構(gòu)建黃河水沙調(diào)控體系的實(shí)踐和展望(王震宇)

1、構(gòu)建黃河水沙調(diào)控體系的實(shí)踐和展望(王震宇)#TRS_AUTOADD_1233799132859MARGIN-TOP:0px;FONT-SIZE:12pt;MARGIN-BOTTOM:0px;LINE-HEIGHT:1.5;FONT-FAMILY:宋體#TRS_AUTOADD_1233799132859PMARGIN-TOP:0px;FONT-SIZE:12pt;MARGIN-BOTTOM:0px;LINE-HEIGHT:1.5;FONT-FAMILY:宋體#TRS_AUTOADD_1233799132859TDMARGIN-TOP:0px;FONT-SIZE:12pt;MARGIN-BOTTO

2、M:0px;LINE-HEIGHT:1.5;FONT-FAMILY:宋體#TRS_AUTOADD_1233799132859DIVMARGIN-TOP:0px;FONT-SIZE:12pt;MARGIN-BOTTOM:0px;LINE-HEIGHT:1.5;FONT-FAMILY:宋體#TRS_AUTOADD_1233799132859LIMARGIN-TOP:0px;FONT-SIZE:12pt;MARGIN-BOTTOM:0px;LINE-HEIGHT:1.5;FONT-FAMILY:宋體/*-JSON-:line-height:1.5,font-family:宋體,font-size:1

3、2pt,margin-top:0,margin-bottom:0,p:line-height:1.5,font-family:宋體,font-size:12pt,margin-top:0,margin-bottom:0,td:line-height:1.5,font-family:宋體,font-size:12pt,margin-top:0,margin-bottom:0,div:line-height:1.5,font-family:宋體,font-size:12pt,margin-top:0,margin-bottom:0,li:line-height:1.5,font-family:宋體

4、,font-size:12pt,margin-top:0,margin-bottom:0-*/黃河復(fù)雜難治的主要癥結(jié)在于“水少、沙多，水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)”。經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展、水資源利用的逐步增加、水庫調(diào)蓄影響等改變了天然水沙過程，黃河水沙關(guān)系朝著更加不協(xié)調(diào)甚至進(jìn)一步惡化的方向發(fā)展，特別是近20年，這種不協(xié)調(diào)關(guān)系變得尤為突出。具體表現(xiàn)在：黃河河道主槽萎縮、平灘流量減小，小水大災(zāi)，嚴(yán)重威脅灘區(qū)及沿黃群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。新時期，黃河洪水泥沙管理既要確保黃河防洪安全，為沿黃各省區(qū)創(chuàng)造安全的發(fā)展環(huán)境，又要實(shí)現(xiàn)洪水資源化，以黃河水資源的可持續(xù)利用支撐國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，同時還要最大限度地減少水庫、河道主槽淤積

5、。自2001年起，黃委黨組進(jìn)行了大量的洪水泥沙管理的實(shí)踐和探索，黃河下游開展了8次調(diào)水調(diào)沙和3次利用桃汛洪水過程沖刷降低潼關(guān)高程試驗(yàn)，實(shí)施了小北干流放淤試驗(yàn)，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。在總結(jié)上述經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，XX年初黃委黨組提出“把洪水泥沙管理的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向塑造協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系上來”，這是解決黃河洪水泥沙問題的有效途徑。洪水泥沙管理現(xiàn)狀及存在問題1.黃河上游洪水泥沙管理現(xiàn)狀及存在問題黃河上游徑流和洪水主要來自黃河干流蘭州以上，沙量主要來自安寧渡上游右岸支流祖厲河和內(nèi)蒙古河段右岸的十大孔兌，主要特點(diǎn)是水少、沙多，水沙異源。自1986年龍羊峽、劉家峽水庫聯(lián)合蓄水運(yùn)用以來，其運(yùn)用方式為：汛期龍羊峽水庫攔蓄洪水，進(jìn)

