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黄河骨干水库工程的建设运用实践与启示

2019-10-28李文学

人民黄河 2019年10期
关键词:小浪底泥沙防洪

李文学

(黄河水利委员会,河南郑州450003)

黄河是中华民族的母亲河,哺育了灿烂辉煌的华夏文明,但又以“善淤、善决、善徙”闻名于世。历史上黄河特别是黄河下游两岸以洪水泥沙灾害严重而著称,集中表现为频繁的洪水决口泛滥和河流改道,给两岸人民带来深重灾难。据统计,从公元前602年至1938年的2 540 a间,下游河道决口1 590余次、重大改道26次,素有“三年两决口,百年一改道”之说,决溢范围北抵天津、南达江淮,纵横面积约25万km2,涉及冀、鲁、豫、皖、苏五省[1]14。 与黄河洪水泥沙灾害的抗争贯穿华夏文明史,无数仁人志士一代接一代不断地探索和实践,留下了许多治黄思想与策略。新中国成立以来,随着经济社会发展和科技水平提高,治黄思路不断丰富完善,防洪工程体系逐步形成,黄河治理进入新的历史时期。

1 三门峡水库建设运用实践及启示

1.1 三门峡水库建设决策背景

三门峡水库是黄河中游干流上修建的第一座以防洪为主,兼顾防凌、灌溉、发电、供水等综合利用的大型水利枢纽工程,是黄河流域控制性骨干水库之一。自20世纪30年代水利专家李仪祉提出在黄河中游干流修建拦洪水库开始,黄河水利委员会主任工程师安立森、水利专家张含英、日本东亚研究所第二调查委员会等都调查提出过三门峡建库方案。新中国成立初期,江河洪水泛滥频繁,1950年淮河大洪水和1954年长江大洪水,受灾人口众多;1949年、1953年、1954年黄河花园口发生流量在10 000 m3/s以上的较大洪水,经奋力防守,未发生决溢灾情,但下游河床淤积抬高、水位抬升,黄河决溢改道的威胁巨大,防洪态势异常严峻。1952年10月毛泽东主席视察黄河时,站在历史的维度,提出了“要把黄河的事情办好”的历史使命,治黄工作由此开启了标本兼治的新征程。

(1)除害兴利理念下的蓄水拦沙治理方略。新中国成立后,黄河下游治理实行“宽河固堤”方针,采取了一系列巩固堤防的政策和措施,大大改善了河道形势和堤防状况。在保证防洪安全的同时,开展了根治黄河的研究和探索,提出用“蓄水拦沙”的方法“达到综合性开发目的”的主张[2]80:在短时期内“节节拦蓄,分段拦泥”,把洪水和泥沙拦蓄在黄土高原和干支流水库里,基本控制黄土高原的水土流失;“综合开发,除害兴利”,基本解除黄河下游水患。

“蓄水拦沙”治理方略在总结前人经验的基础上,突破了长期以来治黄仅限于下游筑堤防洪的被动局面,并根据洪水、泥沙的来源及除害兴利、综合利用的理念,强调对水和泥沙加以控制和利用,在除害的同时兴利。充分认识到:黄河下游水患的根源在于泥沙太多,河床不断淤高,把洪水问题与下游淤积问题联系起来,要解决下游水患就必须统筹考虑泥沙处理,防止或减轻下游河道的淤积。“蓄水拦沙”治理方略以及按照此方略编制的治黄综合规划,对黄河治理来说,无疑是一个重大的发展。

(2)黄河清与三门峡高坝大库。黄河研究组于1953年在北京成立,1954年更名为黄河规划委员会,负责编制黄河流域规划。作为苏联援建的重点项目之一,苏联专家组力荐三门峡坝址的高坝大库方案,否定了库容规模较小的邙山水库,其提出的“用淹没换取库容”的论点,对三门峡水库建设的决策产生了很大的影响[3]。

1954年编制的《黄河综合利用规划技术经济报告》,选定三门峡水利枢纽为第一期重点工程,认为三门峡水库可以把黄河陕县千年一遇的洪峰流量由37 000 m3/s削减至8 000 m3/s,加上下游伊、洛、沁河支流水库拦洪,洪水可以通过山东窄河道安然入海。由于黄河泥沙被三门峡及其以上的干支流水库拦截,因此下游河水将变为清水,河道不断刷深,河槽日趋稳定,下游防洪威胁可以解除。

