科学治黄方能保障流域生态保护和高质量发展
2020-10-20张红武
摘 要:黃河流域在我国经济社会发展和生态安全方面具有十分重要的地位, 黄河流域生态保护和高质量发展已上升为重大国家战略。水沙关系不协调导致黄河灾害频发,水资源短缺导致黄河流域经济社会与生态保护发展缓慢。为使黄河成为造福人民的幸福河,发挥流域内土地资源、能源资源、矿产资源富集的优势,推动我国未来经济社会高质量发展,必须科学治理黄河。其治理对策主要为:①“两道防线”与生态治河方案相结合,即以“第一道防线”保障“二滩”和“嫩滩”区域的相对稳定性,通过技术研发,达到黄河下游宽河段中水河势稳定控制与特殊洪水行洪相适应的良性治理局面;②尽快上马黄河中游古贤枢纽工程与上游黑山峡水利枢纽工程,构建黄河水沙调控体系的核心构架,真正使全河建立起水沙调控机制,促进生态环境建设与区域经济协调发展,成为增强国民经济高质量发展的内生动力;③实施“川水济黄(南水北调西线)”“藏水补川”乃至“藏水济黄”工程,破解水资源这个黄河流域生态保护与高质量发展的最大刚性约束,支撑黄河治理和流域生态保护以及高质量发展的可持续性。
关键词:生态保护;科学治理;水沙调控;高质量发展;黄河流域
中图分类号:TV212.4;TV882.1 文献标志码:A
doi:10.3969/j.issn.1000-1379.2020.05.001
Abstract:The Yellow River (YR) basin has a vital status in Chinas economic and social development and ecological security. Although the ecological protection and high-quality development of the YR basin has been risen to be a major national strategy, disasters frequently occurred in the YR due to the uncoordinated relationship between water and sediment in the YR and the economic and social development and ecological protection in the YR basin are also slow due to lack of water. In order to make the YR to be a beneficial river to people, and exploit the advantages of rich land resources, energy resources and ore resources in the YR basin to the full and promote Chinas high-quality development of economy and society in the future, we need to manage the YR scientifically. The main management methods are as follows: a) combine “the two boundaries mode” and the ecological management mode, which means using “the first boundary” to protect the relative stability of “the floodplains” and “the newly-formed floodplains” and achieve the benign management situation of the coadaptation of stream line stability under normal flood regime and specific floods conveyance in the wide reaches of the Lower Yellow River by technology research and development; b) in order to build the core frame of the water and sediment regulation system in the YR, truly establish the water and sediment regulation mechanism along the whole reaches of the YR and promote the coordinated development of ecological environment construction and regional economy, the Guxian Project on the Middle Yellow River and the Heishanxia Project on the Upper Yellow River, which can become endogenous powers to enhance the high-quality development of the national economy, need to be constructed as soon as possible; c) implement “the water transfer from Sichuan to YR and the water transfer from Tibet to Sichuan” and even “the water transfer from Tibet to YR” projects to overcome the biggest obstacle on ecological protection and high-quality development in the YR basin and support the sustainability of the YR management and ecological protection and high-quality development in the YR basin.
