南水北调西线工程思路论文

2022-04-26

摘要:库容规模的确定是黄河黑山峡河段开发方案的关键之一。分析新形势下黄河黑山峡河段开发需求,包括:协调水沙关系,减轻宁蒙河段淤积,恢复和维持适宜中水河槽规模;增强防凌能力,保障宁蒙河段防凌防洪安全;合理调配水资源,协调水量调度和发电运用之间的矛盾,充分发挥水资源综合效益;为附近地区供水,改善民生,保障生态安全。今天小编给大家找来了《南水北调西线工程思路论文(精选3篇)》相关资料,欢迎阅读!

南水北调西线工程思路论文 篇1:

南水北调,可能的后果

针对南水北调西线工程,虽然四川学者已经发出了一些不同的声音,想必会引起一定程度的重视,但在我们这个能够集中力量办大事的国家,中线和东线工程最后会完工,应当是没有什么悬念的。即使南水北调最终只是出现了东线和中线工程,它也仍将是中国有史以来最具影响的水利工程,它就像是在中国这条巨龙身上人造的两根大动脉。就对国家未来的影响而言,恐怕远非大运河、三峡工程等等可以比拟。不仅是前无古人,就是世界范围内,也难有来者。

传统思维可能会坏事

在笔者准备写这篇文章的时候,十多年前家乡的一件轶事,一件不算小事的逸事,不断勾起我的回忆与思考。一次次打开与南水北调有关的官方网站,虽然专家和媒体的利好之声不绝于耳,南水北调工程似乎是一个完美的工程——“是一个科学的工程,是一个可持续发展的工程,是一个具有综合效益的工程,其具有显著的社会效益、经济效益和生态效益。”可这并不能让我的记忆变得淡漠而遥远,相反,它变得更清晰、更让我震撼,更让我觉得对南水北调工程不应该缺乏政治角度的思考。

我家乡湖南M县有条河,叫辰水,贵州T县在河的上游,他们原来已经在辰水上修了电站,而后又准备在另一条支流跟辰水的汇合处再修一道坝。自然,这对我们县辰水两岸的灌溉、生活、发电、环境等等,带来不小的影响。最初,是雇外地人去炸T县人还没有修好的坝,进而发展到武装对峙,连机枪都架上了,我堂兄家紧挨着贵州,连孩子都寄住在我家,与贵州交界处的民兵们则日夜戒备。双方对峙了大约一个多月的时间。

这事从来没有一家媒体报道过。一般人听来,也犹如天方夜谭。

辰水不过是沅江上一条支流而已,南水北调工程,无论从哪个角度,都不是辰水河上一道堤坝所能比拟的。虽然不能凭一斑就说能窥全豹,但我相信,两者之间一定存在某些共性。小可以见大。所以,只要没有人敢拍着胸脯说,他能保证南水北调工程100年(还不说1000年)万无一失,那么,就有必要分析和探讨南水北调工程可能存在的风险,其中包括政治风险,尤其要实事求是地充分考虑目前的体制和制度,是否跟南水北调必须长期安全运行的需要相适应。

是否存在这样一个跟南水北调必须长期安全运行的需要相适应的体制和制度,是确保南水北调利民而不是造祸遗患的关键因素。这就需要冷静、实事求是地评估我国现行制度,能不能承载得了南水北调工程完工后可能会出现的种种问题,而不是从报纸和宣传手册上那些抽象的理论出发,把现实中不存在的制度和机制当作今后可以利用的条件。从宪法上讲,水流资源属于国家,即全民所有。换句话说,那条不大也不小的辰水,既不是属于我家乡所有,也不属于另外那个省所有。全民所有,就是西藏海南岛人也有份。可是真要具体到某件事上,“国家”就不能不面对不同的利益方,不能不考虑各方的现实利益。在这一点,抽象的“国家”、“大局”、“整体利益”等等,在实际中帮不了多少忙,如果没有能够充分反映和协调不同利益的机制,麻烦就会拖延和积累到未来。在遇到利益协调方面的问题时,过去人们习惯的那种传统的集权观念和思维会坏了大事。

可以说,“中央集权”的观念和思维,让我们不少人在思考现实问题的时候,赋予了“上级”许多想象的权力、能力和效率,实际上,即使那样的权力是写在文件或法律里,而在现实中,很可能这样的权力和能力是难以行使或非常有限。只要肯睁开眼睛,就不难发现这样的例子:如果现实中确实有一种行之有效的权力和能力存在,淮河怎么可能成了污水沟,而这条大污水沟还越治越臭?如果将一个问题的解决,偏偏又寄托在只在想象中或理论宣传中存在的权力和能力之上,那在实践上最后就不免会陷于尴尬,陷于失望了,甚至酿成悲剧和灾难。以为我国存在集权优势可以化解未来南水北调的种种难题,比如水资源的调配、污染等方面的纷争,那是一种风险极高的冒险念头。

批评质疑不会停止

南水北调是一项浩大的工程,上马后来自社会的批评之声里,其中就有未经人大审议批准这一点。反对者认为,既然三峡工程都交付过人大审议表决,为什么南水北调工程不通过同样的程序呢?

对南水北调工程合法性的质疑,过去存在,将来也不会消失。事实上,这种声音不会对目前南水北调工程建设产生什么实质性的影响。不经过人大审议这道程序,可以避免将南水北调可能出现的种种争执掩盖起来,不引发或激化地区间的争执,其间哪个环节出现问题就具体解决哪个问题,从纯粹的保证工程就是要上马这个角度而言,不通过人大审议表决确实是一种可行的政治技巧。

但是,从长远而言,工程不经过全国人大审议就上马,地方各级人大也没有对跟本地相关的问题审议表决,只要工程在那里,除非能够确保今后各地不会因南水北调发生争执,否则,这个潜伏的政治问题,就随时可能被引发或被激化。谁都可以将未经人大审议表决这一点作为不满意的理由。就长治久安而言,这不是什么好事。

不过质疑南水北调工程不经过人大审议的人,往往忽视了另一个相关的疑问。那就是,以目前的国情,即使南水北调交付人大审议,那又怎样?

