的原因,有自然因素,也有人为影响。但总的看来,当时北流地势较低,虽然入海途程较远,又“横遏西山之水”,有其不利的一面,如能在北流沿岸加强堤防,象欧阳修所说的那样,“因水所趋,增堤峻防,疏其下流,纵使入海”(《宋史·欧阳修传》),黄河的灾害可能要得到减轻。但宋朝统治者只看到北流弊端,执意要逆水之性,强使回河,失败亦在所难免。特别是第一、第三次回河,都是要使河水回到已经淤高的故道中,且回河时未对故道全面疏导,所开河道又过于狭窄,致使回河不久就改道北流了。(《黄河水利史述要》) 
       明朝潘季驯认真总结前人经验教训,提出了“筑堤束水,以水攻沙,蓄清刷黄,以河治河”的治理方略,他把堤防工程分为遥堤、缕堤、格堤、月堤四种,按照不同情况在河道两侧修筑,以“遥堤约拦水势,取其易守也。而遥堤之内复筑格堤,盖虑决水顺遥而下,亦可成河,故欲具遇格即止也。缕堤拘束河流,取其冲刷也。而缕堤之内复筑月堤,盖恐缕逼河流,难免冲决,故欲其遇月即止也。”在“蓄清刷黄”上,他提出修归仁堤、柳浦湾堤,防止黄河南侵进入洪泽湖;大筑高家堰提高洪泽湖水位,使淮河水全由清口进入黄河,不使倒灌入湖,最终使河道冲刷、入海通畅,取得了明显的治理效果。(《历览长河——黄河治理极其方略演变》)
       清代靳辅、陈潢对黄河的治理均沿用了潘季驯的治河思想,他们经过5年的励精图治,使黄河的防洪能力得到很大提高。靳辅治河以后的20年间除康熙二十一年在宿迁决口并随时堵复外,再未发生过决口,出现了清代少见的安流时期。近代以李仪祉、张含英为代表的水利专家,大力倡导引进西方先进技术,提出治河要上中下游结合、治本治标结合、工程措施与非工程措施结合、治水治沙结合、除害兴利结合的综合治河方略,进一步推进了治河技术,丰富了治河理论,积累了治河经验,但受历史、社会和科学技术条件限制,古代黄河并未得到有效治理,水患灾害依然频繁。但他们的经验和治河思想为后人提供了借鉴,至今仍闪烁着智慧的光芒。 