Key words: ecological protection; scientific management; water and sediment regulation; high-quality development; Yellow River basin
2019年9月18日,习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上发表重要讲话,深刻阐述了事关黄河流域生态保护和高质量发展的根本性、方向性、全局性重大问题,首次将黄河流域生态保护和高质量发展上升为重大国家战略,发出了让黄河成为造福人民的幸福河的伟大号召,为新时代加强黄河治理与保护工作指明了方向,也为做好黄河流域开发与经济社会高质量发展布局提供了指南。通过学习习总书记重要讲话精神,我们更加清醒地认识到,只有对黄河进行科学治理,才能实现流域生态保护和经济社会高质量发展的宏伟目标。
1 黄河是一条需要科学治理才能确保沿岸防洪与生态安全的大河
黄河水少沙多、水沙异源,水沙关系不平衡,由暴雨洪水和冰凌洪水造成的灾害频发,尤其下游河道严重淤积,历史上洪水经常泛滥,堤防频繁决口甚至发生河流改道。从公元前602年至1938年的2 540 a中,经历了26次改道、5次大改道迁徙,洪灾殃及冀、鲁、豫、苏、皖5省,在造成重大人员伤亡与经济损失的同时,也对环境造成了严重破坏[1]。沿岸民众为生存而治理黄河,书写了中华民族与黄河水旱灾害作斗争的不朽历史。
受水利与水土保持工程拦截等影响,近年来进入黄河下游的沙量大幅度减小,基流也有所减小,低频率设计洪水与实际差异较大,较大流量的洪水出现概率明显变小[1-3];现有河道工程的半径、密度同流量不大的洪水河势不相适应;滩区群众在滩地上大规模修建的生产堤挤压行洪空间,使受灾风险加大;黄河下游河道处于“槽高于滩、灘高于背河地面”所谓“二级悬河”的不利局面,导致河道与滩区治理的状况并不乐观[3]。即使出现中常流量洪水,下游防汛抢险形势也很严峻。例如,2003年8月下旬受“华西秋雨”影响发生秋汛,为避免下游洪水大范围漫滩,小浪底水库按花园口站2 600 m3/s左右流量控泄,主流冲刷河南兰考蔡集控导工程34~35号坝,9月18日该工程上游生产堤决口,在这个“二级悬河”最严重的滩区上的12万群众很快被水围困,并引起山东省东明县40多km黄河堤防靠水历时长达一个半月,偎堤水深达3~5 m,造成大堤临河侧发生严重淘刷、背河侧渗水、管涌的严重险情,其中渗水堤段有7处,出现了长200 m、宽50 m的管涌群,引起党和国家领导人高度重视,黄河防总与河南省组织强大的抢险力量,据2003年12月11日开封市总结表彰大会资料称,“我市近两万名党员干部参加整个抢险斗争,出动解放军驻豫某部、河南武警3个支队、公安干警8 000多人,共投入用工33万人次、石料9.7万m3、土方15.1万m3、柳秸料2 000多万kg、编织袋3.5万条”。其实,口门最大分流量仅800 m3/s,军民全力奋战一个多月都没成功堵口,黄河防总只得下令让小浪底水库冒超过当年防洪调度预案最高蓄水位可能出现的巨大风险,断然下闸拦洪,10月29日在生产堤口门流量较小时方封堵成功[4]。黄河下游如此多灾难治,被称为“水在上游、沙在中游、害在下游”。
黄河上中游地区降水稀少、水资源短缺,经济社会发展主要依赖黄河供水,黄河已不堪重负。特别是近几十年来,上游宁夏、内蒙古河段(简称“宁蒙河段”)水沙失衡凸显,河流功能退化[5],主槽淤积加重,河床上升与河槽萎缩造成过流能力降低,多沙支流突发性洪水易淤堵干流形成“沙坝”,封河后易卡冰结成“冰坝”,导致冰凌决堤灾害,危及沿岸人民防洪(凌)安全[6],也会使河套灌区等粮食主产区发展现代农业缺乏保障条件。再者,黄河中游的小北干流河槽淤积严重,冬季大量流冰进入壶口至潼关河段,由冰块壅塞形成冰坝会导致冰凌灾害,且在潼关以上入黄的支流渭河受三门峡水库淤积上延影响,也处于洪灾频发的状态。“黄河宁,天下平”,只有对黄河进行科学治理,才能实现“让黄河成为造福人民的幸福河”的远大目标。