1955年7月30日,第一届全国人民代表大会第二次会议审议通过了《关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合规划的决议》,认为三门峡水库对防止下游洪水灾害有决定性作用,要求国务院迅速成立三门峡水库和水电站建筑工程机构,保证工程及时施工。

1.2 三门峡水库改建及运用方式调整

(1)三门峡水库两次改建。1960年9月三门峡水库建成并开始蓄水拦沙运用,恰遇黄河丰水丰沙期,库区快速淤积,作为渭河下游侵蚀基准面的潼关高程(指潼关断面流量为1 000 m3/s时对应的水位)迅速抬升(见图1),渭河下游淤积上延,危及关中平原,威胁西安、咸阳防洪安全。1962年3月20日,原水电部决定改变三门峡水库运用方式,由“蓄水拦沙”改为“滞洪排沙”,并于1965—1969年和1969—1973年先后两次对三门峡水库泄洪排沙设施进行增建和改建,以提高泄流能力。

图1 潼关高程变化情况

第一次改建情况:“滞洪排沙”运用后,库区淤积有所减缓,但库尾淤积仍在发展。经1964年12月国务院会议研究,批准“两洞四管”改建方案,在大坝左岸增建2条排沙隧洞,改建4根发电引水钢管,用于加大泄流排沙能力。

第二次改建情况:第一次改建后,坝前淤积面有所下降,但库尾仍继续淤积。为进一步控制水库淤积、避免潼关高程和渭河下游河床继续抬高,1969年国务院委托河南省召集晋、陕、豫、鲁四省及水电部研究黄河治理和三门峡水库进一步改建问题,经过讨论,提出改建的原则是在“确保西安、确保下游”的前提下“合理防洪、排沙放淤、径流发电”,改建方案包括打开原8个导流底孔、下卧5条发电引水钢管、安装5台50 MW机组,改建方案报国务院批准后实施。

后续改建情况:由于改建底孔过流部分磨损气蚀严重,影响正常运用,因此1984—1988年陆续进行了修复和改建,1990年又打开了2个底孔以弥补底孔改建减少的泄量,1991年开始为扩装机组又将已改建的2个泄流钢管用于发电引水,1998年开始打开最后2个导流底孔、2000年汛前完成。目前,共有12个深孔、12个底孔、2条隧洞、1条泄流钢管共27个泄流孔洞投入运用。

(2)三门峡水库低水位运用方式。1960年9月—1962年3月按“蓄水拦沙”方式运用,最高拦洪水位不超过333.0 m。该时期坝前运用水位高,93%的入库泥沙淤积在库区内,库容淤损15.9亿m3,潼关高程最高达328.70 m(1969年)。

1962年3月—1973年10月,转变为“滞洪排沙”运用方式,汛期闸门全开敞泄,只保留防御特大洪水的任务。该阶段库区淤积速度得以减缓,但由于泄流规模不足,因此遇大洪水时水库仍以壅水排沙为主,其间累计淤积泥沙21.2亿m3。

1973年10月至今,水库运用方式调整为“滞洪排沙、蓄清兴利”,也就是“蓄清排浑”,非汛期蓄水兴利,汛期控制坝前水位305 m,防洪排沙,当入库洪水较大时敞泄排沙。该阶段库区基本保持冲淤平衡,潼关高程最低曾降到326.71 m(1977年),近期基本稳定在328 m左右,库区335 m高程以下约58亿m3的有效库容可长期稳定保持、供综合利用。

为进一步控制潼关高程,从2002年开始三门峡水库汛期控制坝前水位不超过305 m,当入库流量大于1 500 m3/s时敞泄运用,非汛期坝前平均运用水位基本控制在315 m。

1.3 三门峡水库建设运用启示及治黄思想发展

关于修建三门峡水库的经验教训,有很多文章进行过剖析和总结,角度不同认识也不尽相同,但三门峡水库的修建和运用实践极大地促进了治黄思想的发展。

(1)深化了对治河与治沙关系的理解,充分认识到治黄工作的复杂性和长期性。黄河水害不同于其他江河,具有特殊性和复杂性,控制洪水必须妥善处理泥沙。黄河的突出特点是水少沙多、水沙异源、水沙关系不协调,下游河道的冲淤演变与水沙过程密切相关,局部河段水沙调节对除害兴利的全局安排可能产生影响,黄河治理必须“全河统筹安排,上中下游兼顾”。黄河中游黄土高原地区生态环境脆弱、水土流失严重,地域广阔、情况复杂,治理难度大,治理必须做长期打算。解决黄河泥沙问题、根治黄河水害,不能单靠水土保持,也不能单靠骨干水库,必须采取多种途径和措施,进行长期的综合治理。

