胡春宏,陳建國(guó),陳緒堅(jiān)
(中國(guó)水利水電科學(xué)研究院,100048,北京)
新中國(guó)成立后,黨和政府對(duì)黃河治理工作一直十分重視,投入了大量人力物力,在上中游流域采取各種水利水保措施,開展了大規(guī)模的水土流失治理工作。在干流上從龍羊峽到小浪底修建了18座水庫(kù),對(duì)黃河下游大堤進(jìn)行了4次加高加固,創(chuàng)造了60年來下游伏秋大汛歲歲安瀾的奇跡,黃河治理取得了舉世矚目的成就。
近30年來,隨著流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅猛發(fā)展、人類活動(dòng)的日益加劇和自然氣候的變化,黃河來水來沙過程發(fā)生了顯著的變化,水少、沙多、水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)的矛盾更加突出,導(dǎo)致上游寧蒙河段河道淤積加重,防洪、防凌問題十分突出;中游小北干流河道河勢(shì)擺動(dòng)加劇,潼關(guān)高程居高不下,渭河下游洪澇災(zāi)害嚴(yán)重;下游主河槽淤積萎縮,河道頻繁斷流,“二級(jí)懸河”加劇,形成所謂小流量—高水位—大災(zāi)害的局面。黃河洪水災(zāi)害的威脅日趨嚴(yán)峻,嚴(yán)重威脅著黃河的健康,制約了流域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的持續(xù)發(fā)展。黃河如何治理才能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)治久安與黃河何時(shí)才能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)治久安,一直是社會(huì)各界高度關(guān)注的問題。因此,進(jìn)一步加強(qiáng)新時(shí)期、新形勢(shì)下黃河泥沙治理綜合措施研究,特別是黃河水沙調(diào)控體系建設(shè)與完善的研究,維持黃河健康,是十分必要,也是十分迫切的。
在黃河開發(fā)治理中,始終把泥沙處理問題放在突出位置。經(jīng)過長(zhǎng)期的探索,人們已充分認(rèn)識(shí)到解決黃河泥沙問題的艱巨性、復(fù)雜性與長(zhǎng)期性,必須采用多種措施來綜合處理和利用泥沙,并逐步形成了采用“攔、排、放、調(diào)、挖”等措施綜合處理泥沙的黃河治理方略。其中,“攔”主要是靠中上游地區(qū)的水土保持和干支流控制性骨干工程攔減泥沙;“排”是通過河道整治,規(guī)順流路,形成窄深河槽,將攔不住的泥沙通過河道盡可能多地輸送入海;“放”是利用河道灘地與兩岸洼地處理和利用一部分泥沙;“調(diào)”是利用干支流骨干工程調(diào)節(jié)水沙過程,使之適應(yīng)河道的輸沙特性,盡可能多輸沙入海,以減少河道淤積,節(jié)省輸沙水量;“挖”是在局部淤積嚴(yán)重的河段和河口河段挖河疏浚,結(jié)合淤背固堤和淤高低洼地面,增加可用土地,處理和利用泥沙。長(zhǎng)期以來,廣大治黃工作者對(duì)黃河泥沙治理的各種措施和技術(shù)進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究,未來需要重點(diǎn)研究協(xié)調(diào)黃河水沙治理的各種措施,避免突出某一單項(xiàng)措施及其目標(biāo)效益,而導(dǎo)致其他目標(biāo)效益受損。如過分強(qiáng)調(diào)水庫(kù)的攔沙作用,水庫(kù)淤積將加劇庫(kù)區(qū)上游干支流的洪澇災(zāi)害,水庫(kù)下泄清水的沖刷也影響下游河道的穩(wěn)定性,甚至影響河口的生態(tài)環(huán)境,水庫(kù)的攔沙庫(kù)容也將快速用完。三門峽水庫(kù)的初期運(yùn)用就是一個(gè)典型的例子。因此應(yīng)研究如何充分發(fā)揮水庫(kù)攔沙的作用和調(diào)控泥沙的作用,建立調(diào)控協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系,使下游河道既能有效減淤,又可長(zhǎng)期使用水庫(kù)的攔沙庫(kù)容。