2 下游科学治理要实现河势稳定与特殊洪水相适应的生态治理目标
黄河下游河道与滩区治理依然是国人关注黄河的焦点之一[7-8]。考虑滩区民众完全迁出和完全破除生产堤都存在困难且无必要,为解决水沙条件与下游河段目前边界不相适应的问题,笔者主持的国家重点研发计划项目“黄河下游河道与滩区治理研究”(以下简称“黄河治理研发项目”),对2003年提出的“两道防线”方案[7]进一步确定为[8]:在现有河弯工程与改建的“束流控制工程”强力约束下[9],靠溜险工及控导工程与以生产堤为基础改造成的防护堤构成第一道防线;已基本建成的标准化大堤为第二道防线(靠溜险工与相应堤段相当于两道防线重合,可称防护堤以内的滩地为内滩,称两道防线之间的滩地为外滩,在防护堤适当部位预留分洪和退水口门,当洪水流量低于防护堤防洪标准时不向外滩分洪;当洪水流量高于防护堤防洪标准时,有计划分洪淤滩);再结合在大堤至控导工程及村庄至大堤修建的道路与按人工调控过流规模需要进行加固提升后形成的格堤,即可在发挥分滞洪作用的同时,有计划地淤滩治滩[10-11]。
鉴于在干支流水库调控下,未来正常情况下下游不会出现大于10 000 m3/s流量级的洪水,可将此流量作为第一道防线的控导护滩工程与防护堤的设防流量[10-11],采用何富荣水力插板筑堤技术将防护堤高标准修建。该技术具有安全稳定性能好、工程造价低、施工速度快、占地少等优点;新建或上延下续的河道整治工程可采用项目组同何富荣专家一起改进的预制板桩组合坝结构。2016年年底按该结构在黄河三角洲北部利津县刁口乡海域修建了150 m海堤,作为该项目示范工程的预备试验,即在现场利用水力喷射技术陆续将预制的钢筋混凝土板插入地层,再垂直板墙每隔4 m插入一块同样的预制板作为桩坝。历经2018年的“温比亚”和2019年的“利奇马”台风考验,都有效遏制了海岸的蚀退,使“险象环生”变成“有惊无险”。而相距约20 km的桩西油田海堤,2018年采用传统技术加固修建,“利奇马”台风期间10余km海堤严重毁坏,甚至局部堤段决口,涌进的巨量海水汪洋一片,被淹的大量石油生产井被迫关井停产。表明利用新技术修建海堤,对于保护黄河三角洲意义重大。
“黄河治理研发项目”由黄河勘测规划设计研究院有限公司主持的“黄河下游河道输沙阈值及水沙调控作用潜力研究”课题组,通过建立滩区功能约束及滩槽协同治理体系,提出了黄河下游生态治理新思路[ 12-17],即将从黄河大堤向主槽的滩地依次分区改造为“高滩”“二滩”和“嫩滩”。“高滩”作为生态移民安置区,解决群众防洪安全问题,通过淤填堤河进一步提高堤防防洪能力,将“高滩”完全解放出来;“二滩”为高滩与控导工程之间的区域,可用来发展高效生态农业、观光农业等,相当于将“二滩”作为宽滩区稀遇洪水(或称超标准洪水)上滩的行洪空间;“嫩滩”则被用来修复、维护湿地生态,与河槽一起发挥常态中小流量下的行洪输沙功能。显然,该方案通过对河道形态和空间结构进行人工干预,可改变诸多问题负循环的不利局面。按照基本消除二级悬河、重构生态空间、增效生态过程的目标,提出了相应的生态治理措施,形成了多功能融合的宽滩河流生态治理理论。鉴于历经20 a实施的退耕还林(草)措施在黄河流域取得了显著成效[18],今后继续退耕还林(草),无疑能够巩固并扩大生态保护的作用。在植被恢复的良好趋势及其他水土保持手段日益受到重视的未来,没理由预测进入下游河道的产沙量会显著增加[19-20]。