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浅析三门峡水库的功过争议与经验教训

2016-05-30纪杰杰徐昊

水能经济 2016年11期
关键词:经验教训黄河

纪杰杰 徐昊

【摘要】介绍了三门峡水库的历史与现状,以及水库三次运用方式调整和效果;分析了三门峡水库的功过及争议;剖析了现代水利工程从三门峡水库中应该吸取的教训和经验,并从多个角度对三门峡水库的未来提出了个人的思考和建议。

【关键词】三门峡水库;黄河;泥沙淤积;功过争议;经验教训

引言

黄河是中华文明的发源地,也是中华民族的“母亲河”,然而,由于黄河中段流经黄土高原地区,夹带了大量的泥沙,造成沙多水少且难治理,水患灾害严重。三门峡水库位于黄河中游下段,是黄河上修建的第一座大型枢纽工程,工程于1957年4月动工,1961年4月建成投入运用,距今已有半个多世纪的历史。三门峡大坝被誉为“万里黄河第一坝”,主坝长713.2m,最大坝高106m,坝顶高程353m,水库总库容162亿m3,控制流域面积占黄河总流域面积的91.5%,来水量的89%,来沙量的98%。

三门峡水库处于多泥沙河流上,工程从50年代开工兴建,60、70年代改建,80年代全面发挥综合效益,90年代至今探索前进。三门峡水库从建设历程到运用管理,经历了我国水利建设史上的一段曲折历程,工程自身存在着较大的争议,同时也为我国水利事业发展积累了一定经验教训。

1、历史争议

三门峡水库建设之前,各方对水库的规划和选址就存在着很大的争议。抗战胜利后,美国专家组在提交给当时国民政府的《治理黄河规划初步报告》中,认为在三门峡建库对潼关以上的农田淹没损失太大,建议将建坝地点改移到三门峡以下100公里的八里胡同;新中国成立后,苏联专家经过勘察认为三门峡是一个难得的好坝址,其提出的“高坝大库”方案得到全国人民代表大会的通过,但同时苏联专家提出的《三门峡水利枢纽工程初步设计报告》也遭到了多方反对。由于库区淹没农田和移民数量巨大,且淹没地区大部分是关中沃野,报告遭到了陕西省反应强烈。此外,黄万里和温善章等人也否定了苏联专家的规划,提出了低水位、少淹没、多排沙的意见,并建议勿将底孔堵死,以备将来泄水排沙,减缓淤积。

三门峡水库建成后一直在争议中运行,主要矛盾集中在移民安置、生态环境(淹没良田)、库区淤积、潼关高程等问题。三门峡水库设计迁移人口87万人,为了确保西安市安全和减少淹没损失,按335m高程移民,实际移民总数40.38万人;水库设计淹没面积3500平方公里(其中耕地21.6万公顷),实际淹没耕地6.4万公顷,造成了巨大的生态环境影响;大坝建成后的一年半时间内,水库淤积15.34亿立方米,大大缩减了有效库容;潼关高程水位较建库前抬高4.5m,并在渭河口形成“拦门沙”,泥沙淤积向上游延伸,“翘尾巴”已直接威胁西北经济中心西安。

现价段陕西河南两省针对三门峡水库的废存之争愈演愈烈。2003年8月至10月,渭河流域发生了50多年来最为严重的洪灾,造成了多处决口,515万人受灾,225万亩农作物绝收,直接经济损失23亿元。但是这次渭河洪峰仅相当于三五年一遇的洪水流量,因而,陕西省将这次水灾的原因归结为三门峡高水位运用导致潼关水位居高不下,渭河倒灌所致。2004年2月,陕西省15名人大代表提案建议三门峡水库停止蓄水,在陕西的全国政协委员联名向全国政协十届二次会议提案,建议三门峡水库立即停止蓄水发电,以彻底解决渭河水患。

