我的发明：利用吹沙造海岛技术挖深河南省现有的主要排洪河道造高地平台安全岛
2018年“五一”假期，我到河南省洛阳市旅游。从郑州机场到洛阳市的高速公路景色给我印象最深河南特色之一，就是河南省的内河河道的河底，几乎与地面持平，河坝高度亦像安徽地区农村田埂一样的低。这真的是让我大吃一惊。
这次河南郑州市“7.20”大洪水，真的让中国人又大吃惊——一个1200万人的现代大城市几乎整个都泡在泥水中，还损失了三百多人的性命。郑州官方通报直接经济损失近700亿元人民币。
我在维普期刊论文网站上查看“河南，洪水”关键词，总共8篇文章：2021年1篇；2020年1篇；2015年1篇；2007年2篇；2003年1篇；1995年2篇；1991年1篇。我在维普期刊网站上查看“河南，洪灾”关键词，总共6篇文章。关于河南洪水这么少的科技论文，说明河南1975年8月特大洪水灾难发生后，人们又是好了伤疤忘了疼。
我看了哔哩哔哩网站上一些网友们做的短视频，才对河南及郑州的水系有点初步印象。我又看了《三联生活周刊》2021年第31期关于这次郑州水灾的专题报道，才对河南和郑州的洪灾有更全面的印象。
郑州市从2016年起花了580亿元人民币做海绵城市；可是现在专家说郑州市地下管网基本是一年一遇的洪水设计；新城区才规划地下管网三年一遇洪水。
“郑州虽然历史悠久，但现代城市的建设时间并不长，从一个人口几万的小县城发展为一个千万人口的省会城市，郑州只用了60多年的时间。其城市建设在很大程度上是得益铁路网的规划——陇海线和京广线这两条南北纵横的铁路大动脉在此交汇，直接拉动了郑州的城市建设。所以大家也戏称，郑州是一座‘被火车拉来的城市’。郑州老城在建设之初还缺少规划的思维，城内少有排水设施，城内的河道年久失修，经常洪水泛滥。“（P04，《三联生活周刊》2021年第31期）
“改革开放后，郑州的城市发展进一步加速，工程建设能力也越来越强，虽然每隔几年也要进行河道的整治，但城市在防洪方面的标准依然不高。郑州大学水利科学与工程学院副教授王慧亮告诉本刊：‘郑州市目前的管网建设,很多都是一年一遇甚至更低，部分新规划区域可以达到三年或者五年一遇。但根据统计，这次郑州72小时降雨量达到了千年一遇，甚至有暴雨中心达到五千年一遇。在极端暴雨情景下，城市内涝与中小河流洪水叠加作用，导致它已经不仅仅是城市自身问题，而是流域性问题；也不仅仅是市政或者水利一方面的问题，还是一个城市综合管理问题。’“（P041，《三联生活周刊》2021年第31期）
我十分困惑：为什么不把这580亿元人民币,用于提升郑州市河道和地下管网防洪能力？若是将这笔资金用于防洪能力提升，这次特大暴雨还会如此的“水漫金山”？
我们城市建设投资,太多用于面子工程了！
“中国工程院院士、水文学与水资源学家王浩院士给本刊介绍过一组数据：近十年间，全国62%城市发生过内涝，内涝灾害一年超过3次以上的城市有137个；城市内涝基本覆盖所有31个省份，全国城乡年均受灾人口在l亿人左右。他认为，在快速城市化背景下，城市内涝是气候变化、城市扩展、地面硬化、排涝标准偏低、管理不善等多种因素共同作用的结果。我们过去常常把‘洪涝’给拆开来讲——‘洪’是外来客水‘造成的’,‘涝’则主要是本地雨水导致。但这次郑州的情况却让人很难单独用‘洪’或者‘涝’去界定，它在某种程度上已经颠覆了人们对城市内涝问题的认识。”（P043，《三联生活周刊》2021年第31期）
我在网上视频看到一个网友说：“贾鲁河过去流量达5000立方米每秒。现在贾鲁河在周口段只有200立方米每秒。这次郑州大水达1000到1200立方米每秒。”
我不由想，若是郑州市排洪主要通道贾鲁河的排洪能力仍是达到过去的5000立方米每秒，那个这次郑州大水是不是危害就小得多？
我不是专家，我只想为未来河南省未来的防晒洪，从技术上提供一些设想：
一．河南河道内淤泥，应当是黄土高原下来的泥沙；我想仍是采用吹沙造海岛技术，用管道输出挖掘船只在水里搅起的河底中的泥沙和水；这样在丰水季节，河面高于地面时，所需动力成本最低；