可以说,南水北调工程不交付人大审议是一个问题,可是在目前的制度背景下,交付全国人大审议,同样是一个问题。也就是说,我国目前还缺乏在审议表决上可以信赖的制度条件。一名工程院院士就南水北调西线是否需经人大表决的问题表态说过,“三门峡也是人大表决通过的”。三门峡如今是什么样子,举世皆知。虽然这名院士是在为南水北调无须动人大的大驾辩护,但说的却是实话,而且是不能不严肃对待的实话。

不错,1955年7月第一届全国人大二次会议上是一致通过了《关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合规划报告》,决定修建三门峡水利工程。不过这名院士似乎忘了一点:实际上陕西方面早就提出过反对意见。人大一致通过恰恰表明,在中国特色的议会制度存在严重缺陷或者它本身还有待大改革时,人大审议表决也会出问题。换句话说,就是当时不存在真正可以决定三门峡工程命运的民意代表机构。

要绕开人大的声音,还是耐人寻味的。有的人打着“科学决策”的名号,以水利工程涉及诸领域大多十分专业,而且背景资料浩繁为由,认为人大代表能否在短时间内判明利害,作出决定,值得怀疑。更有人认为,由人大表决就意味着没有人对工程的后果负责。这种以专家学者名义指责人大无能的现象,依旧从一个侧面讲出了我国人大的制度缺陷。

不过,笔者想提醒那些主张绕过人大的人,不应该混淆水利技术问题和政治决定,绕过的严重后果将会一代代地不断显示出来。就像如何制造原子弹是技术专家的专业问题,而要不要制造,何时制造,制造多少,却是政治问题,只能政治解决,那不是由科学家技术专家说了算的,而且如果是一个真正能够代表民意的代议机关作出某项决定,怎么可以说这样做就是没有人负责呢?要是以这种观点,不仅我国的人大应该关门,就是英国美国的国会都应该关门才对。养这一帮竟然可以决定战和等重大问题的门外汉干什么?

在目前的国情下,确实不是经过“全国高层次的民主决策程序”决定,就可以轻言如此浩大的工程。即使来个那样的“民主决策程序”,并不能够从实质上消除今后必定会存在的严厉质疑,比如表决结果的民意基础脆弱。从这个角度来讲,南水北调工程放到若干年后再来议定,恐怕更合适一些。从国家利益的角度来说,如果一项工程真的不合适的话,中途下马总比建成后再收拾残局要好,毕竟未来国内的安宁与和平,要远比金钱更重要。

区域利益平衡是个难题

中国正处于转型时期,许多制度本身有待变革和完善。换句话说,南水北调工程是在一个制度条件并不成熟的背景下进行的。单凭这一点,就可以预言登月工程也将比南水北调要顺利。

在目前的政治框架和舆论环境里,虽然会有各种不同的讨价还价,但总体来说,地方领导公开场合都会声称坚决拥护兴建南水北调工程的重要决策,可以拍胸脯保证工程顺利施工。但是,这并不能够消除眼下地区之间的利益纷争,更不能消除未来地区之间的利益纷争。在缺乏法治基础上的区际利益协调机制的情况下,以集权思路和模式来包揽南水北调问题,到底能够走多远、能走多好呢?这是探讨南水北调潜在的政治风险时所不应该回避的问题。

水资源的紧张并非没有可能演变成地区紧张、社会紧张。实际上,由于种种原因,我国地区和人民在经济社会等方面的融合和认同感,是相当脆弱的。当把长江的水往京津地区调的时候,你可以讲,这是一个国家,这个国家的资源属于全体国民,所以湖北人也好江苏上海人也罢,都应该有全局意识,要有牺牲精神。但这种说辞在利益分歧严重的时候,是经不起考验的。比如调出水源的湖北人他们背井离乡到天津、北京打工的时候,他们却被当成“外地人”,只能暂住,他们的孩子并不能享受平等的权利。希望从湖北调水就说我们是一个国家,我们要有牺牲精神,可当我们离开自己家乡打工的时候,为什么就不说我们是一个国家的兄弟姐妹了呢?一旦水资源分配出现纷争,这种平时的点滴感受,就会汇聚,就会放大,只要想想非典时期各地设置壁垒的那种劲头,就能够想象出,在确保自身的水资源分配利益会怎么样。

比如中线工程,主要向湖北、河南、河北、北京及天津五省2市供水,重点解决北京、天津、石家庄等沿线20多座大中城市的缺水,并兼顾沿线生态环境和农业用水。一旦工程完工进入运营,华北就会形成对长江水资源的依赖。此时,长江流域的淡水资源,就不能不考虑北方地区的需要了,而且也不只是某一代人的问题了。这势必形成靠大讲特讲“孔融让梨”故事所无法解决的南北矛盾、省际矛盾。即使汉江流域的人永远高风亮节,但是用什么办法保证水渠到北京,甚至到石家庄不是被雁过拔毛弄干了?谁现在能够讲清楚,可以保证北调的水大约40亿立方米一定能够分给河北?没有人会认为长江的水就是多得用不完了,因此,箕豆相煎的淡水资源纷争一定会出现,只是在不同的时期或形势下,纷争的烈度会有所不同而已。

在这种情况下,严重污染、水资源分配等,都是潜在的地区冲突的导火线。比如,一旦东线和中线全部贯通,也就意味着华中、西南、华北和华东被水污染问题联结成一个整体,原本关联程度很低的问题,就成为了全国性的问题。不仅需要防止南水北调路线的污染,还要防止长江水系以及所经过地区水系的污染,其工程之浩大,难度之艰巨,以目前趋势来看,非一两代人所能解决。乌江、潇水的污染原本跟河北天津没有直接关系,可有了南水北调,就直接涉及天津、北京的利益了。可是就污染而言,我国目前并没有一个成功的跨大区域的治理案例。南水北调一旦成为污水北调,所可能引起的麻烦和扯皮就足以让人挠头了。挠头的过程也是积累地区间、上下间矛盾的过程。