2、三种水库运用方式及其效果

三门峡水库兴建后,在原建基础上,工程经过两次改建,水库经历了蓄水拦沙、滞洪排沙及蓄清排浑三个运用时期。

蓄水拦沙运用期(1960年9月―1962年3月)。水库1960年9月开始蓄水,至1962年3月入库水量为717亿m3,沙量17.36亿t,有13%的泥沙以异重流形式排出库外。由于回水超过潼关,库内淤积严重,潼关高程上升4.5m,335m以下库容损失约17亿m3。

滞洪排沙运用期(1962年3月―1973年10月)。随着库区淤积不断向上游发展,为减缓水库淤积,工程先后进行了两次增改建。之后水库泄流能力加大,潼关以下库区冲刷4亿m3,库容恢复到接近建库前水平,潼关高程下降近2m,潼关以上库区淤积上延也大为减轻。

蓄清排浑运用期(1973年11月―目前)。水库于1973年底开始采用“蓄清排浑”控制运用,即在来沙少的非汛期蓄水防凌、春灌、发电,汛期降低水位防洪排沙,把非汛期淤积在库内的泥沙调节到汛期,特别是洪水期排出库。通过“蓄清排浑”控制运用,在一般水沙条件下,潼关以下库区基本保持冲淤平衡。

3、功过分析

3.1 水库效益。三门峡水库在原建的基础上,经过增建改建,在防洪、防凌、灌溉、供水、发电等方面发挥了一定的社会效益和经济效益。

防洪效益。自1964年以来,三门峡以上地区曾六次出现流量大于10000m3/s的大洪水,由于三门峡枢纽及时采取措施,削减洪峰,减轻了下游堤防负担和漫滩淹没损失。从枢纽建成至今,黄河下游未出现大堤决口现象。

防凌效益。枢纽建成后,黄河下游防凌工作进入了以水库调节河道流量为主的综合防凌階段,为避免下游小流量封河和“文开河”创建了有利条件,确保了凌汛安全。

灌溉、供水效益。黄河下游沿黄地区灌溉面积3000多万亩,水库向河南、山东沿黄灌区补水270亿m3。除灌溉外,还为中原、胜利两大油田和沿黄城镇提供了大量工业和生活用水,促进了下游工农业生产的发展。

减淤效益。“蓄清排浑”运用以来,非汛期下泄清水形成下游河道冲刷,汛期水库排沙兼顾减淤,使出库泥沙能排泄入海,尽量避免小水带大沙,年均减淤约0.3亿t。

发电效益。从1973年12月第一台机组发电,截至目前,已累计发电333亿千瓦时,1989年开始的浑水发电累计达27亿千瓦时。它为河南、河北、山西三省提供了丰富的电力。

3.2 水库弊端

在设计规划上,三门峡水库的主要技术是依靠前苏联列宁格勒水电设计院,而该院并没有在黄河这样多沙的河流上建造水利工程的经验,所以造成严重后果的泥沙问题当时被人们忽视,由此酿成了三门峡水库建成后淤积严重的现象。

在科學决策上,考虑到当时的社会背景及环境,三门峡水电站修建时正处于“大跃进”时期,决策者的决策并非通过严谨的科学论证。周恩来总理在1964年6月同越南水利代表团谈话中就曾承认:“在三门峡工程上我们打了无准备之仗,科学态度不够。”在决策过程中,对反者的意见也被人们所忽视,积极有效的提议也没有引起重视。

在社会影响上,三门峡水库淹没了大量耕地,迫使大量农民迁徙移民,他们当中迁往宁夏、甘肃敦煌等偏远地区的人民由于水土不服或者生产困难,多次迁来迁去,对百姓生活和社会发展造成了不利影响。