二．我们在河岸两旁，构建长条形水泥墙框，接受从河中输送出来的河底泥沙和水；并泥沙沉淀后，再将水泥墙框中剩下的水抽回河道中；这样河泥逐层沉积，用取出泥沙建设出沿河高地长坝平台；平台高度可以达到略高坝顶高度；未来这样坝体可以建房建学校，成为未来抗洪避险的高地；
三．我们可以在枯水季节，从河流下游临时人工建筑橡皮气坝，积攒河水甚至从黄河引水系统将河道水面注入到较高的水平，这样使吹沙造岛可以利用虹吸效应，使挖河道的所需的动力最小化。
挖好一段河道后，我们再将人工建筑橡皮气坝再上移，这样逐段逐段挖深主要排洪河道。这所需的人工十分有限；成本亦是有限。
四．坝外沉淀泥水的水泥墙，亦可以活动金属板或水泥板构建，等泥土高台固定后，可以折下，运送到下一个挖河道地区再搭建淤泥的框架。
这样，我们采用现代化吹沙造岛技术，可以高速挖深河南泥沙淤积的排洪河道；同时沿河两岸用河泥建设长城式的高坝平台，作为沿岸居民新的可以抗洪的住房宅地、工厂学校地基——一举二得。
这是吴秀才发明之七百二十九：“我的发明：利用吹沙造海岛技术挖深河南现有的主要排洪河道造高地住宅平台安全岛”。
吴砺
2021.8.10
附一：
2021年 7月20日的一场特大暴雨，让一个拥有1200万人口的省会城市几乎陷于瘫痪。地处中原的郑州，干旱缺水一直是常态，而郑州人民关于洪水的记忆和经验， 很长一段时间都是来自黄河。但随着黄河治理系列工程的实施，黄河水很少再困扰郑州，人们才发现，水的灾害也可能来自城市内部。
在极端天气渐显频繁之际， 河南“7·20”前后的一系列大雨，已经很难让人用“洪”（外来“客水”造成）或“涝”（本地雨水导致）来界定——它已经颠覆了人们对城市内涝问题的认知。郑州在某种程度上，是一座“被火车拉来的城市”，它几十年内的快速发展，得益于地处陇海线与京广线这两个铁路大动脉的交汇处。它像国内很多城市一样，城市的工程建设能力越来越强，只可惜防洪标准依然不高。
这座北方城市经历的罕见暴雨，实际上是向我们所有城市的容灾能力提出问题。城市容纳灾害的能力，在表面上看来虽然不创造经济价值，但处理不好却可能给一个城市带来巨大灾难。P032
根据气象部门的统计，从17日20时到 20日20时，郑州3天的累计降雨量达617.1毫米，而郑州常年平均全年降雨量为640.8毫米，这就相当于这3天下了以往一年的量。最恐怖的一个小时就发生在陈真下午从单位外出的期间-20日16时-17时。
在这一个小时内，郑州的小时降雨量达到了201.9毫米，这是一个什么概念呢？简单来讲，就J 是整个郑州的地界落下了约20厘米高的水量，还有人做过粗略的计算，这一个小时郑州下的雨接近北京半年的雨量，同时相当于150个西湖的水w 倒在了郑州的土地上。这样的计算不一定完全科，但说明这场雨的确有极端的一面。
降雨最凶的这一个小时，正是整个城市晚高峰到来前的一个小时。无数的人从自己工作的地方出来，开始踏上回家的路。灾难就发生在他们的归途中。据河南省官方的初步统计，从7月16日以来，截至26日12时，此轮强降雨造成河南全省139个县（市、区）1464个乡镇 1144.78万人受灾，因灾死亡69人。另据《郑州日报》的报道，截至23日12时，郑州市紧急转移安置 395989人，直接经济损失 655亿元，暴雨引发的洪涝和次生灾害已导致51人遇难，加上26日在京广隧道最新发现的6名遇难者，这一数字已经上升到了57人。
这场暴雨让很多人都联想到了46 年前。同样发生在河南大地的那场特大暴雨。
1975年 8月，台风“尼娜”从太平洋上形成后，一路西进，登陆中国大陆后转而北上，直入中原腹地，到了驻马店一带，受到桐柏山、伏牛山组成的喇叭口地形的抬升，在此盘旋，从而造成了历史罕见的强降雨天气。