工程贯通之日,可能就是沿线地区拦截水问题出现之时。我们很难想象,除非以摘乌纱帽作为手段,迫使沿线政府保证水不被擅自截流,甚至将水的截流列为犯罪予以严厉打击,线路两岸到处立着牌子——“擅自取水违法犯罪”,否则的话,如果河北和北京同时缺水,还要让沿线都心悦诚服地看着一渠清水向京流,是否有点太苛求了?即使是开始强制措施可以奏效,但从长远来看,很难想象可以获得地方政府的长期配合,因此就得一直把弦绷得紧紧的。但是,这不仅会使地方政府与民众的关系趋于紧张,而且也会紧张各地之间的关系,甚至可能引发地区冲突。可以说,我国远没有法治下的成熟的中央地方以及地区利益协调机制,即使是南水北调中线、东线工程完工了,这样一个机制也未必能够出现。这一现实和前景,将会为南水北调的未来带来难以逆料的政治风险。

南水北调将影响中国制度转型

南水北调不是一条空中走廊,它们要穿越一个个的村、乡、县、市和省。那么如何保证,在经过如此漫长的线路之后,北京、天津等地还能够获得预期的水量?怎么能够保证水源地始终愿意调出预期的水资源,而沿途的乡村城市不擅自截流,等等诸如此类的相关问题,在目前的体制下,靠建立一个比如南水北调委员会之类的机构是难以奏效的。以目前的国情,我们最容易想象得到,也是最可能采取的手段,就是会倾向于强调和采取集权的方式。“治水社会”的政治效应将会在南水北调上集中地体现出来。只要我们的目标是中国的全面现代化,那么,就不能不考虑南水北调对我国全面现代化所产生的影响。集权的思路代价是多重的,对政治、行政等方面的现代化影响会尤为深远。

比如,其一,为了保证南水北调,就会在“异地做官”、把关代表选举、把关行政首长选举等问题上,尽可能保证上级的权威,以做到能够把南水北调的水资源控制跟他们的乌纱帽捆绑在一起。依照宪法和选举法,我国各级地方政府的正副职行政首长,都是由地方各级人大选举和罢免。村委会成员则是由村民选举产生。从现行宪法和法律的角度来说,上述职务都不是实行委任制,“上级”政府并不能够决定他们的去留。也就是说,哪怕省长和省政府也无权决定谁当乡长或村委会主任。随着政治民主的应有进程,如果不能事实上有能力决定从村主任到选举产生的各级行政首长的任免,那么,甲县选举出来的县长就可能更看重本县的地方利益而故意“治水”不力。其二,加强对舆论以及舆论载体的管理,避免南水北调中的一些敏感问题浮出水面,更要防止这些问题演变为公共话题。这既可以防止地方政府利用舆论作为施加压力获得更多利益的筹码,也可以防止由于利益分歧的表面化而导致纵向或横向的关系恶化。其三,加强中央财政权力,更加灵活有力地运用财政手段,通过转移支付等方式,强化南水北调所经各地区在财政上对“上级”政府的依赖,从而培养这些地区对“上级”指示的服从意识。其四,为了防止南水北调的敏感问题在人大会议期间成为焦点,引发地区间分歧的公开化和严重化,就需要在议题、会期、住址、代表资格审核等方面加强管理。其五,水资源的管理者异地化、流动化,以防止因为管理者本地化自然容易出现的不能“秉公”而陷入“狭隘的地方利益”。

当然,为了南水北调所可能采取的政治或行政措施远不止这些,但仅仅就上述这些问题,就足以影响我国政治和行政的现代化了。这个影响不是金钱所能够衡量的。这也将会是南水北调的一个沉重制度建设代价。

作者:黄 钟

南水北调西线工程思路论文 篇2:

黄河黑山峡水库库容规模需求研究

摘 要:库容规模的确定是黄河黑山峡河段开发方案的关键之一。分析新形势下黄河黑山峡河段开发需求,包括:协调水沙关系,减轻宁蒙河段淤积,恢复和维持适宜中水河槽规模;增强防凌能力,保障宁蒙河段防凌防洪安全;合理调配水资源,协调水量调度和发电运用之间的矛盾,充分发挥水资源综合效益;为附近地区供水,改善民生,保障生态安全。计算分析不同开发需求的库容规模,包括调水调沙库容规模、防凌库容规模和供水调节库容规模,综合研究不同库容需求在时间、空间上的分布及相互关系,提出南水北调西线调水生效前黑山峡水库库容规模需求为40.8亿m3,西线调水生效后黑山峡水库库容规模需求为57.6亿m3。

关键词:调水调沙库容;防凌库容;供水调节库容;黑山峡;黄河

引用格式:安催花,鲁俊,郭兵托,等.黄河黑山峡水库库容规模需求研究[J].人民黄河,2022,44(1):42-46.

ResearchontheScaleRequirementoftheDevelopmentandStorageCapacityin HeishanxiaSectionoftheYellowRiver

ANCuihua,LUJun,GUOBingtuo,LUOQiushi,LIChaoqun,MALiming(YellowRiverEngineeringConsultingCo.,Ltd.,Zhengzhou450003,China)

1 研究背景

自河源至內蒙古托克托县的河口镇为黄河上游。黑山峡河段位于黄河上游甘肃省和宁夏回族自治区接壤处,起于甘肃省靖远县大庙村,在宁夏中卫市小湾村出峡谷后进入宁蒙河套平原,见图1。峡谷出口处控制流域面积25.2万km2,天然年径流量317亿m3,约占黄河天然年径流量的62%。黑山峡河段具有较好的建库条件,在黄河治理开发中占据重要地位。该河段开发究竟面临何种需求,建设多大的水库,历来受人关注。2000年以来,有关部门和学者围绕黑山峡河段开发进行了研究论证。从已发表文献看,林昭[1]、杨松青等[2]、司志明[3]、曲耀光等[4]、郭潇等[5]、何潜等[6]、杨振立等[7]、王旭强等[8]研究了黑山峡河段开发任务,分析了黑山峡河段开发在黄河水资源利用、防洪防凌、生态环境保护乃至区域经济社会发展中的战略地位;鲁春霞等[9]分析了该河段开发的机会成本;郑贺新[10]研究了黑山峡水库泥沙淤积情况;唐旺等[11]预测了黑山峡水库建成后下游河道水温变化;袁斌[12]研究了该河段开发对宁蒙河段的防凌作用;段高云等[13]研究了黑山峡水库对宁蒙河段的综合作用。总的来看,虽然围绕黑山峡河段开发已有大量研究成果,但还没有文献全面给出黑山峡河段开发在调水调沙、防凌、供水等不同方面的库容规模需求,而这正是该河段开发方案决策的关键。