在泥沙淤积的问题上,由于认识上的不足和思想上的不够重视,造成了后期库区淤积不能充分发挥水库的效益,也引起了潼关高程的急剧升高。

4、教训经验

三门峡水库给水利从业者留下的教训是深刻的。他时刻提醒着水利工作者要自力更生,发展科技。打铁还需自身硬,不能过分依赖国外技术,只有因地制宜地结合自身技术进行水利规划和建设,才能最大发挥水利工程为社会带来的效益。同时,三门峡水库也警示着现代管理决策人员要尊重学术,民主决策。从1955年三门峡工程没有人反对,没有人弃权,在全国人大的热烈鼓掌中一致通过;到了1992年,全国人大2633名代表,以1767票赞成,177票反对,664票弃权,25人未按表决机器,通过了三峡工程。只有听到了反对的声音,才能通过那些对不利因素的质疑,发现更多问题,从而解决更多问题。

三门峡水库不仅给我们留下了深刻的教训,也为我们留下了宝贵的经验。它让我们认识到在多泥沙河流上建造水库,必须把妥善排放泥沙和保持长期有效库容放在重要地位,必须有适当高程泄流建筑物及足够泄流排沙规模;同时三门峡水库应对泥沙淤积的探索实践,又无疑为国内外多泥沙河流的治理提供了宝贵的经验教训,在水库调度、机组抗磨蚀等方面取得了丰硕的成果,为多泥沙河流水库如何长期保持有效库容、长期保持水库寿命,探索出了成功的方法,如今“蓄清排浑”方式已被黄河小浪底、万家寨、长江葛洲坝、三峡等水利工程成功借鉴;试验出了适合多泥沙河流的水轮机抗磨材料和浑水发电[8]运行方式,掌握了水轮机在高含沙水流下磨蚀破坏规律;筛选出水轮机过流部件防护材料,包括SPHG1合金粉末、GB1焊条、金属陶瓷等抗磨材料及相应的施工工艺。

5、未来展望

展望未来,三门峡水库仍将在矛盾与争议中接受历史的检验,同时我们还应该从以下几个方面着手解决已有矛盾争议,让三门峡水库发挥它应有的作用。

5.1 加强上游水土流失治理,改善水库来水来沙条件。在黄土高原和渭河下游应持发展和开发的观点来探求新的平衡条件,加强生态环境的治理,这是解决黄河千百年来泥沙问题的根本所在。目前,在水库335m防洪水位以下安排着10多万返库移民,在基本控制潼关高程的前提下应加大库区治理力度,包括建立符合分滞洪区特点的居住条件和防洪预警等非工程措施系统,在新的水沙条件和河床边界下建立新的生产和生活条件,让移民安居乐业,促进西部大开发。

5.2 加强黄河上下游水库的联合调控,共同调水调沙。无论从短期和长远来看,黄河下游防洪问题依然严重,洪水威胁依然是中华民族的心腹之患。促使小浪底、三门峡、陆浑、故县等水库共同发挥作用,参与全河水量调度,优化配置水资源,使有限的水资源发挥更大的综合效益,保证水资源可持续利用和沿黄经济的可持续发展。对于下游河段,应以三门峡、小浪底水库为龙头,按照黄河水量管理办法和水量分配及调度方案,合理调蓄和下泄水库水量,对黄河水资源统一配置、统一调度、统一管理,减少断流,最大限度提高水的利用率,提高经济效益。

5.3 基本控制潼关高程,促进库区发展,发挥枢纽综合效益。潼关高程是小北干流和渭河的侵蚀基准面,升降变化受多种因素制约。近些年,尽管水库运用上缩减了非汛期高水位运用时间,但由于水沙持续减小导致潼关高程有一定抬高。基本控制潼关高程就要在不利的水沙条件下不影响潼关河床的冲淤变化,遇有利水沙条件要使潼关河床大幅冲刷下降。在此基础上,结合库区治理和人工清淤疏浚,促进库区的持续发展,发挥三门峡水利枢纽的综合效益。

参考文献:

[1]刘平贵,刘韫缇.黄河三门峡水库的功过剖析与思考[J].水利发展研究,2011(03):47-51.

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