根据后来的记录，在1975 年 8月4日至8日期间，台风“尼娜”滞留地带共19410 平方公里的地区内，降雨量超过400毫米，京广铁路以西的板桥水库、石漫滩水库到方城一带降雨量大于1000毫米。而在暴雨中心河南泌阳林庄，8月7日一天的降雨量即达到1005.4毫米，最大6小时降雨量更达到830.1毫米，超过当时美国宾夕法尼亚州密士港782毫米的世界最高纪录。这场暴雨引发了驻马店境内包括板桥、石漫滩、田岗、竹沟、薄山等大中型水库垮坝，58座小型水库在短短数小时间相继垮坝溃决，造成河南、安徽省等 29个县市、1100多万人受灾，遇难人数至少在2.6万以上。今年河南的降雨强度总体上虽然还没有超过1975 年，但郑州的小时降雨量（7月20日16时一17时）已经突破了中国大陆小时降雨量的历史极值(1975 年，河南林庄，198.5毫米)：从1975 年的驻马店，到这次的郑州、新乡，还有2012年的北京“7。 21”大雨， 为什么这些极端的降雨天气会发生在这些城市？李勇向我做了一番解释，他说，这些城市基本都处于我国地形的第二级阶梯向第三级阶梯的交接过渡地带，而且在西侧都有弧形山脉环绕。北京是燕山和山，郑州、新乡一带则是太行山、伏牛山等，当来自海洋的水汽推进至此，受地形阻挡抬升，就会形成降雨，一旦天气系统在此停滞不前，就有可能造成连续的强降雨。
而这种极端暴雨天气的预测并不容易。P036
“现在的预报一般都是利用数值预报模式，使用超级计算机加上人工智能辅助的预报方法。这一数值预报系统是基于离散化的格点来计算，但因为计算机资源的限制，格点的分辨率现在还很有限。因此，我们现在的气候模式连日降水 50毫米的暴雨预报起来都有难度，虽然天气预报模式分辨率较高，但是也很难预报出这种一小时几百毫米降水量的极端暴雨事件。”罗京佳说道。P036
其实在这次的暴雨中，黄河似乎置身事外，并没有受到强降雨太大的影响。但为什么还是要先从黄河说起昵？因为中原地区的人民关于洪水的记忆和经验，在很长一段时间内都是来自黄河的。所以谈论这次的暴雨前，我们仍然有必要弄清楚，曾经“三年两决口、百年一改道”的黄河，到底给这片土地的人民留下了什么样的防洪经验，而这些经验在后来人们防洪的过程中又发挥了什么作用？
和黄河打了大半辈子交道的李勇在这方面有发言权。他回忆自己上世纪80 年代刚参加工作那会儿每年到了汛期，大家心里都高度紧张，紧绷防汛这根弦，和南方长江流域的城市一样，郑州各个单位也要组织人手上堤值守。那时候的黄河主河道，游荡摆动频繁，一个汛期能“跑”偏十里地，像拔河绳一样，在两岸大堤之间摆来摆去。“1983 年北围堤抢险、1985 年化工下游黄庄险工抢险的时候，当时多可怕，黄河的主河道直冲堤防，大家连续抢险了几十天，吃住都在堤上。”
作为一个“治黄人”，初出茅庐的李勇当时心中充满了困惑，围绕到底该怎么束缚住这条母亲河，那时候提出的方案和思路特别多，学界争论不休。黄河那个年代对华北平原和下游沿线城市都是一个巨大的威胁，“河道游荡得厉害，不可控，你心里没底”。
黄河给郑州人带来的不止是汛期防洪的经验，它也渗透到了当地居民的生活中。李勇说， 当时在郑州生活的人都有一个观察——三天不擦桌子，你就可以在桌上用手指写字了。“因为黄河大堤里面的滩地全部是裸露的，河道在堤之间横冲直撞，滩区长不出植被，只有泥沙，天一千，风一吹，郑州市挨家挨户就要饱受风沙和扬尘的影响。”
不过到今天，李勇告诉我，经过70多年的治理，黄河流域对洪水的管控能力已经得到了一个很大的提高，尤其是2000 年小浪底水库建成后，黄河下游的防洪标准已经接近千年一遇。他进一步介绍道：“黄河的洪水分为两种，小浪底以上的： 叫‘上大洪水’，小浪底以下叫‘下大洪水，。‘上大洪水，的洪源主要是黄河中游地区，从河口镇到三门峡区间， ‘下大洪水’的来源主要是小浪底、 到花园口区间，以伊河、洛河、沁河等支流为主，； 目前洪水还没有得到有效控制，百年一遇洪水仍高达15700立方米／秒，不过这次郑州、新乡强降雨没有落在这个区间，若雨区西移，黄河下游的防洪形势也可能变得十分紧张。”但总体而言，加上之前修建的三门峡等水库，在这些工程的帮助下，黄河的防洪形势早已发生了历史性扭转。