当前,黄河流域经济社会和生态环境发生重大变化,正面临新形势。习近平总书记2019年9月18日在郑州召开的黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上将黄河流域生态保护和高质量发展上升为重大国家战略,要求解决好流域人民群众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,让黄河成为造福人民的幸福河。本文结合新形势分析黑山峡河段开发需求,分析计算黑山峡河段开发在不同方面的库容需求,综合研究提出黑山峡河段开发水库库容规模需求,以期为黑山峡河段开发提供参考。

2 黑山峡河段开发需求

黑山峡河段附近区域生态环境脆弱,水安全保障形势严峻,工程短板问题突出。新形势下,黑山峡河段开发应考虑以下需求。

(1)协调水沙关系,减轻宁蒙河段淤积,恢复和维持适宜中水河槽规模。维持一定中水河槽规模对提高河道输沙、保障河道防凌防洪安全具有重要意义。20世纪80年代中期以后,上游龙羊峡、刘家峡水库等联合调节作用以及经济社会用水影响等因素,大大改变了径流年内分配,减少了进入宁蒙河段水量尤其是汛期水量和有利于输沙的大流量过程,同时宁蒙区间支流高含沙洪水频发,水沙关系恶化、不协调导致宁蒙河段尤其是内蒙古河段淤积萎缩加重[14-19],中水河槽过流能力急剧下降,严重威胁河段防凌防洪安全,先后发生了6次凌汛决口和1次汛期决口,防凌防洪形势严峻[20-24]。因此,在“增水、减沙、调水调沙”的总体治理思路[25]下,需要建设黑山峡水库并进行反调节,增加汛期输沙水量,拦沙减淤,塑造有利于宁蒙河段输沙的水沙过程[24],恢复和维持河道主槽的行洪能力,同时为中游骨干水库调水调沙和有效库容恢复提供水流动力条件,协调进入中下游的水沙关系,减轻中下游河道淤积。

(2)增强防凌能力,保障黄河上游(主要是宁蒙河段)防凌防洪安全。虽然龙刘水库(指龙羊峡、刘家峡水库,下同)联合运用以来,通过优化水库防凌调度,控制流凌封河期流量,稳定稳封期流量,减小开河期流量,在一定程度上保障了宁蒙河段封开河的稳定,但是龙刘水库距离内蒙古河段远,无法有效控制祖厉河、湟水等支流来水以及宁蒙灌区冬季引水退水,防凌调度不够及时、灵活,不能有效控制槽蓄水增量,难以有效处置突发凌情,且水库防凌调度与发电、供水矛盾突出,水库防凌调度压力大。新建的海勃湾水库因库容小而对龙刘水库防凌的辅助作用十分有限。因此,需要通过建设具有较大区位优势的黑山峡水库提供较大的防凌库容,协调黄河上游凌汛期防凌调度与发电、供水矛盾,根据宁蒙河段凌情的实时变化情况,较为灵活地控制水量下泄过程,减少发生冰塞、冰坝的概率,为保障防凌安全创造条件。

(3)合理调配水资源,充分发挥水资源综合效益,满足国家长远发展战略需要。黑山峡河段以上是黄河上游水电基地,有龙羊峡、刘家峡等20余座梯级电站,是西北电网供电安全的重要保障;其下游是广阔的宁蒙平原,灌溉事业发达,煤炭资源丰富,是宁夏、内蒙古两区的精华地带,工农业用水量大,维持河流健康要求高。目前黄河上游尚没有形成完善的水量调控体系,黄河水资源管理与上游水电基地发电调度矛盾突出。另外,黄河流域属资源性缺水地区,水资源难以支撑流域经济社会的可持续发展,未来要实施南水北调西线工程,增加黄河水资源可利用量,增加输沙水量[25]。因此,需要建设黑山峡反调节水库,协调当前水量调度和发电运用的矛盾,在充分发挥上游梯级电站发电效益的同时,对黄河水资源和南水北调西线工程入黄水量进行有效调节,实现全河水资源合理配置。

(4)为附近地区供水,改善民生,保障生态安全。黑山峡附近地区气候干旱,水资源贫乏,生态环境十分脆弱,不仅是我国沙尘暴的主要发源地,而且严重的水土流失还增加了入黄粗泥沙[24],同时人民生存环境恶劣,饮水十分困难,经济发展落后。解决上述问题的主要途径是通过黄河向附近地区供水,建设高效节水灌区[26],发展地方工业,实施生态移民,使周边广大地区的生态环境得到保护。因此,黑山峡河段开发应满足附近地区生态建设的供水要求,通过水库调节径流并尽可能抬高水位,为黑山峡高效节水灌区和人飲工程提供稳定、可靠、优质的水源条件。