因此,在泥沙淤积可能不再是下游河道治理最主要的矛盾后,该成果研发的宽滩河流形态重构技术、宽滩河流生态空间构建技术、沿河城镇群与河流生态空间深度融合技术,就显得较为可行并颇有创新之处,为开展下游生态廊道建设提供了技术支撑,并将引导黄河下游走向生态治河新时期。如果将该课题成果与清华大学的“两道防线”方案进一步结合,以“第一道防线”保障“二滩”和“嫩滩”区域的相对稳定性,通过中水河势稳定控制、河槽输沙能力提升的机理与技术研发,实现“河床不抬高”的目标,达到黄河下游宽河段中水河势稳定控制与特殊洪水行洪相适应的良性治理目的。在来水含沙量明显减少的常态下,泥沙对污染物吸附效应[16,21]减弱后,利用“嫩滩”湿地生态作用,客观上确实能够遏制黄河水生态系统自净能力下降的势头。
3 黄河流域在我国经济社会发展和生态安全方面具有十分重要的地位
黄河是流域内及华北大平原重要的生命之源,中下游地区是中华文明形成的核心区,经济基础良好。黄河流域又被称为“能源流域”,煤炭、石油、天然气和有色金属资源丰富,煤炭储量占全国一半以上,是我国重要的能源、化工、原材料和基础工业基地[22]。挖掘黄河流域经济潜力,对于推动我国未来经济社会高质量发展具有举足轻重的作用。
以黄河中上游地区为例,该地区位于西部地区东缘,包括甘肃省中东部、宁夏回族自治区全部、内蒙古自治区中西部以及陕晋相关区域,具有承东启西的地缘优势,自丝绸之路兴起,该地区都是重要的经济地带与经济发展最为活跃的区域。从资源禀赋上看,黄河中上游地区是我国极其重要的能源资源战略高地和土地资源后备区,开发潜力巨大、经济爆发力强劲、对外驱动力凸显,具有相当的经济体量以及持续发展的活力[22]。作为传统的能源中心,该地区长期为我国经济社会发展提供重要的能源支撑,这里过去是沟通我国华北和西部经济联系的重要枢纽,现在与未来依然是我国重要的能源基地,《煤化工产业中长期发展规划》2010年后重点建设的七大煤化工产业区中,有三个(内蒙古河套地区、陕西榆林地区、宁夏东部地区)位于黄河流域。西部大开发战略实施后,一大批项目在该地区集聚,目前已形成了以煤、电、油、汽、煤化工为主导,上下游产业衍生配套的大集聚格局,具备了良好的工业基础,目前是国家西煤东运、西气东输、西电东送的主要通道和基地,经济社会呈现跨越式发展态势。新欧亚大陆桥穿境而过,是我国面向中亚和北亚、向西向北双向开放的阵地[23]。因此,水资源在该地区的优化配置现实意义重大。
黄河流域环境多样,拥有三江源、祁连山等多个国家公园和国家重点生态功能区,沿黄河分布有乌梁素海与东平湖等湖泊湿地,黄河三角洲湿地生物多样性丰富,是连接青藏高原、黄土高原、华北平原的生态廊道和我国重要的生态屏障。仍以中上游地区为例,这里属于蒙古高原高压控制的寒冷气流南下要冲之地,其生态区位极其重要。该地区分布有毛乌素沙地和乌兰布和、库布齐、腾格里、巴丹吉林四大沙漠,气候干旱少雨、蒸发强烈、风大沙多,大部分地处干旱半干旱地带,生态环境脆弱,环境承载力低下,无法提供经济社会发展需要的稳定环境基础,土地资源、能源资源、矿产资源富集的优势得不到发挥。该地区作为我国四大沙尘暴源区之一和主要风沙通道,还严重影响我国中东部地区的环境质量。上述表明黄河流域是我国生态文明建设的重要阵地[22]。
黄河中上游地区是回族、蒙古族等少数民族聚居区和陕甘宁革命老区,又是六盘山集中连片特困区的重要组成部分,这里经济社会发展长期滞后,生态贫困又加剧了经济贫困,难以提高基础设施和公共服务水平、保障和改善民生,是我国脱贫攻坚的主战场。该区域是我国多元文化最集中的交融地区,人文资源底蕴深厚,是民族文化的主要发祥地和黄河文化乃至中华文明的重要组成部分。推进民族文化遗产的系统保护,传承、弘扬黄河文化,必须通过科学治理提供必要的物质基础和提高发展质量,才能为实现中华民族伟大复兴的中国梦凝聚精神力量。