6、行多年調(diào)節(jié)，劉家峽配合龍羊峽水庫反調(diào)節(jié)發(fā)電運(yùn)用，非汛期以供水為目標(biāo)發(fā)電運(yùn)用。由于兩庫具備多年調(diào)節(jié)作用，增加了沿黃引用水量，進(jìn)入寧蒙河道的年徑流量減少，年際、年內(nèi)分配更趨均勻，導(dǎo)致進(jìn)入寧蒙河段的水沙關(guān)系越加不協(xié)調(diào)。龍劉水庫將大流量過程攔蓄、削減，全部調(diào)節(jié)成小流量過程，導(dǎo)致汛期支流來沙多的時段水量減少、流量降低，輸沙能力下降，而非汛期水庫按照灌溉需求補(bǔ)水運(yùn)用，受引水影響，流量沿程遞減，水流挾沙能力也很低，再加上沙坡頭、青銅峽、三盛公等樞紐小水排沙，水沙關(guān)系已惡化到歷史最嚴(yán)重的程度。水沙關(guān)系的惡化，導(dǎo)致寧蒙河段平灘流量已由上世紀(jì)八十年代的30004000立方米每秒降為當(dāng)前的1500立方米每秒左右，局

7、部河段平灘流量不足1000立方米每秒。河道邊界條件的惡化，導(dǎo)致凌汛期水位偏高、槽蓄水增量偏大，內(nèi)蒙古河段近20年間發(fā)生8次凌汛堤防決口，經(jīng)濟(jì)損失及社會影響巨大。目前，寧蒙河道水沙關(guān)系惡化、主河槽逐年淤積萎縮、河道向?qū)挏\散亂演變、原本全年基本上可保持沖淤平衡的河道轉(zhuǎn)變?yōu)橐杂俜e為主，排洪行凌能力持續(xù)降低、工程防洪能力隨之下降、凌汛災(zāi)害加重等已處于惡性循環(huán)狀態(tài)。當(dāng)前，制約黃河上游塑造協(xié)調(diào)水沙關(guān)系的問題主要有：龍羊峽、劉家峽水庫設(shè)計(jì)運(yùn)用方式不滿足水沙調(diào)控的需要，同時又缺乏具有控制性的水沙調(diào)控工程；寧蒙河段防洪工程標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差，河勢尚未得到有效控制；水沙及河道沖淤測報(bào)體系不完善，水沙運(yùn)動規(guī)律研究還不能

8、支撐水沙調(diào)控；發(fā)電生產(chǎn)與河道輸沙調(diào)度運(yùn)用矛盾突出。2.黃河中下游洪水泥沙管理現(xiàn)狀及存在問題為解決潼關(guān)高程不斷淤積抬升和小北干流河道主槽淤積萎縮的不利局面，從XX起，黃河防總先后進(jìn)行了三次利用并優(yōu)化桃汛洪水過程沖刷降低潼關(guān)高程試驗(yàn)。XX年試驗(yàn)潼關(guān)高程由327.99米降至327.79米；XX年試驗(yàn)潼關(guān)高程由327.98米降至327.93米；XX年試驗(yàn)潼關(guān)高程由328.05米又降至327.98米。試驗(yàn)進(jìn)一步深化了對黃河水沙運(yùn)動規(guī)律的認(rèn)識，減少了萬家寨水庫淤積，調(diào)整了淤積形態(tài)，天橋水庫、小北干流河段得到?jīng)_刷，XX水庫淤積部位得以改善，取得了預(yù)期的效果。為解決黃河下游主槽不斷淤積萎縮，中小洪水大漫灘的險(xiǎn)

9、惡局面，黃委抓住小浪底水庫建成運(yùn)用的有利時機(jī)，充分利用萬家寨、XX、小浪底、陸渾、故縣等中游已有水庫群，探索了基于小浪底水庫單庫調(diào)節(jié)為主，基于空間尺度下多庫調(diào)度水沙對接和基于干流水庫群水沙聯(lián)合調(diào)度等不同調(diào)度模式的調(diào)水調(diào)沙。2002年以來，經(jīng)過三次試驗(yàn)和五次生產(chǎn)運(yùn)行，黃河下游最小主槽平灘流量由試驗(yàn)前的1800立方米每秒恢復(fù)到XX年的3810立方米每秒左右，洪水時灘槽分流比得到初步改善，“二級懸河”形勢開始緩解，下游灘區(qū)“小水大漫灘”狀況得到明顯改善。探索了一套調(diào)整水庫淤積形態(tài)、下游河道局部河段河槽形態(tài)的措施和黃河干支流水庫群水沙聯(lián)合調(diào)度的運(yùn)行方式，深化了對黃河水庫、河道水沙運(yùn)動規(guī)律的認(rèn)識。但是，