综上分析,黄河黑山峡河段开发应满足协调水沙关系和防凌(洪)、供水、发电等综合利用需求。

3 黑山峡水库库容规模

根据新形势下黑山峡河段开发需求分析,建设水库要满足不同方面的需求,水库库容规模应进行综合研究确定。

3.1 下游河道输沙减淤需要的库容规模

黄河上游来水主要产自兰州以上,兰州至河口镇来水少,但来沙多,特别是祖厉河、清水河、十大孔兑等支流,高含沙洪水频发,干支流水沙关系不协调。目前上游以龙羊峡、刘家峡水库为主的水量调控体系[26],难以协调干支流水沙关系。根据宁蒙河段水沙与河道冲淤分析,水沙关系是影响宁蒙河段冲淤的关键,要通过建设黑山峡水库对龙羊峡、刘家峡水库的下泄流量进行反调节,在主汛期(7月11日至9月30日)利用调水调沙库容塑造有利于宁蒙河段输沙和中水河槽维持的流量过程。7月中旬至8月下旬是宁蒙河段支流高含沙洪水频发期,应尽量泄放大流量,稀释支流高含沙洪水,防止淤堵干流河道。有利于宁蒙河段输沙和中水河槽恢复维持的调控流量宜控制在2500~3000m3/s之间,一次洪水历时应不少于15d,总历时宜达到30d。南水北调西线工程生效前,考虑沿河用水影响,黑山峡水库调控流量按2500m3/s计,连续泄放15d,需下泄水量32.4亿m3。按1956—2009年设计水沙序列连续15d流量出现频率75%计算,黑山峡水库的入库流量为879m3/s(见图2),相应水量11.4亿m3。扣除入库水量,则需水库补水21.0亿m3,即下游河道输沙减淤需要的低限调水调沙库容为21.0亿m3。南水北调西线工程生效后,可调水量增加,调控流量可增加到3000m3/s,仍按连续泄放15d计,需下泄水量38.9亿m3,扣除入库水量(西线调水后汛期增加流量平均约为300m3/s),则需水库补水23.6亿m3,即下游河道输沙减淤需要的低限调水调沙库容为23.6亿m3。

黑山峡水库调水调沙时期为主汛期的7月11日至9月30日,因此调水调沙库容小于防洪库容,对应水位设置在汛限水位和死水位之间。在调水调沙期,水库首先利用汛前存蓄水量泄放不小于2500m3/s的大流量过程(若入库流量大于2500m3/s则使出库流量等于入库流量,否则使出库流量等于2500m3/s,直至水库蓄水位降至死水位);之后,按宁蒙河段工农业和生态用水需求控制下泄流量,水库蓄水;当蓄水量满足一次调控水量要求时,再次按不小于调控流量泄放大流量,如此反复运用,直至9月30日。

3.2 防凌需要的库容规模

根据宁蒙河段防凌要求和刘家峡水库防凌调度经验分析,黑山峡水库凌汛期(每年11月1日至次年3月31日)下泄流量应按“月控制、旬调整”、保持“前大后小,中间变化平缓,加强封、开河期流量适时控制”的原则,缓解目前宁蒙河段尤其是内蒙古河段封河期、开河期防凌紧张局面。在流凌封河期,黑山峡水库调整流凌封河期下泄流量过程,适当加大流量,避免冬灌引水期小流量封河,控制冬灌引、退水造成的流量波动;在稳封期,黑山峡水库要控制下泄流量稳定,避免下泄流量过大和流量忽大忽小,以减少槽蓄水增量和防止冰上过流;在开河期,黑山峡水库要进一步控泄运用,减少开河期下泄流量,减小形成“武开河”的动力条件。黑山峡水库凌汛期的控泄流量见表1。

按照该控泄流量条件,考虑龙羊峡、刘家峡、黑山峡水库等梯级水库联合调节,利用1956—2009年长序列历时法[27]计算序列内黑山峡水库凌汛期所需的防凌库容,并按大小进行排序(见图3)。南水北调西线调水生效前,需要黑山峡水库提供的防凌庫容为38.4亿m3;西线调水生效后,需要黑山峡水库提供的防凌库容为57.6亿m3。需要提供防凌库容的时间为凌汛期的11月至次年3月。防凌库容对应水位设置在死水位与正常蓄水位之间。

3.3 供水需要的调节库容规模

根据黄河流域水资源合理配置的需求分析,黑山峡水库下泄流量应保障附近地区生态用水、宁蒙河段工农业用水、河口镇断面最小流量等,供水流量要求见表2。

由于5—7月为宁蒙河段灌溉用水高峰期,生态建设用水也主要集中在这些月份,因此5—7月特别是5—6月黑山峡水库的入库流量不能满足下泄流量要求,需要向黑山峡水库补水。按照5—7月下泄流量条件,考虑龙羊峡、刘家峡、黑山峡水库等梯级水库联合调节,利用1956—2009年长序列历时法[27]计算黑山峡水库5—7月所需的调节库容,并按大小进行排序(见图4)。南水北调西线工程生效前,需要黑山峡水库提供的供水调节库容为26.2亿m3,南水北调西线调水生效后,需要黑山峡水库提供的供水调节库容为25.5亿m3。需要提供的供水调节库容利用时间主要在集中在5—7月,由于进入汛期(7月1日)后水库水位要控制在汛限水位以下,因此5—7月的调节库容对应水位大部分时间设置在汛限水位与正常蓄水位之间,小部分设置在汛限水位以下。

3.4 综合库容规模

各个库容规模需求大小及利用时间汇总见表3。

从三个方面的库容需求看,供水需求库容利用时间是5—7月,调水调沙需求库容利用时间是7月中旬—9月底,供水库容和调水调沙库容(供水和调水调沙两者共同需要的库容简称为反调节库容)在时间上是先后连续,部分重叠。为了避免供水和调水调沙库容重复计算,将反调节库容需求分解为5月1日—7月10日供水调节库容需求加调水调沙库容需求。南水北调西线工程生效前,满足5月1日—7月10日的供水调节库容为19.8亿m3,加上调水调沙库容21.0亿m3,则反调节库容为40.8亿m3;西线调水生效后,满足5月1日—7月10日的供水调节库容为25.1亿m3,加上调水调沙库容23.6亿m3,则反调节库容为48.7亿m3。

防凌需求库容利用时间是11月—次年3月,时间上独立于供水和调水调沙库容利用时间外。防凌库容对应水位设置在死水位至正常蓄水位之间,防凌运用时主要是水库蓄水;5—7月供水调节库容对应水位主要设置在汛限水位以上,调水调沙库容对应水位设置在汛限水位至死水位之间,5—7月供水和调水调沙运用主要是水库放水。因此,供水和调水调沙库容即反调节库容与防凌库容是可以重复利用的,黑山峡水库综合利用库容需求则应为防凌库容或反调节库容的最大值。

南水北调西线调水生效前、后需要的防凌库容分别为38.4亿、57.6亿m3,供水和调水调沙的综合库容需求分别为40.8亿、48.7亿m3。因此,南水北调西线调水生效前、后黑山峡水库库容需求分别为40.8亿、57.6亿m3。黑山峡水库综合利用库容年内使用情况见图5。

