从实现黄河长治久安的根本需要和战略高度上考虑,目前离构建完善的全黄河水沙调控体系还有很大距离。
黄河地处我国西北、华北缺水地区。经济社会的发展使这一地区的水资源供需矛盾日益突出。如果黄河上游的来水量出现较大变化,将会对全流域经济社会的发展产生巨大的影响。黄河流域及相关地区经济社会的发展对黄河水资源利用及调水调沙将提出越来越高的要求,黄河目前的工程状况对未来的水沙调控会有局限性,黄河治理开发需要尽早构建完善的全流域水沙调控体系。
目前,离构建完善的全黄河水沙调控体系还有很大距离。其主要表现在这几个方面:一是黄河现状骨干工程存在很大的局限性。如在现状条件下,万家寨和三门峡水库的可调库容有限,且万家寨水库距三门峡水库之间缺乏可供接力调节的水库,不能满足人工塑造异重流进行泥沙调节的要求;北干流河段目前尚无一座控制性骨干工程,仅有万家寨水库和天桥水电站,不能满足该河段水沙调控的要求。二是随着水库的淤积,小浪底水库运用方式要有大的改变,小浪底水库单库调水调沙水动力不足的局面将会逐步显现。三是黄河上游龙羊峡、刘家峡工程以下缺乏联系中下游起承上启下作用的关键工程。这使得水沙调控将从时空上受到较大限制,无法真正发挥水库群对黄河水沙的调控能力。
只有及早修建相关骨干型控制工程,黄河水沙调控体系的主要构架才能及早形成。
黄河上游的水流作为中下游河道的基流,对保障黄河健康及沿岸供水发挥着重要的作用。因此,为使黄河调水调沙效果能可持续,建议应及早实施南水北调西线工程,并重视“川水济黄,藏水补川”的方案。
我们知道,黄河上游宁蒙河段主槽淤积严重,河槽萎缩,洪凌灾害频发,严重危及人民生命财产安全,造成了巨大的经济损失。要想扭转上游河情恶化趋势,提高河道排洪能力与输沙效率,保障防洪防凌安全,必须构建全黄河的水沙调控体系,为此,建议尽早上马古贤水库和大柳树水利枢纽工程或黑山峡水库。
大柳树水利枢纽位于黄河上游水多沙少河段,可以长期保持较大的库容调节径流,是有效促进黄河上游宁蒙河段河床淤积防治、水资源优化配置和黄河上中下游调水调沙关系不可替代的关键工程。因此,从实现黄河长治久安的根本需要和战略高度出发,只有及早修建该工程,黄河水沙调控体系的主要构架才能及早形成。
黄河中游的古贤水库、上游的大柳树水利枢纽工程或黑山峡水库可为实现黄河全流域的水沙调控增加强大动力。特别是位置适中的大柳树水库和古贤水库一样,都是2002年国务院批准的《黄河近期治理开发规划》中的黄河干流综合治理七个控制性水库工程之一。大柳树水库与龙羊峡、小浪底水库将构成黄河干流上三个最为重要的骨干梯级,成为黄河水沙调控体系的主体部分。
自1998年以来,我在全国“两会”上多次通过政协提案、大会发言,向国家提出上述建议,得到了很多委员和代表的支持。实际上,即使只有上述中的古贤水库得以建成,近几年的黄河调水调沙的效益就会更大,小浪底水库的负担和库区淤积程度就会明显减轻,调水调沙作用就会很长远。
黄河治理开发还需开展全河水沙调控体系布局及其运行机制研究。
黄河“水少、沙多,水沙关系不协调”的基本特征决定了处理黄河泥沙问题的长期性、艰巨性和复杂性。调度时尽管不确定因素较多,但调水调沙的效益实际上主要取决于是否有水、有沙可调。显然,建立和完善黄河水沙调控体系就显得十份必要和紧迫。
因此,为保障黄河防洪安全、用水安全和黄河的长治久安,未来黄河调水调沙和治理,还需对如何开展黄河全流域水沙调控体系的布局及其运行机制进行研究。
初步认为,对黄河水沙调控的总体布局及其运行机制的关键技术研究,是建设完善黄河水沙调控体系必不可少的基础性研究,应该从以下四个方面开展研究。
一是研究黄河水库群调度与河道水沙过程的响应关系。要研究水库对水沙的调度与水库群的叠加效应及其对河床调整的影响区域和时空累积效应,以及两者之间的响应机制;分析均衡输沙条件及河床动力平衡临界阈值。
二是研究调控黄河水沙关键过程的理论和方法。研究黄河产输沙规律、水库调度后河道水沙条件响应,提出以水沙输移目标和河道水沙响应反馈为基础,实施水库调度和分洪区联合防凌调度的模型和方法。同时,要研究发掘上游水库群水沙调控的潜力和贡献途径。
三是针对不同意见,重点研究黄河上游调水调沙对淤积在宁蒙河段主槽中粗泥沙的冲刷作用,从而澄清通过调水调沙能否解决黄河上游宁蒙河段因泥沙淤积导致洪凌灾害的问题。
四是针对黄河河道排洪、输沙、生态、供水、发电等多样性功能需求之间的矛盾,以协调水沙关系,有效管理洪水和优化配置水资源为目标,提出多重约束条件下的自适应水库调控理论和方法,为黄河水沙调控及流域管理提供决策依据。(作者系清华大学水利水电工程系教授、黄河水利委员会副总工程师 张红武)