“攔、排、放、調(diào)、挖”等處理泥沙的措施在黃河不同河段和不同時(shí)期的作用是不同的。據(jù)研究,黃河干支流水庫(kù)攔沙的潛力與能力較大,但水庫(kù)的攔沙庫(kù)容是有限的,只能在一定時(shí)期內(nèi)發(fā)揮作用,應(yīng)通過水庫(kù)調(diào)控出庫(kù)水沙過程,合理利用水庫(kù)“攔”的能力改善下游河道沖淤;黃河干流河道的輸沙潛力與能力也較大,河道輸沙是長(zhǎng)期的,應(yīng)充分利用河道“排”的能力輸沙到河口造陸和輸沙至深海;灘區(qū)放淤潛力與能力相對(duì)較大,灘區(qū)放淤是有條件的,應(yīng)合理利用“放”的能力改善灘槽泥沙分布;水庫(kù)調(diào)控是黃河干流泥沙空間配置最重要的措施,通過水庫(kù)“調(diào)”進(jìn)行“攔、排、放”,加強(qiáng)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)控運(yùn)用,改善水庫(kù)調(diào)控水沙的效果;“挖”的作用是處理局部河段的泥沙,其能力受挖河能力和泥沙利用能力的影響,作用相對(duì)較小。綜上所述,5種處理黃河泥沙措施中,“攔”和“放”兩種措施是階段性的,“排”和“調(diào)”兩種措施能夠相對(duì)長(zhǎng)期發(fā)揮作用,“調(diào)”和“攔、排、放”需要相互結(jié)合。因此,未來在黃河泥沙處理中應(yīng)充分發(fā)揮水庫(kù)“調(diào)”的作用,加強(qiáng)研究水庫(kù)“調(diào)”的控制技術(shù),通過水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)用改善水沙關(guān)系,結(jié)合 “攔、排、放”等措施盡可能延長(zhǎng)水庫(kù)有效庫(kù)容使用壽命,長(zhǎng)期維持河道基本輸水輸沙能力。黃河小浪底水庫(kù)從2002年以來的10次調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用充分說明“調(diào)”在黃河泥沙治理中的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì),10次“調(diào)水調(diào)沙”運(yùn)用,黃河下游800多km河道普遍發(fā)生沖刷,下游河道共沖刷泥沙量3.814億t,主河槽平均下降約1.5 m,河道最小過流能力由1 800 m3/s提高到4 000 m3/s,黃河河口三角洲生態(tài)系統(tǒng)得以恢復(fù)和改善。韓其為院士的研究表明,黃河調(diào)水調(diào)沙具有巨大的潛力,采用75%的水量調(diào)水調(diào)沙,就有可能解決黃河下游河道淤積的問題。
黃河來水來沙量的減小、水沙量年內(nèi)分配的變化及來沙系數(shù)的增加是導(dǎo)致黃河干流河道淤積萎縮的主要原因,而汛期洪峰流量的減小則加重了主河槽的淤積。為實(shí)現(xiàn)黃河的長(zhǎng)治久安,促進(jìn)流域和相關(guān)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,必須采取有效途徑,協(xié)調(diào)黃河的水沙關(guān)系。建設(shè)黃河水沙調(diào)控體系為達(dá)到此目的提供了可能和保障。