4 结 论

(1)新形势下黄河黑山峡河段的开发需求如下:协调水沙关系,减轻宁蒙河段淤积,恢复和维持适宜中水河槽规模;增强防凌能力,保障黄河上游(主要是宁蒙河段)防凌防洪安全;合理调配水资源,协调水量调度和发电运用之间的矛盾,充分发挥水资源综合效益,满足国家长远发展战略需要;为附近地区供水,改善民生,保障生态安全。

(2)黄河黑山峡水库需要设置调水调沙库容、防凌库容和供水调节库容,供水调节、调水调沙和防凌调度运用时段分别为5—7月、7月中旬—9月底、11月—次年3月,供水调节库容和调水调沙库容利用时间部分重叠。供水和调水调沙两者共同需要的库容称为反调节库容,与防凌库容可以重复利用,黑山峡水库综合利用需要提供的库容为防凌库容和反调节库容的最大值。

(3)南水北调西线调水生效前,黑山峡水库调水调沙库容、防凌库容、供水调节库容需求分别为21.0亿、38.4亿、26.2亿m3,综合考虑调水调沙、防凌、供水调节多目标需求,库容规模需求为40.8亿m3。西线调水生效后,黑山峡水库调水调沙库容、防凌库容、供水调节库容需求分别为23.6亿、57.6亿、25.5亿m3,综合考虑调水调沙、防凌、供水调节多目标需求,库容规模需求为57.6亿m3。

参考文献:

[1] 林昭.再论黄河大柳树水利枢纽工程的任务和作用[J].水利水电工程设计,2000(3):1-2,54.

[2] 杨松青,陆占军,郑霞.黄河大柳树枢纽工程与西北水资源开发[J].宁夏工程技术,2003(3):9-11.

[3] 司志明.对黄河黑山峡河段开发方案论证有关问题的意见和建议[J].水利规划与设计,2003(3):10-14.

[4] 曲耀光,杨根生.拟建黑山峡水库不必要性的研究[J].中国沙漠,2004,24(1):92-98.

[5] 郭潇,冯志军,张卫东.大柳树水利枢纽在西北地区发展中战略地位的思考[J].宁夏工程技术,2005(19):59-61.

[6] 何潜,周立强,李谦,等.浅析黄河大柳树水电站在电力系统中的地位和作用[J].电网与水力發电进展,2007,23(8):53-57.

[7] 杨振立,段高云,郭兵托,等.黄河黑山峡河段的功能定位和开发任务[J].人民黄河,2013,35(10):40-41,44.

[8] 王旭强,周涛,袁汝华,等.黄河黑山峡大柳树水利枢纽工程功能分析[J].水利经济,2018,36(2):59-61,85.

[9] 鲁春霞,张耀军,成升魁,等.黄河大柳树水利工程开发的机会成本分析[J].水利学报,2003,34(10):124-128.

[10] 郑贺新.黄河黑山峡河段水库泥沙淤积研究[J].海河水利,2006(10):58-60.

[11] 唐旺,王理,权全.黄河黑山峡河段水库下游河道水温预测[J].电网与清洁能源,2008(10):71-75.

[12] 袁斌.大柳树水利枢纽对宁蒙河段的防凌作用研究[J].宁夏工程技术,2008(12):370-374.

[13] 段高云,郭兵托,贺顺德.黑山峡水库对黄河宁蒙河段的综合作用[J].人民黄河,2010,32(9):145-147.

[14] 鲁俊,安催花,吴晓杨.黄河宁蒙河段水沙变化特性与成因研究[J].泥沙研究,2018,43(6):40-46.

[15] 董占地,胡海华,吉祖稳,等.黄河上游宁蒙河段河道横断面形态对水沙变化的响应[J].泥沙研究,2015,40(4):20-25.

[16] 杨忠敏,任宏斌.黄河水沙浅析及宁蒙河段冲淤与水沙关系初步研究[J].西北水电,2004(3):50-55.

[17] 侯素珍,王平,楚卫斌.黄河上游水沙变化及成因分析[J].泥沙研究,2012,37(4):46-52.

[18] 申冠卿,张原锋,侯素珍,等.黄河上游干流水库调节水沙对宁蒙河道的影响[J].泥沙研究,2007,32(1):67-75.

[19] 安催花,鲁俊,钱裕,等.黄河宁蒙河段冲淤时空分布特征与淤积原因[J].水利学报,2018,49(2):195-206,215.

[20] 刘晓燕,侯素珍,常温花.黄河内蒙古河段主槽萎缩原因和对策[J].水利学报,2009,40(9):1048-1054.

[21] 翟家瑞,钱云平.黄河宁蒙河段防洪形势分析与对策[N].黄河报,2006-03-07(2).

[22] 王新军,张红武,钟徳钰,等.黄河上游水沙调控的关键科学问题与研究重点[J].人民黄河,2015,37(3):8-11.

[23] 张红武,方红卫,钟德钰,等.宁蒙黄河治理对策[J].水利水电技术,2020,51(2):1-25.

[24] ANCH,LUJ,QIANY,etal.TheScour DepositionCharacter isticsofSedimentFractionsinDesertAggradingRivers—TakingtheUpperReachesoftheYellowRiverasanExample[J].QuaternaryInternational,2019,523:54-66.

[25] 水利部黄河水利委员会.黄河流域综合规划(2012—2030年)[M].郑州:黄河水利出版社,2013:121-141.

[26] 秦大庸,罗琳,陈一鸣,等.大柳树灌区作为国家商品粮后备基地可行性研究[J].水利水电技术,2004,35(8):21-24.

[27] 陈静.长系列时历法兴利调节计算中供水保证率问题探讨[J].水利规划与设计,2013(12):23-24,29.