应该看到,随着“一带一路”倡议的实施和我国经济转型升级,我国沿海地区及“一路”沿线各国和我国西部地区交流合作、产业链接、资源整合将越来越深入,对黄河流域和西部战略腹地支撑作用的依赖将愈加迫切[22]。
4 建设中游古贤水库与上游黑山峡水库,构建黄河水沙调控体系的主体水库
应当认识到,黄河流域因缺水导致经济社会发展缓慢的同时,还威胁着区域生态系统的健康稳定。再加上人口增长过快,产业结构不合理,导致各行業用水竞争激烈,区域生态与经济发展关系难以协调,严重阻碍区域经济社会的发展。为实现经济社会发展与人口、资源、环境相协调,促进流域生态保护和经济社会的高质量发展,水利科技工作者应该有新的担当和创新的智慧,通过科学攻关与全面统筹谋划,提出正确把握生态环境保护和黄河流域高质量发展的关系并能够将两者成为辩证统一关系的途径。
习总书记肯定了“水沙治理取得显著成效,防洪减灾体系基本建成”是黄河治理保护工作取得举世瞩目成就的重要标志,但我们也要清醒地认识到,当前黄河流域仍存在一些突出困难和问题,流域生态环境脆弱,水资源保障形势严峻,水生态系统自净能力减弱,尤其是黄河水沙调控体系的主体构架至今还没形成。也正是黄河的特殊性与复杂难治,习总书记强调指出“治理黄河,重在保护,要在治理”,还对完善黄河水沙调控体系提出要求,充分体现了保护与治理并重的科学理念。为打赢脱贫攻坚战,解决好流域省区人民特别是少数民族群众关心的防洪安全、饮水安全、生态安全等问题,维护社会稳定、促进民族团结,总书记强调指出“要紧紧抓住水沙关系调节这个‘牛鼻子”。
从具体技术上讲,调水调沙效果主要取决于冲沙排沙时是否有水有沙可调。小浪底水库建成后与其下游入汇的含沙量较小的支流上的陆浑、故县、河口村水库联合调度运用,对下游防洪减淤发挥了重要作用,并且在供水、灌溉和发电等方面也发挥了很大效益[24]。但小浪底水库自身调水与调沙存在矛盾,目前水库已拦沙约35亿m3,有效库容不断减小,单库调水调沙库容不大、水动力不足的局限已经显现,预计2040年之后拦沙库容将淤满,届时黄河下游河道仍将继续淤积抬升。特别是按照保障异重流排沙效果的必要条件,小浪底缺乏入库高含沙较大洪水的塑造,从而影响了小浪底水库的调水调沙效果。2013年国务院批复了《黄河流域综合规划(2012—2030年)》,提出了“以增水、减沙、调控水沙,构建完善的水沙调控体系、防洪减淤体系、水土流失综合防治体系以及流域综合管理体系”的治黄总体布局,规划了“以干流的龙羊峡、刘家峡、黑山峡、碛口、古贤、三门峡和小浪底等7座大型骨干水库为核心的黄河水沙调控体系”[24]。而目前黄河干流只建成龙羊峡、刘家峡、三门峡、小浪底4座大型骨干水库,其中刘家峡水库库容不大、水沙调控能力弱,在距宁蒙河段过远的状况下,对河道冲淤无法发挥调控作用[6];三门峡水库为避免潼关高程抬升不能蓄水运用与提供有效的水流动力条件;真正具有调控能力的大型骨干水库只有龙羊峡、小浪底两座水库,而龙羊峡水库下泄清水不能为小浪底水库提供泥沙调控的条件,何况两者相距数千千米,实际也无法发挥水沙调控作用[23]。故仅依靠龙羊峡、小浪底两座水库尚不能有效对宁蒙河段、小北干流与黄河下游河段进行水沙调控,对全河水资源调节能力也很有限[23],远无法满足黄河治理和流域生态保护以及高质量发展的迫切需要。
因此,根据水沙调控体系建设的总体框架和已有调节水库的布局及其功能,必须尽快建设中游古贤水库及上游大柳树水库,完成水沙调控体系核心框架的建设[23],真正建立起全河水沙调控机制。