10、黃河中下游塑造協(xié)調(diào)水沙關(guān)系還存在以下問題：水沙調(diào)控體系還不完善，中游缺乏大型水沙調(diào)蓄工程，沁河缺乏水庫工程控制；對水庫和河道淤積影響最大的粗沙來源區(qū)尚未得到有效治理；黃河下游“槽高、灘低、堤根洼”的“二級懸河”形態(tài)尚未改變，洪水漫灘引發(fā)“橫河”、“斜河”，甚至“滾河”的問題制約水庫調(diào)度措施的實(shí)施；黃河下游灘區(qū)安全建設(shè)相對滯后，灘區(qū)181萬群眾生命財(cái)產(chǎn)受到威脅，灘區(qū)補(bǔ)償政策尚未建立；洪水泥沙測預(yù)報(bào)尚不能滿足洪水泥沙調(diào)度管理的需要；水庫加沙技術(shù)尚未突破，水流輸沙效率還比較低。指導(dǎo)思想及目標(biāo)1.黃河水沙調(diào)控體系整體布局根據(jù)黃河不同河段的水沙特點(diǎn)，從流域治理開發(fā)的全局出發(fā)，完善的黃河水沙調(diào)控工程體系應(yīng)

11、包括：以干流龍羊峽、劉家峽、大柳樹、磧口、古賢、XX、小浪底七大控制性工程為主體，以支流陸渾、故縣、河口村、東莊水庫為補(bǔ)充。通過這一完善體系的優(yōu)化調(diào)度，最大限度地發(fā)揮水資源的綜合效益，提高管理黃河不同河段洪水和泥沙的能力，變不利水沙過程為有利水沙過程，使之適應(yīng)河道的輸沙特性，提高輸沙效率，減少河道淤積。構(gòu)成黃河水沙調(diào)控體系主體的黃河干流七大骨干工程和支流骨干水庫開發(fā)任務(wù)不盡相同，對水沙調(diào)控的作用也各有側(cè)重，但作為黃河水沙調(diào)控體系的有機(jī)組成，可以根據(jù)黃河上中下游水沙調(diào)控要求和綜合治理開發(fā)要求，科學(xué)合理地進(jìn)行骨干工程的聯(lián)合運(yùn)用。近期主要是在南水北調(diào)工程和古賢水利樞紐、大柳樹水利樞紐建成以前利用龍羊

12、峽、劉家峽、萬家寨、XX、小浪底、陸渾、故縣等干支流水庫聯(lián)合進(jìn)行調(diào)水調(diào)沙，使下游河道主槽過流能力擴(kuò)大到4000立方米每秒以上，并遏制寧蒙河段主槽淤積萎縮的趨勢和潼關(guān)河床高程的抬升。中期在干流磧口水利樞紐建成后，形成完善的黃河水沙調(diào)控體系，干流七大骨干工程和支流水庫聯(lián)合運(yùn)用，通過“調(diào)水調(diào)沙、增水減沙”的方法，對黃河的洪水、徑流、泥沙和南水北調(diào)西線入黃水量進(jìn)行有效調(diào)控。隨著外流域調(diào)水工程逐步生效，遠(yuǎn)期入黃水量達(dá)到170億立方米以上，通過合理的水資源配置進(jìn)一步增加黃河輸沙用水，充分發(fā)揮黃河水沙調(diào)控體系的作用，協(xié)調(diào)黃河水沙關(guān)系、使河道主槽基本上沖淤平衡，較長期保持各河段一定過流能力的中水河槽。2.指導(dǎo)

13、思想塑造協(xié)調(diào)水沙關(guān)系應(yīng)遵循：以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，以維持黃河健康生命為目標(biāo)，以完善水沙調(diào)控體系和防洪工程為基礎(chǔ)，以準(zhǔn)確的水沙測報(bào)、水沙運(yùn)動規(guī)律研究成果、數(shù)字防汛系統(tǒng)為支撐，堅(jiān)持“攔、排、放、調(diào)、挖”綜合處理泥沙方略，堅(jiān)持洪水管理與泥沙管理并重，在確保防洪防凌安全的前提下，通過塑造協(xié)調(diào)水沙關(guān)系，努力實(shí)現(xiàn)水庫、河道主槽減淤，維持河道主槽基本輸水輸沙功能。3.近期和遠(yuǎn)期實(shí)現(xiàn)目標(biāo)近期，黃河上游：以提高防凌綜合能力為契機(jī)，全面提高寧夏、內(nèi)蒙古河段堤防抗洪強(qiáng)度和河道整治工程控導(dǎo)河勢能力，建立完善的水沙測報(bào)體系，規(guī)范劉家峽水庫及以下水利樞紐排沙運(yùn)用方式，輔以河道疏浚措施，遏制寧蒙河道主槽不斷淤積萎縮的局面，隨