(2)形成了“上拦下排”的治黄主张。在总结三门峡水库经验教训的基础上,1963年3月王化云提出了在上中游拦泥蓄水、在下游防洪排沙的“上拦下排”治黄主张。三门峡水库建设时期由于对黄河洪水、泥沙特性以及水土保持的复杂性、长期性等认识不足,因此未能按照预期解决好黄河下游防洪问题。三门峡水库拦沙运用中止后,下游河道恢复淤积抬升状态,洪水威胁再次与日俱增,黄河下游防洪标准仅约60 a一遇,防御大洪水、保障下游防洪安全成为20世纪70—80年代治黄的重要战略任务。从三门峡水库运用的挫折中认识到“黄河治本不再只是上中游的事,而是上中下游整体的一项长期艰巨的任务”“下游也有治本任务”[4]。“上拦下排”的主张是治黄指导思想上的又一次重要发展,在这一思想指导下,黄河中游进行了“上拦”工程试验和探索,下游加强“下排”措施建设,大力恢复下游河道行洪防御能力。

(3)探索了多泥沙河流水库水沙调度。自1973年汛后开始三门峡水库按“蓄清排浑”方式运用:非汛期蓄水,承担防凌、发电、灌溉、供水等任务;汛期坝前平水期按控制水位305 m发电,洪水期降低水位泄洪排沙。按“蓄清排浑”方式运用以来,库区呈现非汛期淤积、汛期冲刷的特点,冲淤变化主要发生在主槽内,一般洪水很少漫滩淤积。1973年11月—2016年10月,潼关以下库区累计淤积泥沙1.5亿m3,库容淤损不大,基本维持库区冲淤平衡。

三门峡水库建设运用实践经验表明:在峡谷河段建库,可以集中控制洪水、有效调节水沙;采取适当的运用方式及泄洪排沙设施,可以长期保持有效库容,满足综合利用要求;利用水库拦减泥沙和调节水沙,可以有效减轻下游河道淤积。

2 小浪底水库建设运用实践及启示

2.1 小浪底水库建设背景

(1)淮河“75·8”特大暴雨洪水后黄河“上拦下排,两岸分滞”洪水处理方针的形成。1975年8月淮河流域发生了罕见的特大暴雨洪水,给区域经济和人民生命财产造成巨大损失。与“75·8”特大暴雨类似的暴雨1963年8月在海河流域也曾出现,考虑到黄河介于淮河、海河水系之间,这样的特大暴雨完全有可能降落在三门峡以下的黄河流域,这一严重威胁引起大家对黄河洪水的重新认识。

遵照国务院关于“要严肃对待特大洪水”的批示,原水利电力部1975年12月在郑州召开了“黄河下游防洪座谈会”,会议认为:黄河下游花园口站有可能发生流量为46 000 m3/s的洪水,建议采取重大工程措施,逐步提高下游防洪能力,努力保障黄淮海大平原的安全。会后,原水利电力部和豫鲁两省向国务院报送了《关于防御黄河下游特大洪水意见的报告》,该报告提出:当前黄河下游防洪标准偏低,河道逐年淤高,远不能适应防御特大洪水的需要,拟采取“上拦下排、两岸分滞”的方针,即在三门峡以下干支流兴建水库,拦蓄洪水;改建现有滞洪设施,提高分滞能力;加大下游河道泄量排洪入海”[2]161。

此后,在小浪底水库工程规划工作中,进行了小浪底水库与桃花峪水库、龙门水库的比选论证,与历史上规划确定的小浪底水库以发电为主的开发任务相比,第一次从下游防洪减淤角度出发,将小浪底水库的开发任务拟定为防洪、防凌、减淤、灌溉、发电等综合利用。