為了解決黃河“水少、沙多、水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)”的問題,維持黃河健康,所需要采取的有效措施是“增水、減沙、調(diào)節(jié)水沙過程”。增水主要是通過外流域調(diào)水和流域內(nèi)節(jié)水等途徑實(shí)現(xiàn),其中外流域調(diào)水是最直接、最有效的措施。減沙主要包括3種措施:一是黃土高原水土保持措施攔沙,特別是攔減粗泥沙;二是利用黃河上中游骨干水庫(kù)和主要多沙支流上的大中型水庫(kù)攔沙;三是利用小北干流和下游等灘區(qū)放淤。調(diào)節(jié)水沙過程就是通過對(duì)黃河水沙調(diào)控體系中水庫(kù)群的合理調(diào)控運(yùn)用,最大限度地將黃河不利的水沙過程改變?yōu)閰f(xié)調(diào)的水沙過程,多輸送泥沙入海,減少河道淤積,擴(kuò)大并維持河道主槽過流能力?!霸鏊p沙、調(diào)節(jié)水沙過程”這3種治理途徑均屬于黃河水沙調(diào)控體系的不同實(shí)施目標(biāo),通過黃河水沙調(diào)控體系不同調(diào)度運(yùn)用,可實(shí)現(xiàn)上述3種途徑的治理目標(biāo)。因此,建立完善的黃河水沙調(diào)控體系是今后黃河治理的重要措施之一。
圖1 黃河水沙調(diào)控體系示意圖
黃河水沙調(diào)控體系由理論基礎(chǔ)和技術(shù)措施兩部分組成,如圖1所示。黃河水沙調(diào)控體系的理論基礎(chǔ)是流域水沙資源優(yōu)化配置的理論與模型,其作用是科學(xué)分析與配置黃河水沙的分布,明確水沙的去向,把水沙合理地配置到流域的河道內(nèi)、河道外、水庫(kù)內(nèi)、灘區(qū)、筑堤、造地、入海和綜合利用等。技術(shù)措施是指水沙調(diào)控工程體系,包括工程和非工程措施:①以干流的龍羊峽、劉家峽、大柳樹、磧口、古賢、三門峽和小浪底等大型水利樞紐為主體,支流的陸渾、故縣、河口村和東莊等水庫(kù)為補(bǔ)充的聯(lián)合調(diào)控運(yùn)用,配合下游的河道整治工程等,是調(diào)節(jié)黃河水沙過程的主要手段,應(yīng)充分發(fā)揮黃河干支流上大型骨干水庫(kù)的水沙調(diào)控功能,調(diào)節(jié)出更為協(xié)調(diào)的黃河水沙過程;②水土保持與多沙、粗沙區(qū)的治理,灘區(qū)綜合治理(生產(chǎn)堤、放淤等),河口造陸和泥沙資源綜合利用等是黃河減沙的重要手段,通過這些措施,可減少進(jìn)入下游河道的泥沙,并使黃河泥沙配置更為合理;③跨流域調(diào)水工程和流域內(nèi)節(jié)水工程等是黃河增水的重要手段,可有效增加進(jìn)入黃河的水量,提高河道的輸沙能力。黃河水沙調(diào)控體系的主要目的是:調(diào)控出協(xié)調(diào)的水沙過程,減輕黃河河道的淤積,維持河道主河槽的基本泄洪輸沙功能;有效管理黃河洪水,為防洪安全提供重要保障;優(yōu)化配置黃河水沙資源,確保黃河不斷流,改善生態(tài)環(huán)境,以水資源的持續(xù)利用支持經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,維持黃河的健康。
據(jù)分析,黃河下游協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系應(yīng)具有以下特征:①?gòu)哪昶骄祦碚f,來沙系數(shù)應(yīng)小于0.012,流量應(yīng)大于1 850 m3/s,即含沙量小于 21 kg/m3;②對(duì)于不漫灘洪水,洪峰與沙峰要同步,洪峰流量為 2 500~3 500 m3/s,平均來沙系數(shù)小于0.012,洪峰歷時(shí)在7天左右,洪量在15億m3以上;③對(duì)于漫灘洪水,洪峰與沙峰要同步,洪峰流量大于 5 500~6 000 m3/s(相當(dāng)于洪峰流量與平灘流量的比值大于1.5),平均來沙系數(shù)小于0.015,洪峰歷時(shí)為7~8天,洪量在35億m3以上。