【责任编辑 许立新】

作者:安催花 鲁俊 郭兵托 罗秋实 李超群 马莅茗

南水北调西线工程思路论文 篇3:

张金良:36年,只为守护黄河安澜

黄河,母亲河,是中华文明最主要的发源地,孕育了华夏文明。黄河承载着整个中华民族的历史积淀,凝聚着一代代中华儿女的人文精神,黄河文化是中华文明的根和魂。

九曲黄河万里沙,浪淘风簸自天涯。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,保护黄河事关中华民族伟大复兴和永续发展的千秋大计。

36年,在奔流不息的历史长河中仅算作浪花一朵,可在人的一生中,占据着三分之一的分量。黄河勘测规划设计研究院有限公司董事长、党委书记张金良,36年都在专注做一件事情:治黄。

“幸福河”的深刻内涵

历史上,黄河洪涝灾害频发。从先秦到新中国成立前的2500多年间,黄河下游共决溢1500多次,改道26次,平均“三年两决口、百年一改道”,给沿岸百姓带来深重灾难。所以,在新的历史时期,黄河流域生态保护和高质量发展重大战略的实施,将会为黄河的岁岁安澜奠定坚实基础。

1985年,刚刚大学毕业的张金良,成为一名治黄科技工作者,如何实现“让黄河成为造福人民的幸福河”一直是他的梦想。转眼间,他扎根黄河、坚守黄河治理一线已36年。期间,他担任过黄河调水调沙原型试验技术方案和调度负责人,将小浪底水库拦沙库容用于下游滩区防洪;他担任过黄河古贤、泾河东庄、南水北调西线、黄河下游生态治理等重大工程设计总工程师,促成了重大工程建设落地……

关于“幸福河”,张金良有着自己的理解:“幸福河”的内涵包括河流健康和人民幸福两个层面。在维持黄河河流自身健康的基础上,能为沿河流域的人民持续提供优质的生态环境和社会服务,能支撑整个流域经济社会高质量发展。对黄河而言,大堤不决口、河道不断流、水质不超标、河床不抬高,就是成为“幸福河”的基本前提。

2019年9月,是黄河治理史上一個值得被记住的日子。习近平总书记主持召开了黄河流域生态保护和高质量发展座谈会,提出“重在保护,要在治理”,要求“共同抓好大保护、协同推进大治理”。自此,黄河流域生态保护和高质量发展上升为重大国家战略。

同年,张金良担任黄河流域生态保护和高质量发展水安全保障规划编制组组长,带领团队仅用一年时间完成规划思路报告、水安全保障规划报告和9个专题报告,成果被纳入黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要,通过中央政治局审议并发布实施,为重大国家战略实施提供了重要支撑。

2020年1月3日,习近平总书记再次强调,黄河流域必须下大气力进行大保护、大治理,走生态保护和高质量发展的路子。由于黄河流域横跨我国东、中、西三大不同气候带,自然条件复杂、河情特殊,治理与保护需要统筹考虑、整体布局、综合施策。同年8月31日,中共中央政治局会议审议了《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》,明确提出“要积极推进黄河干流适宜河段旅游通航和分段通航”。今年10月20日至22日,习近平总书记又到山东省东营市考察黄河入海口,并在济南市主持召开深入推动黄河流域生态保护和高质量发展座谈会。

这让两鬓斑白却一直心怀黄河的张金良深切感受到,黄河流域生态保护和高质量发展已按下了快进键。张金良表示,上个世纪70年代,黄河中下游其实是通航的,后来因为黄河断流,航运也就中断了。随着《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》的实施,从郑州到渤海的黄河生态航道正在规划建设中,黄河中下游河段实现复航也将指日可待。

的确,近两年来,黄河流域发生了一些显著变化。随着生态保护意识的不断加强,如今黄河流域的治理思路更加注重顶层设计,已从改变自然、征服自然为主转向调整人的行为、纠正人的错误行为为主。水资源管理的思路更加强调节水控水,沿黄河各省区的思想认识和发展观念已经统一到以生态优先、绿色发展为导向的新路子上来。全社会更加注重保护和治理的系统性、整体性、协同性,治理黄河“一盘棋”思想得到显著提高。

抓住治黄的“牛鼻子”

俗话说,“一碗黄河水,半碗黄泥沙”。因为挟带了大量泥沙,黄河素来“多淤、多决、多徙”,水沙关系不协调一直是黄河复杂难治的根本症结所在。这一自然属性导致了黄河下游800多公里的河道泥沙淤积严重,形成河床高于两岸地面的“地上悬河”。保障黄河长久安澜,必须紧紧抓住水沙关系调节这个“牛鼻子”。

作为黄河水利枢纽建设专家,张金良深切体会到创新技术、科技支撑在治理黄河中发挥的关键作用。近年来,张金良结合多年治黄经验,提出了“水沙关系协调度”、“水沙调控度”等概念。

张金良认为,“黄河泥沙问题,表象在黄河,根子在流域”。要想让黄河成为造福人民的幸福河,关键是要建立完善的黄河水沙调控体系。作为黄河水沙调控体系的“心脏”,古贤水利枢纽工程是《黄河治理开发规划纲要》确定的黄河干流七大骨干工程之一,在黄河水沙调控体系中具有承上启下的战略地位。为解决小浪底水库调水调沙后续动力不足问题,必须尽快建设古贤水利枢纽,推进黑山峡、碛口水利枢纽工程建设,构建完善的水沙调控体系,充分发挥水沙调控整体合力,提高黄河水沙的调控能力。

为此,张金良带领团队发挥工程实践经验,完善了黄河水沙调控体系的运行机制,发展了多沙河流水库减淤兴利运用关键技术,针对超高含沙量河流开发保护难题,提出“双泥沙侵蚀基准面”设计理念,发明了极具特色的枢纽建筑物新布置方案,针对特高含沙量河流,提出“水沙分置开发”设计理念,成功解决了特高含沙量河流水资源利用世界性难题。同时,创立了库区滩槽同步塑造、水沙库容互换等技术,进一步深化了对黄河水沙关系和水沙调控规律的认识,避免了小浪底库区支流拦门沙的形成,使支流40多亿立方米库容得以充分利用,延长了水库拦沙年限,充分发挥了大型水利枢纽的作用。以上述技术为支撑形成了多沙河流水库“蓄清调浑”设计运用方式,把我国多沙河流水库设计运用技术由“蓄清排浑”提升到“蓄清调浑”新阶段。