能为黄河中下游提供足够水流动力的古贤水库位于黄河中游北干流河段[22],该河段目前尚无一座控制性骨干工程[25-26],不能满足对该河段及其下游进行泥沙与水资源调节的迫切需求。依靠古贤水库可基本消除壶口至潼关河段的冰凌灾害,开发水能资源,为“黄河金三角”及两岸地区经济社会发展提供保障,形成230 km2的水面面积可大大改善两岸生态环境、地下水环境和区域小气候。研究表明[8,27],古贤和小浪底水库联合运用后,能够发挥1+1>2的作用,可对小洪水过程重新塑造,较长时期协调进入下游的水沙关系,持续增大下游河道的过流和输沙能力;即使在遇到不利水沙条件、下游严重淤积时,也能联调泄放适合塑槽的水沙过程,有效减轻黄河下游淤积,维持下游河槽行洪输沙能力。根据我们预测的水沙变化过程,可将未来几十年进入黄河下游的年均泥沙量排沙入海,确保本世纪黄河下游河床不淤高。为水土保持有效减少入黄泥沙和多年后才能建成生效的黑山峡水库争得宝贵时间,对解决黄河下游防洪减淤作用显著,意义巨大。
附带指出,潼关高程及其引发的一系列问题一直受到国家和社会各界的高度重视,海外人士也长期议论纷纷。研究表明[28],通过古贤水库拦沙和调水调沙运用,能从根本上改善小北干流和潼关河段不利的水沙关系,通过提高水流挟沙能力[29],显著冲刷小北干流河段,潼关高程可下降1.3 m,进而引起渭河下游溯源冲刷至泾河口附近,有效恢复河槽行洪输沙功能[30],缓解渭河下游严峻的防洪形势,再利用古贤水库对入库大洪水进行分级控制,能够减少潼关以下三门峡库区滩地淹没损失,减轻库区淤积。古贤水库若采取防洪运用,还可有效降低“上大类型”洪水时的三门峡水库滞洪水位,大大减少滩库容损失,不仅能够提高三门峡水库的发电效益,而且有利于该水库长期发挥削减下游洪水作用,从而将黄河能够发挥调控作用的大型骨干水库增加到4座,并促使人们对三门峡水库的作用有正确、客观的认识。因此,古贤水库在黄河水沙调控体系中的战略地位不可替代,对其下游水沙调控能力强大,防洪和生态效益得天独厚,同时古贤水库能够带动关联产业发展、有效推动区域经济高质量发展,具有显著的经济、社会和生态环境效益。建设古贤水库是目前构建黄河水沙调控体系最迫切的要求。
能为黄河水沙调控提供强大水流动力的黑山峡水库地处甘肃、宁夏两省(区)交界(水利部推荐的方案为大柳树水利枢纽工程,位于黑山峡出口以上2 km处),是水多沙少的黄河上游最后一个可建高坝大库的坝址。在此建造高坝后可形成大型水库,并能长期保持巨大的有效库容,在全河调水调沙调电中发挥承上启下功能,战略地位十分重要[23]。清华大学、北京大学、中国科学院、黄河水利科学研究院等10多家单位联合开展的“宁蒙黄河治理对策研究”指出[6]:“黑山峡水利工程通过水库调蓄并提高下泄水温,可使宁夏河段不再封河,基本解决内蒙古河段上段的冰塞问题,并消除洪水危害;通过对上游梯级电站反调节多发电,可增加巨大经济效益,且使上游龙羊峡、刘家峡水库大胆参与水沙调控,可有效增加河道内汛期的输沙水量,对宁蒙河段及中下游河道保持长久的调水调沙功能,扭转宁蒙河段水沙失衡及河情恶化趋势,并与中游骨干水库联合运用,为黄河下游冲沙减淤提供足够的水流动力;远期黑山峡水库作为国家‘四横三纵水利布局中重要的控制性骨干工程,能够调节南水北调西线工程入黄水量,实现黄河流域水资源合理配置,提高调水调沙效果的可持续性,确保黄河长治久安”。该成果强调,黄河水沙调控体系只有持续保持高效输沙能力,才能分出更多的生态建设和经济社会发展用水。黑山峡水利工程高位优势显著,是能够从时空上优化配置黄河水资源、保障陕甘宁蒙相关地区生态建设和经济社会发展的天赋宝贵资源,其中生态建设覆盖区域涉及黄河中上游相关地区,关系到我国中东部地区的环境质量。加快黄河黑山峡河段开发利用,是有效破解该区域生态建设和经济社会发展水资源瓶颈制约的关键所在,除能支撑原有的绿洲建設外,还能提高土地承载能力,接纳大量生态移民;以小面积土地的开垦换取大面积土地植被恢复,实现“建设小绿洲、保护大生态”的战略构想;通过向甘肃民勤补水,能够实现“民勤绿洲”救护;通过人口分布调整,促进生态系统休养生息,有效遏制沙漠扩张;提高林草覆盖率和植被覆盖度,构建以沿黄灌区为主、以灌区外围生态修复区为辅的我国西北生态屏障,减少区域及京津地区沙尘天气出现次数。