目前,在黃河干支流建成了以龍羊峽、劉家峽、三門峽、小浪底水利樞紐工程為主,陸渾、故縣水庫(kù)工程為輔的水沙調(diào)控工程體系,在黃河流域防洪、減淤、供水等方面發(fā)揮了重要作用。尤其是小浪底水庫(kù)建成后,通過水庫(kù)攔沙和調(diào)水調(diào)沙,顯著地改善了進(jìn)入黃河下游的水沙關(guān)系,抑制了黃河下游河道淤積抬高的態(tài)勢(shì),黃河下游河道中水河槽過流能力已恢復(fù)至4 000 m3/s。據(jù)分析,小浪底水庫(kù)的水沙調(diào)控運(yùn)用,可以在2020年前將黃河下游河道中水河槽過流能力維持在4 000 m3/s左右。但小浪底在2020年前后水庫(kù)攔沙庫(kù)容淤滿后,黃河下游河道淤積抬高問題又將凸顯,防洪形勢(shì)將又趨嚴(yán)峻。小浪底水庫(kù)攔沙庫(kù)容淤滿后,調(diào)水調(diào)沙庫(kù)容為10億m3,一般可調(diào)節(jié)蓄水庫(kù)容僅5億m3左右,依靠小浪底水庫(kù)調(diào)節(jié)水量,不能滿足維持黃河下游中水河槽的水流動(dòng)力要求。黃河小北干流放淤是處理黃河粗泥沙的重要措施之一,對(duì)控制潼關(guān)高程、減少小浪底入庫(kù)泥沙、減緩下游河道淤積、改善灘區(qū)土地利用條件等具有戰(zhàn)略意義;在現(xiàn)狀工程條件下,進(jìn)入小北干流放淤區(qū)河段的水沙過程、放淤過程及歷時(shí)完全受制于天然水沙過程,可放淤的機(jī)會(huì)相對(duì)較少。這主要是由于黃河水沙調(diào)控工程體系尚不完善,一些重要的工程還沒有建設(shè)。興建古賢、磧口等水庫(kù)后,可以控制小北干流河段來沙,提高小北干流放淤的效率,增加進(jìn)入灘區(qū)的粗泥沙,減少進(jìn)入黃河下游的粗泥沙,減緩黃河下游河道淤積。這些工程與小浪底水庫(kù)聯(lián)合調(diào)水調(diào)沙,塑造協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系,增大河道的造床流量,充分利用黃河下游河道的輸沙能力,多“排”沙入海,實(shí)現(xiàn)“攔、調(diào)、排”的相互結(jié)合,可長(zhǎng)期維持黃河下游河道中水河槽的行洪輸沙功能。通過干流多座水庫(kù)工程聯(lián)合調(diào)水調(diào)沙,使小北干流河段明顯沖刷,不僅可以恢復(fù)小北干流河道主河槽過流能力,而且可使潼關(guān)高程顯著下降,減少黃河倒灌渭河的概率,減輕渭河中下游防洪壓力,同時(shí)為小北干流河段大規(guī)模放淤提供條件。因此,通過工程措施建設(shè)與完善黃河水沙調(diào)控體系,是調(diào)節(jié)黃河協(xié)調(diào)水沙關(guān)系的關(guān)鍵措施之一,對(duì)于優(yōu)化配置黃河泥沙分布具有重要作用。
黃河干流治理的目標(biāo)隨著治理措施的不同和來水來沙的變化是不同的,治理目標(biāo)的控制性指標(biāo)也可用多種形式表達(dá)。為簡(jiǎn)化分析,突出黃河治理的主要矛盾,僅確定最為關(guān)鍵的參數(shù)作為黃河干流治理的控制性指標(biāo)。鑒于本文主要研究古賢水庫(kù)在黃河治理中的作用,以下將主要論述受古賢水庫(kù)影響的黃河中下游治理目標(biāo)。
黃河中游河道的主要問題是20世紀(jì)60年代三門峽水庫(kù)運(yùn)用以來潼關(guān)高程居高不下,造成匯流區(qū)和渭河下游侵蝕基準(zhǔn)面抬高、淤積加重,渭河下游河道由三門峽建庫(kù)前的地下河變成了現(xiàn)在的地上河,防洪形勢(shì)嚴(yán)峻。因此,將黃河中游河道治理的控制性指標(biāo)確定為潼關(guān)高程的降低值。
三門峽水庫(kù)運(yùn)用方式調(diào)整與潼關(guān)高程控制研究成果表明,通過調(diào)整三門峽水庫(kù)的運(yùn)用方式,在目前偏枯的水沙條件下使潼關(guān)高程下降1 m左右是可能的。古賢水庫(kù)對(duì)小北干流及三門峽庫(kù)區(qū)減淤作用研究成果表明,在3種水沙系列條件下,古賢水庫(kù)不同起調(diào)方案運(yùn)用30~40年內(nèi),隨著其下游河道的沖刷,潼關(guān)高程將有較大幅度的下降,最多可降低1.8 m左右。