人民之治 

      1946年的花园口决口堵复、黄河回归故道,开启了人民治黄的新篇章。党和国家历代领导人对黄河防洪治理给予了极大的重视和关怀。1952年,毛泽东主席第一次离京出巡就亲临黄河视察,提出了“如果河水涨到天上去怎么办?”的担忧,发出了“要把黄河的事情办好”的伟大号召。1955年召开的第一届全国人民代表大会第二次会议,通过了《关于根治黄河水害和开发黄河水利综合规划的决议》,规划了治理黄河的宏伟蓝图。自此,中国共产党领导的人民治黄事业进入全面治理、综合开发的历史新阶段。周恩来、邓小平、江泽民、李鹏、朱镕基、李瑞环、胡锦涛、温家宝等领导人都多次亲临黄河视察,并发出一系列重要指示。2019年9月,习近平总书记亲临黄河视察,在郑州主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会,将黄河流域生态保护和高质量发展上升为国家战略,发出了“让黄河成为造福人民的幸福河”的伟大号召。
       在长达70多年的实践中,一代代治黄工作者不断总结、思考和深化对黄河自然规律的认识,坚持不懈地探索新的治黄道路,先后提出了“宽河固堤”“蓄水拦沙”“调水调沙,稳定主槽,政策补偿”和“上拦下排、两岸分滞”控制洪水,拦、排、放、调、挖处理泥沙等治河方略。这里面在泥沙处理上,更是找准了黄河难治的症结所在。
      其中“拦”主要靠上、中游地区水土保持和干、支流控制性骨干工程拦减泥沙。“排”就是通过各类河防工程建设,将拦不住的泥沙利用现行河道尽可能多地输送入海。“放”主要是在下游两岸处理和利用一部分泥沙。“调”是利用干流骨干工程调节水沙过程,使之适应河道的输沙特性,以减少河道淤积或节省输沙水量。“挖”就是挖河淤背,加固黄河干堤,逐步形成“相对地下河”,谋求黄河的长治久安。
      70多年中,党和政府投入了大量的人力、物力、财力,开展了史无前例的黄河工程建设,使各项治黄工作实现了从量变到质变的飞跃,黄河为害的局面得到彻底扭转,成为一条利民之河、安澜之河。
      彻底扭转了历史上频繁决口泛滥的险恶局面。黄河下游先后进行了四次大复堤,开展了河道整治工程,对河口进行了治理,到2016年共加固堤防1371.1千米,整治险工147处、坝垛5400多道,建设控导护滩工程234处、坝垛5300多道;在上中游相继修建了龙羊峡、刘家峡、万家寨、三门峡、小浪底、西霞院和陆浑、故县等干支流水库工程;开辟了东平湖、北金堤等分滞洪区,初步形成了“上拦下排,两岸分滞”的下游防洪工程体系。与此同时,加强和完善防汛队伍的组织、指挥调度方案、水文测报预报和通信等非工程防洪措施。依靠下游防洪工程体系和非工程防洪措施,实现了伏秋大汛70余年不决口,彻底扭转了历史上黄河“三年两决口,百年一改道”的险恶局面。据统计,人民治理黄河70多年来共战胜了10000立方米每秒以上的洪水12次,伏秋大汛无一次决口。特别是战胜1958年22300立方米每秒、1982年15300立方米每秒等大洪水,防洪减灾效益巨大。
      引黄灌溉及供水事业得到了快速发展。建成大中小型水库及塘、堰、坝等蓄水工程万余座,总库容约700多亿立方米。引水工程近万处,提水工程两万余处,下游修建引黄涵闸上百个,建成万亩以上引黄灌区100多处,流域及下游引黄地区灌溉面积由1949年以前的1200万亩,发展到1亿多亩,黄河流域及下游两岸地区已经成为典型示范灌区和国家重要的粮棉生产基地。黄河以其占全国河川径流2%的有限水资源,养育了全国12%的人口、润泽了全国15%的耕地、支撑了全国14%的GDP,承担着60多座大中城市和众多能源基地的供水任务。568座大中小型水电站为流域经济社会发展提供了源源不断的清洁能源。截至2016年,累计向河南供水1800多亿立方米,为河南生活、生产和生态用水提供了可靠保障。河南黄河两岸布设引黄工程7处,建成26个大中型灌区,设计灌溉面积2362万曲,已成为高产稳产、旱涝保收的重要粮食生产基地,为国家粮食核心区战略的贯彻落实提供了“河南保障”。
      黄河下游淤积抬升的步伐得到有效遏制。强化了泥沙淤积的源头治理,人工治理与生态修复并驾齐驱。到2016年,黄河流域黄土高原水土保持累计投资560多亿元,已初步治理水土流失治理面积22万平方千米,其中:修建梯田5.5万平方千米,造林10.8万平方千米,人工种草2.2万平方千米,封禁治理3.5万平方千米。建设淤地坝5.9万座,其中骨干坝5899座。黄土高原水土保持措施累计保土量190多亿吨,实现粮食增产1.6亿吨,累计实现经济效益1.2万亿元;水土保持措施年均减少入黄泥沙4.35亿吨,减少了黄河下游河道淤积,改善了流域的生态环境。水力侵蚀面积较1990年减少了三分之一,强烈以上水蚀面积较1990年减少了60%。林草植被覆盖率普遍增加了10至30个百分点。通过2002年以来实施的调水调沙,下游河道过流能力由1800立方米每秒恢复到5000立方米每秒,刷深了河槽,改变了小水大灾的不利局面。
      黄河的生命健康得到有力维护。针对世纪之交的黄河生存危机,自1999年起实施了黄河干流水量统一管理和调度,扭转了20世纪90年代以来下游频繁断流的局面,到2016年,实现了连续17年不断流,利津年均入海水量151亿立方米,其中,非汛期利津年均入海水量73亿立方米,保证了下游河道生态系统功能的发挥,使黄河真正起到了连通流域内各种生态系统板块及海洋的生态廊道作用。按照水利部统一部署,实施了最严格的水资源管理制度,在强化总量控制的同时,初步建立了水污染防治监督管理体系,积极探索建立流域联合治污机制,在流域经济社会快速发展的同时,初步控制了水质恶化趋势,2015~2016调度年以来,干流12个监测断面接近或全部达到水质目标。黄河三角洲自然保护区湿地明水面积由15%恢复到60%,促进了湿地的顺向演替,芦苇面积多达30余万亩,鸟类增加至368种,久违的洄游鱼类重新出现。
      2020年8月31日,习近平总书记主持中央政治局会议,审议《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》。会议指出,黄河是中华民族的母亲河,要把黄河流域生态保护和高质量发展作为事关中华民族伟大复兴的千秋大计,贯彻新发展理念,遵循自然规律和客观规律,统筹推进山水林田湖草沙综合治理、系统治理、源头治理,改善黄河流域生态环境,优化水资源配置,促进全流域高质量发展,改善人民群众生活,保护传承弘扬黄河文化,让黄河成为造福人民的幸福河。
     历史照亮未来,征程未有穷期。相信不久的将来,封丘曹岗百年险工段黄河年年淤积、河床年年上升的局面必将成为过去,“三年两决口,百年一改道”的害河也必将成为历史。展现我们面前的将是,一条生机勃勃的大河,一条造福人民的幸福河!(封丘河务局: 张孟伟)

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