依托黑山峡水库向甘肃中东部、宁夏中北部、陕西北部、内蒙古鄂尔多斯等我国重要的能源基地供水,可在国务院目前对于上述省区用水指标范围内,解决区域生态建设和经济社会发展用水的合理调配问题,为陕甘宁蒙“能源金三角”建设提供水源保证,推动资源优势向经济优势转化,实现黄河流域经济高质量发展。随着黄河流域成为我国新的经济增长极的集聚效应不断强化,能够有效驱动“一带”沿线的全面发展。同时,结合河段水能的开发利用,实现区域水电、风电、火电“打捆”外送,保障国家能源安全。
黑山峡与古贤水库不仅有利于区域生态环境建设,而且能促进区域经济協调发展,成为增强国民经济持续健康发展的内生动力,事关人口集中贫困区、革命老区的发展,事关西部经济腾飞与国家生态安全大局,故国家有关部门应以“功成不必在我”的精神境界和“功成必定有我”的历史担当,从国家发展角度进行统筹谋划,开展顶层设计,切实推动黄河流域生态保护和高质量发展。
5 实施外流域调水工程,才能支撑黄河流域生态保护与高质量发展的可持续性
习总书记重要讲话体现了生态文明思想,体现了“给自然生态留下休养生息的时间和空间,实现经济社会发展和生态环境保护协同共进”的理念。黄河流域生态保护与经济社会发展对水资源依赖性强,华北大平原和胶东等相关地区经济社会发展与生态环境保护对黄河供水的需求也越来越高,而黄河客观上存在资源性与工程性缺水,水资源一直是黄河流域协调生态与经济社会发展关系最为关键的制约因素[31],水资源短缺严重限制了经济和人口承载能力的提高,决定了我们不能不顾黄河流域相关地区经济社会发展需求而将水资源大部分用在中上游的生态修复治理上,不能无视黄河河道与河口三角洲生态需要而盲目治沙、治山,更不能搞突击式、粗放式、过度追求短期利益的发展。因此,必须依靠外流域调水,破解水资源这个生态保护与高质量发展的最大刚性约束,至少应将从外流域引水作为黄河治理长期战略措施。
成为“地上悬河”的黄河下游河段被约束在大堤内,基本成为海河流域与淮河流域的分水岭,便于利用现有的下游引黄工程(包括引黄济津、引黄入冀、引黄济青工程等),向河南、山东、河北等相关地区供水。为增加黄河下游水量,可发挥黄河以南所处的地理位置优势,在郑州以西拟建的桃花峪水利工程上游右岸开挖运河并设置调节闸,将黄河依次同淮河、汉江流域连通,直达丹江口水库。我国古籍《汉书》之前只有黄河才被称为“河”,之后方有“黄河”之称,因该运河在黄河以南,故可称之为“河南运河”[32]。该运河沿途与淮河、汉江流域的河流平交,形成“串联水库”,尤其是在暴雨期,将淮河、汉江相关支流无法承受的洪量调入黄河,把下游河道作为河南相关区域洪水的入海通道,将其灾害水变成黄河下游河道的冲沙、灌溉及河口地区生态环境用水,减轻黄河水资源供需压力,从而达到保证输沙用水量、减少下游河道淤积的目的。若如此,中游水库对下游调水调沙时就会有更多余地,且可按照“高水高用”的原则,从中游水库相机调水北上,通过河北当地水库供水范围向北依次递推或置换替代,接济京津,即能最大限度实现黄淮海平原的水资源优化配置。此外,李殿魁[33]与易贤命[34]两位专家分别提出的水系连通治水方案更为宏伟,也都颇为合理可行,值得学习研究。
黄河水利委员会长期论证的南水北调西线调水方案相对较为可行,还可减少全球气候变暖对长江流域洪灾影响,但该调水工程客观上会减少长江上游水力发电量,会让四川省调水区提出反对意见。根据笔者研究[35],可利用西藏丰富的水资源及特殊的地理位置,解决南水北调西线工程所引起的矛盾,并可解决未来我国西北及华北大平原水资源短缺的问题。通过筑坝截流、开凿通道,局部可用筑坝所发之电抽水外调,或在冻土层以下埋设输水管道的方式(该方式具有对生态环境影响小及便于分期扩大规模的优点),将西藏之水作为特殊资源调出来,洪水期尽量多引蓄灾害水,在四川调水区缺水期调控补水,也可向云南等缺水地区调水。