根據(jù)黃河流域綜合規(guī)劃建議,古賢水庫(kù)建成運(yùn)用的時(shí)間為2020年。綜合考慮可將黃河中游治理目標(biāo)定為:2020年前,主要通過調(diào)整三門峽水庫(kù)運(yùn)用方式降低潼關(guān)高程1 m左右;2020—2050年,主要通過古賢和三門峽水庫(kù)聯(lián)合調(diào)控運(yùn)用及小北干流放淤,降低潼關(guān)高程2 m左右。
黃河下游河道的主要問題是,20世紀(jì)80年代后期,由于龍羊峽和劉家峽水庫(kù)的建成與運(yùn)用,加之沿黃工農(nóng)業(yè)用水的大量增加及降雨量減少等因素影響,黃河下游來水來沙條件發(fā)生了顯著變化,致使下游河道主河槽嚴(yán)重淤積萎縮,平灘流量顯著減小,“二級(jí)懸河”加劇,形成小流量—高水位—大災(zāi)害的局面,這種形勢(shì)還有不斷加劇的趨勢(shì),成為21世紀(jì)初期黃河下游防洪治理面臨的關(guān)鍵問題之一。因此,將黃河下游河道治理的控制性指標(biāo)確定為下游河道能夠塑造與維持的中水河槽的平灘流量。
實(shí)測(cè)資料分析表明,當(dāng)進(jìn)入下游的水量維持在1986—2003年的水平(花園口水文站斷面年平均徑流量為259億m3)時(shí),黃河下游河道的平均平灘流量約為3 800 m3/s。黃河河道水沙動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算結(jié)果表明,在目前來水來沙條件下,通過小浪底水庫(kù)的單獨(dú)調(diào)節(jié)運(yùn)用,可以在5~8年左右塑造出一個(gè)平灘流量約為4 000 m3/s的中水河槽,然后通過調(diào)節(jié)水庫(kù)適當(dāng)?shù)某鰩?kù)排沙比,可以在小浪底水庫(kù)攔沙庫(kù)容淤滿前得以維持。
小浪底水庫(kù)與古賢水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用的數(shù)學(xué)模型計(jì)算結(jié)果表明,古賢水庫(kù)的投入運(yùn)用可使小浪底水庫(kù)調(diào)節(jié)運(yùn)用塑造和維持的下游河道4 000 m3/s左右的中水河槽多維持10年左右。之后,下游河道開始回淤,平灘流量減小,在兩個(gè)水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)用的第10~30年間,下游河道平灘流量基本維持在3 500 m3/s左右。
綜合上述實(shí)測(cè)資料分析和數(shù)學(xué)模型計(jì)算結(jié)果,在黃河流域綜合規(guī)劃建議的古賢水庫(kù)2020年建成并與小浪底水庫(kù)聯(lián)合調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用的情況下,黃河下游河道的治理目標(biāo)可確定為:2030年前維持下游中水河槽的平灘 流 量 為 4 000 m3/s左 右 ,2030—2050年維持下游中水河槽的平灘流量為3 500 m3/s左右。
擬建的古賢水庫(kù)壩址位于黃河北干流河段下段,上距磧口壩址235.4 km,下距壺口瀑布10.1 km,控制了黃河80%的水量和66%的沙量,是黃河水沙調(diào)控體系七大控制性骨干工程之一。目前以小浪底水庫(kù)、三門峽水庫(kù)(包括萬(wàn)家寨水庫(kù)等)和下游河道整治為中心的中下游水沙調(diào)控工程體系,在攔沙和調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用,降低潼關(guān)高程,減少下游河道泥沙淤積,塑造與維持下游河道4 000 m3/s平灘流量的中水河槽中發(fā)揮了顯著作用,但也存在著調(diào)控能力不足和攔沙庫(kù)容有限等明顯問題,使潼關(guān)高程的進(jìn)一步降低和下游河道中水河槽長(zhǎng)期維持無(wú)法實(shí)現(xiàn),迫切需要在小浪底水庫(kù)攔沙庫(kù)容淤滿前,在中游建成古賢水庫(kù),完善黃河中下游水沙調(diào)控體系。