黄河洪水还有一个特点，李勇总结为“洪峰高、洪量小”，这背后的原因就是黄河的河床高。去年本刊采访南方大水期间，长江委的一个专家也拿黄河做过比较：长江一年的径流量在1万亿立方米，黄河是600亿立方米左右，黄河一年的来水量和长江的支流汉江相当。正因为洪量小，李勇说：“三峡水库削减6万个流量（立方米／秒），还剩12万个流量往下泄，而小浪底水库一削峰，下来的可能只剩 300个流量。但因为黄河下游经过上千年以来的泥沙淤积，河床已经比两岸的平原地区高出很多，郑州段是平均高5 米，开封是13米，新乡接近20 米。因为河床越来越高，所以即使较小的洪量也能造成很高的洪峰水位。1958 年，黄河发生特大洪水时，最大洪峰流量22300立方米／秒，1996 年，黄河也发生了洪水，洪峰流量为7860立方米／秒，但这一年花园口的最高洪水位比1958 年高了将0.91 米。”李勇说，这是因为在中间将近50 年的时间里，黄河河床平均抬升了2.6- 4.2 米，相当于每年抬升 8厘米。
黄河成为地上悬河的历史少说也有上千年了，这不仅给郑州防外洪带来压力，也给城内的雨涝排泄造成了不小的影响。
很多人以为郑州市整个地处于平原上，实际上并非如此。郑州的地形是山地、丘陵和平原各占1/3，西部是秦岭的余脉，南部还有秦岭东段余脉 ：伏牛山脉，地势整体呈西南高东北低。中国水利水电科学研究院减灾中心洪水管理与影响评价研究部主任李娜还提醒我，郑州境内从山地丘陵到平原的过渡很快，所以山区出来的洪水很容易影响郑州市： 区。李勇说，从这次郑州市内被淹的程度也能看到这种地形的影响：以郑州站为界线，郑州站以东的受灾情况就明显比郑州站以西要严重。
仔细看看郑州市的水系地图还能发现，流经城区的河流也间接受到了黄河的影响。郑州市内目前主要的排洪河道有五条：金水河、熊耳河、贾鲁河、东风渠、七里河，其中金水河、熊耳河横贯市区，贾鲁河绕老城而过，这几条河流都发源于西南山区，在地势作用下，一路向东北方向奔去，但快接近黄河时来了个急转弯，转向东南方流去，最终汇入了淮河。所以，河南是全国唯一一个涵盖了海河、黄河、淮河、长江四大水系的省份，但和我们固有的印象不同，是淮河而不是黄河占据了河南一半以上的流域面积，郑州就几乎整个属于淮河水系的范围。问题在于，这些河流从城区穿过，到了郑州东部后，地势已经趋于平坦，落差较小，这就导致河道的泄洪速度减缓，k 城内的排洪排涝能力下降。
通过这些年的治理，黄河在防洪方面已不可同日而语。李勇说，到 2000 年以后，大家就很少再去上堤巡防了。去年的时候，黄河下游也经历了近年来最大的洪峰过境，郑州市防汛指挥部也做了相关部署，但最后也没有上堤。P040
人类的防灾减灾知识并不是先天具备的，大部分经验都来自于自己或者他人受灾的过程。万； 艳华告诉我， 当年北京“7· 21”事件也给中国的城市规划界带来了变化：一个变化是国家提高了《室外排水设计标准》，比如北京以前的排水标准是防范一到三年一遇或三到五年一遇的洪涝，修改后提升到了20 年一遇；另一个变化则是，“海绵城市”概念被正式纳入官方政策框架，于2013年开始在全国各大城市试点推广。P041
2012年“7· 21”大雨之后，北京市不仅提高了排水设施的防洪标准，也对整个预警和应急体系进行了重新编制。比如，加强市区道路应急管制，交管部门规定全市凡积水超过30厘米时，将迅速采取交通管制措施；对全市易积水的下凹式立交桥、公路、铁路立交桥等点段施划积水水位警示、警戒标线，为雨天出行的司机涉水行车提供参考。司机可以通过水位警示、警戒标线一目了然地及时了解积水情况，评估自己的车辆涉水能力。今年夏天，北京也遭遇了几轮强降雨，到一定级别时，各个单位就要准备防汛工作，学校和企事业单位宣布居家办公。一旦雨下得足够大了，当年亲历过“7· 21”的人就不由得回想起那时的情景。
在面对洪水。尤其是极端天气下的超标洪水时，我们不能仅仅依靠河道、沟渠、堤坝等工程设施，预警、应急和救援体系等非工程措施也很重要。而我们国家从2004 年才开始建设应急体制，在防灾建设上虽然取得了很大进步，但还是欠账仍不少。P044
吴砺
2021.8.10
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发表于 2021-8-11 14:05:56
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