(2)“拦、用、调、排”防洪减淤基本思路的演变。1986年,在研究和总结人民治黄40 a实践经验特别是三门峡水库运用实践的基础上,王化云提出了“拦、用、调、排”的治黄思想,他主张运用系统工程的方法,通过“拦”(拦水拦沙)、“用”(用洪用沙)、“调”(调水调沙)、“排”(排洪排沙)等多种途径和综合措施治理黄河[4],他认为黄河治理主要依靠干流上对水沙有重要调节作用的7座骨干水库工程,加上伊、洛、沁河支流水库,全河即可形成比较完整的、综合利用的工程体系,实行统一调度,充分利用黄河水沙资源,发挥最大综合效益。

1990年,黄委组织编制了《黄河治理开发规划》,提出:黄河治理开发应采取“拦、排、调、放、挖,综合治理”的方略,全面规划、标本兼治、远近结合,妥善解决泥沙问题;采取“上拦下排,两岸分滞”的方针,有效控制洪水。将二者结合起来,逐渐形成一个防洪减淤体系,实现黄河长治久安。

(3)黄河水资源供需矛盾加剧与黄河下游断流。新中国成立后,黄河流域耗水量随着经济社会的发展迅速增加,20世纪50年代年均耗水122亿m3,到了90年代年均耗用水量已达307亿m3,水资源供需矛盾日益凸显,特别是农业灌溉用水主要集中在3—6月,正是黄河的枯水季节,加上中游调节能力不足,以及黄河水资源没有统一调度等,黄河在枯水季节经常发生断流。据统计,1972—1998年的27 a中,下游有21 a出现断流,累计断流时间达1 050 d。1990—1998年,黄河下游几乎年年断流,且历时增加、河段延长,其中1997年断流情况最为严重,黄河利津站年内断流226 d,断流河段一度上延至河南开封附近,长达704 km[5]。水资源供需失衡及造成的河道断流、黄河生态环境恶化、水体污染加重等,成为黄河治理的新的突出问题。

2.2 小浪底水库运用实践

(1)调水调沙实践与主要成效。小浪底水库建成前,针对调水调沙已开展了深入的研究并有大量的技术储备。小浪底水库投入运用,使得开展大规模调水调沙、进一步检验前期研究成果、丰富调水调沙理论等成为可能。2002年7月开展首次调水调沙试验,2005年起调水调沙转入正常的生产运行,至2018年已开展了19次调水调沙,形成了拦沙初期三种不同类型的调水调沙运用模式[6]。

自1999年10月小浪底水库下闸运用至2018年4月,小浪底库区累计拦沙33.3亿m3,黄河下游河道累计冲刷泥沙29.8亿t,河道行洪排沙能力显著提高。至2018年汛初,黄河下游河道平滩流量增加了1 650~4 300 m3/s,其中高村以上平均增加4 000 m3/s,达到6 100~7 200 m3/s(见图 2),3 000 m3/s流量所对应的水位与 1999年相比下降了 1.4~3.2 m(见图 3),10 000 m3/s流量所对应的水位下降了0.08~0.78 m,防凌问题基本解决,防洪形势得到极大改善。

图2 小浪底水库运用后下游河道平滩流量变化情况

图3 1999—2018年3 000 m3/s同流量水位变化情况

(2)水资源、水生态、水环境问题显著改观。黄河下游频繁断流引起国内外广泛关注,可谓举世震惊,海内外迅速发起“拯救母亲河行动”,有163位院士签名呼吁拯救黄河。面对断流问题,1999年国家授权黄河水利委员会对黄河全河水量实行统一调度,同年小浪底水库下闸蓄水,其后的近20 a,依靠龙羊峡、小浪底等大型水库调蓄和流域机构精细调度、流域各省(区)配合,黄河下游再没有出现过断流现象,年均入海水量(利津站径流量)较前期有很大的增加(见图4),河口三角洲湿地自然保护区过水面积和水面面积增加,淡水湿地地下水位抬升,湿地生态系统得到恢复和改善,众多动物和鸟类回归,维持了生物多样性。