古賢水庫(kù)優(yōu)越的地理位置,巨大的攔沙庫(kù)容和水沙調(diào)控能力,對(duì)于調(diào)控協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系,實(shí)現(xiàn)2050年前黃河中下游治理目標(biāo)具有十分重要的和不可替代的作用。
據(jù)不同水沙系列下古賢水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用對(duì)黃河小北干流和下游河道減淤作用研究表明,古賢水庫(kù)不同運(yùn)用方案小北干流河道減淤量為25.78億~28.99億 m3,不淤年限在 55~60年左右;小浪底和古賢兩庫(kù)聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用,下游河道減淤量為118.8億~144.6億t,不淤年限可達(dá)43~58年??梢姽刨t水庫(kù)運(yùn)用對(duì)黃河小北干流和下游河道具有顯著的減淤效果。
古賢水庫(kù)壩址距潼關(guān)約200 km,攔沙庫(kù)容為118.2億m3。汛期通過水庫(kù)攔沙和調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用,調(diào)控進(jìn)入小北干流河段的水沙關(guān)系,結(jié)合三門峽水庫(kù)運(yùn)用方式調(diào)整,使潼關(guān)河段發(fā)生持續(xù)性沖刷,從而實(shí)現(xiàn)潼關(guān)高程在2020—2050年期間降低2 m左右的目標(biāo),有效減輕黃渭洛匯流區(qū)和渭河下游的防洪壓力。
不同水沙系列小浪底水庫(kù)和古賢水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用對(duì)黃河下游河道減淤作用研究表明,僅小浪底水庫(kù)單獨(dú)運(yùn)用,下游河道減淤量為58.5億~71億t,不淤年限為21~27年,如圖2所示。小浪底和古賢兩庫(kù)聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用,下游河道減淤量增加到118.8億~144.6億t,不淤年限可達(dá) 43~58年,減淤量和不淤年限均為小浪底水庫(kù)單獨(dú)運(yùn)用時(shí)的2倍以上,即兩座水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用對(duì)維持下游河道健康的作用大于各水庫(kù)單獨(dú)運(yùn)用作用之和,具有1+1>2的效果。特別需要指出的是,小浪底水庫(kù)1999年運(yùn)用以來,攔沙庫(kù)容已使用了約25億m3,尚有近50億m3,應(yīng)抓緊時(shí)間建設(shè)古賢水庫(kù),發(fā)揮兩庫(kù)聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用的效果,同時(shí)還可以延長(zhǎng)小浪底水庫(kù)攔沙庫(kù)容的使用年限,更大程度地發(fā)揮水庫(kù)的調(diào)控作用。