14、著海勃灣水利樞紐的建成運(yùn)用，聯(lián)合調(diào)度劉家峽和海勃灣水利樞紐，改善內(nèi)蒙古河道水沙關(guān)系，控制主河槽最小平灘流量不小于1500立方米每秒。黃河中游：加強(qiáng)中游粗泥沙來源區(qū)治理，不斷減少粗泥沙入黃沙量，繼續(xù)加強(qiáng)小北干流河道整治工程建設(shè)，控制和穩(wěn)定河勢，聯(lián)合調(diào)度萬家寨、XX水庫，利用并優(yōu)化桃汛洪水過程沖刷降低潼關(guān)高程。黃河下游：全面建成標(biāo)準(zhǔn)化堤防，建立灘區(qū)運(yùn)用補(bǔ)償政策，全面整治“二級懸河”，聯(lián)合調(diào)度萬家寨、XX、小浪底、陸渾、故縣水庫群，汛前利用汛限水位以上剩余水量，開展基于小浪底水庫人工塑造異重流調(diào)度的調(diào)水調(diào)沙生產(chǎn)運(yùn)行，汛期對中小洪水，實(shí)施基于“預(yù)泄、控泄、湊泄、沖泄”的調(diào)水調(diào)沙，實(shí)現(xiàn)水庫、河道減淤，擴(kuò)

15、大或維持下游河道主槽最小平灘流量4000立方米每秒。遠(yuǎn)期，黃河上游：在對現(xiàn)有水利樞紐淤積情況和寧蒙河道沖淤規(guī)律研究分析的基礎(chǔ)上，基于“十大孔兌”水沙過程的嚴(yán)密監(jiān)測，利用龍羊峽、劉家峽及大柳樹和海勃灣水庫群進(jìn)行組合調(diào)度，對寧蒙河道進(jìn)行有效沖刷，較好地恢復(fù)主河槽的排洪能力，全面提高寧蒙河段防洪防凌能力。黃河中下游：在中下游水沙調(diào)控體系基本完善后，做好磧口、古賢、XX、小浪底、故縣、陸渾、河口村水庫的水沙聯(lián)合調(diào)度，對黃河的洪水、徑流、泥沙進(jìn)行有效調(diào)控，協(xié)調(diào)黃河水沙關(guān)系，緩解河床淤積、主河槽萎縮、二級懸河加劇等不利形勢的發(fā)展。措施及建議把黃河洪水泥沙管理的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向塑造協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系，是新時期賦予防汛管

16、理部門的一項(xiàng)全新的任務(wù)，塑造協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系涉及水沙調(diào)控體系建設(shè)、水庫群水沙調(diào)度技術(shù)創(chuàng)新、洪水泥沙預(yù)測預(yù)報(bào)、防洪工程建設(shè)、粗泥沙來源區(qū)治理、灘區(qū)運(yùn)用政策、信息化建設(shè)等方方面面，必須立足當(dāng)前，著眼長遠(yuǎn)，動員各方面的力量，全面提高洪水泥沙管理綜合能力，推動工作的開展。1.加快水沙調(diào)控體系的建設(shè)塑造協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系必須以建立完善的水沙調(diào)控體系為前提。在充分利用已建水庫工程積極開展塑造協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系實(shí)踐，探索水沙調(diào)控技術(shù)和深化水沙運(yùn)行規(guī)律的同時，應(yīng)按照水沙調(diào)控體系建設(shè)布局，加快黃河上游大柳樹和海勃灣、中游古賢和磧口水庫、支流沁河河口村水庫等骨干工程建設(shè)的前期工作，爭取早日開工建設(shè)，從而最終形成以龍羊峽、劉