图4 利津水文站年径流量变化情况

小浪底水库投入运用后,还提高了黄河下游沿线供水保证率,两岸灌区多年平均引水量为90亿m3左右,累计7次引黄济津、15次引黄入冀补淀,共计补水约118.6亿m3。

2.3 小浪底水库建设运用启示及治黄思想发展

(1)下游河道治理方略与滩区综合治理。小浪底水库投入运用后,为谋求今后一个时期黄河下游河道治理方略,2004年黄河水利委员会分别在北京、开封组织召开了专家研讨会,专家们基于对未来进入黄河下游河道水沙条件的不同预测和判断,提出了不同的黄河下游河道治理方略,经过研讨和专题论证,大多数专家认为:在小浪底水库调度之下,未来进入黄河下游的洪水将呈两极分化的趋势,以中常洪水为主,但大洪水仍将存在;泥沙虽会减少,但减幅不大,黄河仍将是一条高含沙河流;同时,经济社会发展对水资源的需求仍将刚性增长,水沙关系可能进一步恶化。据此,形成了“稳定主槽、调水调沙,宽河固堤、政策补偿”的下游河道治理方略:下游河道维持中水河槽,中小洪水不漫滩,滩区群众安居乐业;大洪水在两岸标准化堤防约束下演进,淤滩刷槽,滩区群众依靠村台或撤离保安全,滩区洪灾由国家给予政策性补偿。

(2)维持黄河健康生命与水沙调控体系的提出。根据小浪底水库运用实践,2004年李国英在《科学》杂志发表文章《维持黄河健康生命》,通过对河流生命理念的论述,确立了河流的价值主体,提出了河流治理的终极目标就是维持河流健康生命,将治河提升到构建人类和河流间和谐关系的新高度。随着人水和谐、生态文明等理念的逐步发展,治河思想又进一步延伸到“治河为民、人水和谐”。2017年,黄河水利委员会提出“维护黄河健康生命,促进流域人水和谐”,旗帜鲜明地把维护黄河健康生命作为治黄的首要目标,夯实河流健康基础;把促进人与黄河和谐共生作为治黄的最高境界,成为治黄的目的与归宿,支撑经济社会绿色、协调、可持续发展,让黄河永续造福中华民族。

2013年国务院批复《黄河流域综合规划(2012—2030年)》,基于黄河“水少、沙多,水沙关系不协调”的特点,提出要努力增水、减沙,调控水沙,构建和完善治黄六大体系。其中:黄河水沙调控体系是六大体系的核心,以干流的龙羊峡、刘家峡、黑山峡(待建)、碛口(待建)、古贤(待建)、三门峡、小浪底等骨干水利枢纽为主体,以海勃湾、万家寨水库为补充,由这些干流水库与陆浑、故县、河口村等控制性支流水库共同构成[1]59-61。

黄河水沙调控体系中:上游调控子体系由龙羊峡、刘家峡、黑山峡等骨干水利枢纽构成,以调节水量为主,主要任务是对黄河水资源和南水北调西线入黄水量进行合理配置,为保障流域供水安全创造条件,协调进入宁蒙河段的水沙关系,长期维持宁蒙河段中水河槽,保障宁蒙河段的防凌、防洪安全及上游沿河城镇的防洪安全,为上游城市、工业、能源基地和农业发展供水,提高上游梯级发电效益,并配合中游骨干水库调控水沙;中游调控子体系由碛口、古贤、三门峡、小浪底等骨干水利枢纽构成,以调控洪水泥沙为主,主要任务是科学管理洪水,拦沙和联调水沙,减少黄河下游淤积,长期维持中水河槽的行洪输沙功能,为保障黄河下游防洪防凌安全创造条件,调节径流,为中游能源基地和中下游城市、工业、农业发展供水,合理利用水力资源。

(3)洪水、泥沙综合处理和利用思路的丰富完善。2008年修订黄河流域综合规划时,仍采用“上拦下排、两岸分滞”调控洪水、“拦、调、排、放、挖”综合处理和利用泥沙的治黄方略,但是根据小浪底水库运用以来调水调沙的实际效果,将泥沙处理和利用5项措施中的“调”放置在了第二位,凸显“调”的重要性和作用。结合小浪底水库调水调沙运用,李国英提出了控制、利用和塑造洪水的思想[7]203-245,由过去单一控制洪水转向全面管理洪水。利用洪水,一是把洪水转变为可以利用的水资源,即洪水资源化;二是利用洪水的能量冲刷水库和河道,输沙入海,减少河道淤积,防止河道萎缩。塑造洪水,则是在汛前水库腾空库容之际,塑造洪水过程,冲刷下游河道,保持河槽不萎缩,尽可能减少水库与下游河道淤积。