最值得一提的是,张金良和团队针对TBM掘进装备存在“超硬岩掘不动、刀具磨损高、设备寿命短”等难题,创新破岩机理,自主研发的、国际上首台超高压水力耦合破岩的全断面硬岩隧道掘进机TBM成套装备,解决了深埋长隧洞施工TBM遇超硬岩“破岩难、掘进慢、磨损高、寿命短”等重大技术难题,为南水北调西线等国家战略工程实施提供了技术储备。黄土高原水土流失是黄河泥沙的根源,目前仍有约27万平方公里水土流失面积未得到系统有效治理。针对黄土高原存在的溃决风险高、管护压力大、拦沙不充分三大问题,张金良团队专门自主研发了高标准免管护淤地坝技术,助力黄土高原高标准、新工艺新型淤地坝建设。

早在《关于构筑黄河流域生态保护和高质量发展水战略根基的思考》报告中,张金良曾警示,洪水风险依然是黄河流域的最大威胁。因为当前小浪底至花园口尚有1.8万平方千米无工程控制区,洪水预见期短,导致黄河下游“悬河”及“二级悬河”发育严重,299千米游荡性河段尚未得到有效控制。比如今年7月份以来,受强降雨影响,黄河中下游防汛形势异常紧张。特别是九月下旬以来,黄河2021年第1号、第2号洪水退水过程尚未结束,3号洪水已经形成,小浪底、陆浑、故县、河口村等中下游干支流水库高水位运行,黄河下游河段面临长时间、高水位、大流量洪水的考验。

据张金良介绍,黄河下游河道是黄淮海平原生态安全屏障,滩区总面积3154平方公里,人口190万。下游滩区既是黄河滞洪沉沙的场所,也是滩区群众赖以生存的家园,下游防洪安全和经济发展矛盾长期存在,仍有近百万人生活在洪水威胁之下。黄河设计院研发了库容多元化利用技术,利用小浪底拦沙库容,解决了下游滩区中小洪水的防洪问题,提出了黄河下游生态治理新方略。

在张金良的推动下,“洪水分级设防、泥沙分区落淤、三滩分区治理”的黄河下游生态廊道建设规划工作全面启动,为滩区190万群众解决后顾之忧,为中原城市群发展提供生态空间,如今已在原阳滩和长垣滩先行启动试点,滩区居民對美好生活的向往正在成为现实。

讲好“黄河故事”造福人民群众

黄河生态治理单靠一个人的力量是远远不够的,黄河治理工作取得今天的成就,是张金良背后千千万万个治黄人共同努力的结果。

四代治黄工作者一直坚守的南水北调西线工程,是国家四横三纵水资源配置格局的重要组成部分。他们足迹踏遍了青藏高原、黄土高原,“我们的勘测设计人员为西线工程树立起了一道丰碑。黄河设计院也被评为是‘特别能吃苦、特别能战斗、特别能奉献’的英雄团队。”

谈到西线工程,张金良心情再也不能平静,声音近乎哽咽着回忆过往的故事:西线工程是个庞大的工程,从1952年首次查勘开始,黄河勘测设计队员跋山涉水开展西线工作超50年。仅西线工程的超前期研究,从1988年开始到1996年结束,前后历时8年才完成。面对着最恶劣的天气和生活条件,他们付出的不仅是汗水,甚至还有鲜血和生命。比如作为西线项目设计副总工程师的崔荃,已经先后18次登上了青藏高原,经历了数不清的危险。1989年查勘雅砻江自流线路出口,他从马上摔下来而背气失语;1997年查勘雅砻江仁章线,因下雨路滑,他左手腕被摔骨折……规划是勘测工作的先头兵,为了查勘调水区引水线路,再大的困难大家也没退缩过,项目组最终圆满完成了国家交付的任务,为南水北调西线工程的实施建立了牢固的基础。

接过接力棒的张金良,带着水沙治理的中国经验,率领团队积极走出去,参与到“一带一路”建设中。2016年11月,厄瓜多尔辛克雷水电站并网发电启动仪式上,厄瓜多尔副总统格莱斯对这一工程的设计竖起了自信、友谊、合作共赢的大拇指。

2017年9月,几内亚共和国总统阿尔法·孔戴对张金良团队在凯乐塔水电站、苏阿皮蒂水电站、福米水电站等项目推进过程中的卓越表现表示感谢。其中,几内亚凯乐塔水利枢纽被称为西非“三峡工程”,建成了之后成功解决了首都的供电问题。凯乐塔水利枢纽设计图还被对方政府印到了钞票上,成为“一带一路”上的典范工程。

作为治黄的参与者、建设者、见证者,张金良,已经坚守黄河治理一线36年,现在依然在为水沙治理这一世界性难题寻找答案。他呼吁,在植被覆盖度较高、水土流失轻微的黄河源头、祁连山、甘南草原、六盘山、子午岭等区域,实施封育保护,减少和避免人为干扰破坏。同时因地制宜,全面开展旱作梯田改造和建设。按照需求牵引、应用至上、数字赋能提升能力的要求,以数字化、网络化、智能化为主线,以数字化场景智慧化模拟,精准化决策为实施路径,全面加强算据、算法、算力建设,构建具有预报、预警、预演、预案功能的智慧水利体系。利用技术手段推进黄河流域水土流失全覆盖、常态化动态监管,严控人为水土流失,力争到 2035 年黄土高原宜治理水土流失面积得到全面有效治理,人为水土流失得到全面控制。

“黄河宁,天下平。这是水利科技工作者的使命和职责,也是我们的奋斗目标。作为治黄人必须要有担当,牢记国家和人民的嘱托,以‘功成不必在我’的精神境界和‘功成必定有我’的历史担当,积极投身治黄主战场,查找治黄工程短板,加强治黄战略研究,破解治黄技术难题,努力谱写新时代治黄事业新篇章。用科技力量守护大美黄河,用行动书写新一代治黄人的黄河情和爱国心。”谈及未来,张金良还透露了一个振奋人心的好消息,未来的黄河将实现通江达海,为区域人民打通一条重要的黄金水道。

作者:段永利

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