17、家峽、大柳樹、磧口、古賢、XX、小浪底等七大控制性工程為骨干的水沙調(diào)控體系，提高人為干預(yù)與控制洪水和泥沙的能力。同時，要把黃河中游1.88萬平方公里粗泥沙集中來源區(qū)的治理納入黃河治理工程建設(shè)范圍，爭取國家加大投入，盡早實(shí)施，從而減少對河道、水庫淤積影響嚴(yán)重的粗泥沙入黃沙量，為更有效的塑造和諧水沙關(guān)系創(chuàng)造條件。2.全面提高工程抗洪能力塑造協(xié)調(diào)水沙關(guān)系的目的是實(shí)現(xiàn)河道主槽減淤，按照河流的造床規(guī)律，調(diào)控出的流量越大，水流挾沙能力越大，河道減淤效果越好。但在一定平灘流量條件下，隨著流量的增大，防洪和漫灘的威脅也越大。因此，塑造協(xié)調(diào)水沙關(guān)系必須以保證防洪工程安全和灘區(qū)安全為前提，以一定防御標(biāo)準(zhǔn)的防洪工程

18、和完善河道整治工程為基礎(chǔ)。近期，黃河上游，要全面推動黃河寧蒙河段近期防洪工程可行性研究報(bào)告的實(shí)施，對寧蒙河段堤防進(jìn)行加高加固和河道整治工程建設(shè)，使工程標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到50年一遇設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)。黃河中游要加快小北干流河道整治工程的建設(shè)，加快渭河下游的治理。黃河下游要繼續(xù)加快標(biāo)準(zhǔn)化堤防建設(shè)，全面整治“二級懸河”，加強(qiáng)灘區(qū)安全建設(shè)。通過加強(qiáng)防洪工程建設(shè)，全面提高工程抗洪能力和對河勢的控制能力，為塑造協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系創(chuàng)造條件。3.建立完善的水沙測報(bào)體系完善的水沙測驗(yàn)體系和準(zhǔn)確及時的洪水泥沙預(yù)報(bào)是塑造協(xié)調(diào)水沙關(guān)系的支撐條件，也是研究深化水沙運(yùn)行規(guī)律的基本依據(jù)。近期要盡快建立完善的黃河上游水沙測驗(yàn)體系和河道、水庫沖淤

19、觀測體系，并建立正常的觀測機(jī)制，達(dá)到全面監(jiān)測水沙運(yùn)行和河道、水庫沖淤演變的目標(biāo)，要建立內(nèi)蒙古十大孔兌暴雨預(yù)警系統(tǒng)和來水來沙監(jiān)測站網(wǎng)。黃河中游要盡快完成暴雨預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)，滿足全天候暴雨監(jiān)測的要求。水沙監(jiān)測的重點(diǎn)應(yīng)放在洪水含沙量及顆粒級配的實(shí)時在線監(jiān)測，應(yīng)加強(qiáng)泥沙測驗(yàn)設(shè)備儀器的研究，提高測驗(yàn)精度和時效。在暴雨、水、沙及河道、水庫沖淤監(jiān)測體系建設(shè)的同時，開展黃河上游洪水預(yù)報(bào)方案和中游暴雨洪水泥沙預(yù)報(bào)方案研究，以完善的水沙監(jiān)測和準(zhǔn)確的水沙預(yù)報(bào)支撐塑造協(xié)調(diào)水沙關(guān)系的調(diào)度實(shí)施。4.加強(qiáng)水沙調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)研究水沙調(diào)控技術(shù)是編制水沙調(diào)控方案和塑造協(xié)調(diào)水沙關(guān)系調(diào)度實(shí)施的技術(shù)保障。雖然在黃河下游調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)和生產(chǎn)運(yùn)行中，對水沙調(diào)控運(yùn)用方式、水沙調(diào)控指標(biāo)及水沙運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行了有益的嘗試和探索，積累了一定經(jīng)驗(yàn)。但對人工塑造異重流還不能定量模擬和預(yù)報(bào)，水庫加沙技術(shù)尚未解決，黃河上游、中游水沙過程的產(chǎn)匯流模擬技術(shù)的探索尚未開展，基于黃河上游水庫群排沙運(yùn)用的調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)尚未開展，黃河上游和中游水沙調(diào)控指標(biāo)尚未建立，各河段不同邊界條件、來水來沙條件下的水沙運(yùn)行規(guī)律認(rèn)識還不夠深化。上述問題亟待研究解決。5.加強(qiáng)防汛信息化系統(tǒng)建設(shè)加強(qiáng)防汛信息化系統(tǒng)建設(shè)是提高洪水泥沙管理水平重要途徑，也是開展塑造協(xié)調(diào)水沙關(guān)系的