基于减少下游河道淤积应主要控制粒径大于0.05 mm的粗颗粒泥沙的认识,李国英认为水土保持和骨干水库拦沙、中游两岸滩区放淤要以解决粗泥沙为主要目标,并提出构建黄河粗泥沙的三道防线[7]247-279,重点解决粗泥沙对下游河道的淤积问题。

3 新时期治黄重大水库工程建设建议

3.1 新时期治黄面临的问题与挑战

水利部以习近平总书记治水重要讲话精神为统领,立足我国治水主要矛盾变化,围绕加快破解水利发展不平衡不充分问题、更好满足人民群众对水资源水环境水生态的需要,确立了“水利工程补短板、水利行业强监管”治水总基调,这是水利行业学习贯彻习近平总书记“十六字”治水思路的理论成果和行动指南。

人民治黄70多a来,特别是改革开放40 a来,黄河治理取得了举世瞩目的成就,但应该清醒地看到,水灾害的老问题虽然有所缓解,水资源短缺、水生态损害、水环境污染等新问题相对凸显,新老问题交织,治黄重大水库工程的短板和缺位是问题的重要根源之一,完善水沙调控体系势在必行,建设古贤水利枢纽工程迫在眉睫。

(1)下游防洪安全问题。小浪底水库投入运用后,一定时期内黄河下游堤防的防洪标准有很大的提高,河道状况也有明显改善,但黄河泥沙问题远未根治,单靠小浪底水库拦沙和协调水沙无法实现黄河下游较长时期的安澜,主要原因有三点:一是小浪底水库拦沙库容有限,拦沙库容淤满后上游来沙仍将进入下游,造成河道淤积抬高、堤防防御标准下降。二是小浪底水库独自调水调沙很困难,水库高水位泄水造峰时处于水库低层的泥沙无法排出,水库低水位排沙时无足够的后续水量冲沙,造成协调水沙困难。以往的调水调沙曾调度万家寨、三门峡水库提供后续水源,但这2座水库水量有限,参与调水调沙只能作为一种试验探索。三是小浪底水库2018年汛期长时间大水排沙效果证明,如果后续水量充足,不仅可以排沙出库,而且可以输沙入海。但2018年黄河上中游降水偏丰较多、河道流量大,是个特例。小浪底水库拦沙库容淤满后仅有10亿m3的调水调沙库容,如果河道内没有持续较大的流量,要协调水沙必须有其他水库配合。上述三点表明,要实现较长时期内黄河下游安澜,除水土保持减沙和其他防洪工程措施外,必须有一个完善的水沙调控体系。另外,黄河下游滩区居住的群众还有180多万人,滩区防洪功能的发挥与居民的生活生产长期存在矛盾,唯有防洪和泥沙问题得到妥善解决,方可实现滩区180多万人的长远安全与高水平发展。

(2)水资源紧缺问题。在黄河天然来水量呈递减趋势的同时,经济社会发展对水资源的刚性需求仍在持续增长,未来供需矛盾会更加尖锐、缺水问题会更加突出。与严峻的水资源供需形势相比,2018年黄河来水较丰,流域内八大水库增蓄水量106亿m3,利津站实测径流量334亿m3,大量弃水入海,宝贵的水资源未能充分利用。目前,对黄河上游的来水主要靠龙羊峡和刘家峡水库进行调节,中下游来水基本靠小浪底水库调节,防洪和蓄水很难兼顾。根据防洪需要,对前汛期的来水不敢蓄,只能蓄后汛期的来水,如果后汛期不来水、水库蓄不了足够的水,那么来年春天水资源供需矛盾会特别突出,枯水年份甚至难以保证河道生态需水量。鉴于此,黄河上游和中游都需要增加大型水库,形成全流域完善的水沙调控体系。