由于西藏与四川存在界河,因此不难实现不同部位及不同河流的连通,具体线路较为灵活,对海拔要求不高,便于充分利用已建或规划的梯级枢纽,实现相应地区的水资源合理配置。同原西线调水方案结合起来,即为“川水济黄、藏水补川”方案。比如先在昌都(澜沧江在该地年径流量为230亿m3)至江达一带连通澜沧江水系和金沙江水系,即可将金沙江与雅砻江连通,再通过西线调水方案的线路,进入黄河上游支流贾曲自流入黄。贾曲口高程3 442 m,位于甘肃省甘南州玛曲县与四川省阿坝州阿坝县的交界处,下距黄河目前唯一能够长期保持较大有效库容的龙羊峡水库数百千米。以后再逐渐连通怒江、澜沧江与雅鲁藏布江水系,以便向黄河输送较多西藏水,在加大黄河流域生态保护力度的同时增加粮食作物种植面积。应该认识到,这不仅是推动黄河流域及华北大平原高质量发展的内在动力,更是关系中华民族永续发展的根本大计[36]。
黄河水利委员会以减小调水河道下游生态环境影响为目的,对一期项目建议书进行优化,调水断面平均调水比例减小到35%,尽管单位调水量投资很大,且无法满足原规划调水目标及受水区需求,但却能够为“藏水补川”和今后的“藏水济黄”提供条件。从长远看,黄河中上游地区是我国十分重要的后备土地资源开发区,“藏水济黄”后可根据国家战略需要,通过供水大幅增强区域农牧业生产发展能力,对国家粮食安全发挥重大作用,实现生产空间集约高效乃至生态空间山清水秀[36]。
6 结论及建议
(1)黄河流域在我国经济社会发展和生态安全方面具有十分重要的地位,是我国生态文明建设的主战场。但黄河是一条需要通过治理才能确保沿岸防洪与生态安全的大河,只有对黄河进行科学治理,才能使其成为造福人民的幸福河和我国重要的生态屏障,发挥其土地资源、能源资源、矿产资源富集的优势,推动我国未来经济社会高质量发展。
(2)黄河下游河道治理重在解决现有边界与水沙条件不相适应的问题,要在体现生态治理理念,研发的宽滩河流形态重构技术、宽滩河流生态空间构建技术、沿河城镇群与河流生态空间深度融合技术都较为可行且有创新之处,将引导黄河下游走向生态治河新时期。如果该成果与“两道防线”方案相结合,以“第一道防线”保障“二滩”和“嫩滩”区域的相对稳定性,通过中水河势稳定控制与河槽输沙能力提升技术研发,可完成“河床不抬高”的目标,达到黄河下游宽河段中水河势稳定控制与特殊洪水行洪相适应的良性治理局面。
(3)当前黄河流域存在的突出问题是全河水沙调控体系的主体构架还没形成,无法满足黄河治理与流域生态保护以及高质量发展的迫切需求。为此,应根据国务院批复的《黄河流域综合规划》,对于水沙调控体系建设的总体框架和已有调节水库不足的情况,尽快上马中游古贤水库及上游黑山峡水库,完成水沙调控体系核心框架的建设,真正建立起全黄河的水沙调控机制。这两座水库有利于区域生态环境建设,成为促进国民经济协调发展、持续健康发展的内生动力,事关人口集中贫困区、革命老区的发展,事关西部经济腾飞与国家生态安全大局,故有关部门应以“功成不必在我”的精神境界和“功成必定有我”的历史担当,从国家发展角度进行统筹谋划,切实推动黄河科学治理工作。
(4)黄河客观上存在资源性与工程性缺水,水资源一直是黄河流域协调生态与经济社会发展关系最为关键的制约因素,水资源短缺严重限制了经济和人口承载能力的提高,决定了我们不能无视黄河河道与河口三角洲生态需要而盲目进行治沙、治山,更不能搞突击式、粗放式、过度追求短期利益的发展。因此,必须依靠“川水济黄(西线南水北调)、藏水补川”乃至“藏水济黄”工程,破解水资源这个生态保护与高质量发展的最大刚性约束,将从外流域引水作为黄河治理保护与高质量发展的长期战略措施。
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