小浪底水庫(kù)攔沙和調(diào)水調(diào)沙,已使黃河下游河道中水河槽的過流能力恢復(fù)至近4 000 m3/s,但小浪底在2020年前后水庫(kù)攔沙庫(kù)容淤滿后,黃河下游河道淤積抬高問題又將凸顯,僅依靠小浪底水庫(kù)調(diào)節(jié)水沙過程,黃河下游河道流量4 000 m3/s左右的中水河槽將不能維持,到2030年下游河道中水河槽將萎縮到流量3 000 m3/s左右。而古賢水庫(kù)通過水庫(kù)攔沙和與小浪底水庫(kù)聯(lián)合調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用,協(xié)調(diào)進(jìn)入黃河下游河道的水沙關(guān)系,提高下游河道輸沙能力,盡量多排沙入海,減緩河道淤積抬升,能夠?qū)崿F(xiàn)下游河道在2050年前維持流量3 500~4 000 m3/s中水河槽的治理目標(biāo)??梢姽刨t水庫(kù)在2050年前在維持下游一定規(guī)模的中水河槽中具有極其重要和不可替代的作用。
古賢水庫(kù)位于黃河北干流河段下段,特殊的地理位置與對(duì)黃河水沙的控制能力,可以在黃河中下游泥沙優(yōu)化配置中發(fā)揮重要作用。水庫(kù)調(diào)控是黃河水沙優(yōu)化配置的重要措施之一,通過古賢水庫(kù)攔沙,可攔截進(jìn)入小浪底水庫(kù)和下游河道的泥沙總量為118.2億m3,顯著減輕小浪底水庫(kù)和下游河道的淤積。通過古賢水庫(kù)水沙調(diào)控,可為小北干流灘區(qū)放淤創(chuàng)造條件。據(jù)分析,小北干流放淤采用甘澤坡樞紐進(jìn)行有壩自流放淤,安置泥沙的潛力為107.5億 m3,比無(wú)古賢水庫(kù)的無(wú)壩放淤多放淤99.1億m3;通過古賢水庫(kù)與小浪底水庫(kù)聯(lián)合調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用,能夠調(diào)整小浪底水庫(kù)淤積形態(tài),延長(zhǎng)小浪底水庫(kù)有效庫(kù)容使用年限,并可優(yōu)化下游河道灘槽泥沙分布與比例、下游河道輸沙能力和輸送到河口的泥沙數(shù)量,使黃河泥沙分布更趨于合理。
黃河泥沙問題十分復(fù)雜,必須采用“攔、排、放、調(diào)、挖”等措施綜合處理泥沙,未來應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)“調(diào)”的作用,通過水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)用調(diào)控出協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系,通過“攔、排、放”等措施盡可能延長(zhǎng)水庫(kù)有效庫(kù)容使用壽命,長(zhǎng)期維持河道基本輸水輸沙能力和優(yōu)化配置黃河泥沙的分布。
黃河難以治理的癥結(jié)在于“水少、沙多、水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)”,解決這一問題的有效途徑是有針對(duì)性地實(shí)行 “增水、減沙、調(diào)節(jié)水沙過程”。黃河水沙調(diào)控體系的建設(shè)是實(shí)現(xiàn)上述治理目標(biāo)的重要措施,應(yīng)加緊建設(shè)與完善。
綜合考慮黃河水沙調(diào)控體系建設(shè)狀況,黃河中下游干流治理目標(biāo)可確定為:2020年前降低潼關(guān)高程1 m左右,2020—2050年降低潼關(guān)高程2m左右;2030年前維持中水河槽的平灘流量為4000m3/s左右,2030—2050年維持中水河槽的平灘流量為3500m3/s左右。
古賢水庫(kù)在黃河水沙調(diào)控工程體系和中下游治理中起著非常重要和不可替代的作用,為達(dá)到黃河中下游在2050年前的治理目標(biāo),階段性實(shí)現(xiàn)黃河長(zhǎng)治久安,發(fā)揮兩座水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用1+1>2的作用,建議在小浪底水庫(kù)攔沙庫(kù)容淤滿之前,盡早建成古賢水庫(kù)。
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