(3)水生态及水环境问题。黄河流域大部分地区生态脆弱、水生态问题突出,20世纪90年代后期年均入河污水量达到80年代初期的2倍,且遭遇90年代的枯水系列,水质急剧恶化,干流近一半河段水质为Ⅳ类或劣于Ⅳ类,支流状况更糟。1999年以后,水环境治理、全河水量统一调度、来水条件向好等,使黄河干流水质逐步得到改善,2015年干流Ⅲ类和优于Ⅲ类水质的河段达到99%,支流Ⅲ类和优于Ⅲ类水质的河段约占50%,同时期河口湿地生态及滨海水生态也在逐步改善。目前黄河生态状况仍不容乐观,入河污水与20世纪90年代末相比并未减少,大部分支流生态水量无法保证,河流生态良性维持的基础很脆弱,若遇20世纪90年代的枯水系列,河道生态水量仍很难保证,水质有进一步恶化的可能。解决黄河水生态水环境问题,除现有的措施外,还需要向黄河流域增水并增大水库调蓄能力。

3.2 加快推进古贤水库建设的建议

古贤水库位于晋陕峡谷末端,是控制黄河北干流洪水泥沙的关键性工程,开发任务以防洪减淤为主,兼顾发电、供水和灌溉等综合利用,与小浪底水库联合调水调沙具有天然的地理位置优势,在黄河水沙调控体系中具有承上启下的战略地位,建议加快建设。

(1)古贤水库有利于保障黄河下游河道生态屏障安全。古贤水库可基本控制河口镇至龙门区间的洪水和泥沙,水库拦沙可有效减少进入下游河道的泥沙、减轻下游河道淤积,水库拦沙库容淤满后,仍然可以利用其20亿m3调水调沙库容和小浪底水库进行联合调水调沙,继续减少下游河道泥沙淤积。古贤水库和小浪底水库联合调水调沙,可对小洪水过程进行重新塑造,较长时期协调进入黄河下游的水沙关系,与小浪底水库联合泄放适合下游塑槽的流量过程,维持中水河槽行洪输沙能力。因此,建设古贤水库是处理黄河泥沙、减轻黄河下游河道淤积、保障黄淮海平原生态屏障安全的重大战略措施,是长期协调黄河水沙关系的首选工程。

(2)古贤水库可显著降低潼关高程、提高渭河下游防洪能力。古贤水库建成后,通过水库拦沙和调水调沙运用,将从根本上改变小北干流和潼关河段不利的水沙关系,使小北干流河段显著冲刷、潼关高程显著下降,有效减轻渭河下游的防洪压力并显著提升渭河下游的防洪标准;其防洪运用,可降低三门峡库区大洪水上滩几率,减少对滩库容的淤损,对三门峡水库长期发挥防洪作用具有重要意义。

(3)古贤水库是区域生态富民工程。禹门口至潼关河段两岸地区均为干旱缺水地区,面临着加快发展与保护(修复)生态系统的双重压力[8]。古贤水库建成后将极大改善两岸供水灌溉条件,提高供水区的农业综合生产能力,对配置区域水资源、促进区域经济社会的可持续发展具有非常重要的作用,并可推进生态脆弱区的生态修复,提升当地的生态环境质量。古贤水电站可提供优质的电力、电量和调峰容量,对缓解晋陕两省电网调峰矛盾非常重要,对减少环境污染也有重要意义,同时古贤水电站位于西北电网和华北电网的交界处,对实施“西电东送”具有重要作用。

4 结 语

回顾分析三门峡水库、小浪底水库治黄骨干工程规划、建设、运用等及其背后的治河思想,可以看到治黄重大工程实践既有深刻的教训、也有成功的经验,这些工程实践,既让我们深化了对治黄工作长期性、复杂性的认识,也让我们认识到治河必须治水治沙并重、综合施策。经过不断总结经验和教训、持续深化治黄科技探索与治黄工程实践,治黄工作从早期的“节节拦蓄,分段拦泥”,发展到目前的“上拦下排、两岸分滞”调控洪水、“拦、调、排、放、挖”综合处理和利用泥沙的系统治理,在治黄思想上也从早期的“蓄水拦沙、除害兴利、综合利用”,逐步发展为“维护黄河健康生命、促进流域人水和谐”,治黄方略不断发展完善。

从生态文明视角审视当前的黄河重大水库工程布局,发现还存在明显的短板和不足。古贤水库工程有利于黄河下游河道防洪减淤和保障黄淮海平原生态安全,有利于塑造长期协调的水沙关系、维持下游中水河槽过流能力,有利于降低潼关高程、减轻渭河防洪压力,有利于改善区域供水条件、提高农业综合生产能力、推动区域生态环境修复,是黄河水沙调控体系的又一关键性工程,建议加快建设。

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