构建黄河水沙调控体系的实践和展望(王震宇)

黄河复杂难治的主要症结在于“水少、沙多，水沙关系不协调”。经济社会的快速发展、水资源利用的逐步增加、水库调蓄影响等改变了天然水沙过程，黄河水沙关系朝着更加不协调甚至进一步恶化的方向发展，特别是近20年，这种不协调关系变得尤为突出。具体表现在：黄河河道主槽萎缩、平滩流量减小，小水大灾，严重威胁滩区及沿黄群众生命财产安全。

新时期，黄河洪水泥沙管理既要确保黄河防洪安全，为沿黄各省区创造安全的发展环境，又要实现洪水资源化，以黄河水资源的可持续利用支撑国民经济可持续发展，同时还要最大限度地减少水库、河道主槽淤积。

自2001年起，黄委党组进行了大量的洪水泥沙管理的实践和探索，黄河下游开展了8次调水调沙和3次利用桃汛洪水过程冲刷降低潼关高程试验，实施了小北干流放淤试验，积累了丰富的经验。在总结上述经验的基础上，2008年初黄委党组提出“把洪水泥沙管理的重点转向塑造协调的水沙关系上来”，这是解决黄河洪水泥沙问题的有效途径。

洪水泥沙管理现状及存在问题

1.黄河上游洪水泥沙管理现状及存在问题

黄河上游径流和洪水主要来自黄河干流兰州以上，沙量主要来自安宁渡上游右岸支流祖厉河和内蒙古河段右岸的十大孔兑，主要特点是水少、沙多，水沙异源。自1986年龙羊峡、刘家峡水库联合蓄水运用以来，其运用方式为：汛期龙羊峡水库拦蓄洪水，进行多年调节，刘家峡配合龙羊峡水库反调节发电运用，非汛期以供水为目标发电运用。由于两库具备多年调节作用，增加了沿黄引用水量，进入宁蒙河道的年径流量减少，年际、年内分配更趋均匀，导致进入宁蒙河段的水沙关系越加不协调。龙刘水库将大流量过程拦蓄、削减，全部调节成小流量过程，导致汛期支流来沙多的时段水量减少、流量降低，输沙能力下降，而非汛期水库按照灌溉需求补水运用，受引水影响，流量沿程递减，水流挟沙能力也很低，再加上沙坡头、青铜峡、三盛公等枢纽小水排沙，水沙关系已恶化到历史最严重的程度。

水沙关系的恶化，导致宁蒙河段平滩流量已由上世纪八十年代的3000～4000 立方米每秒降为当前的1500 立方米每秒左右，局部河段平滩流量不足1000 立方米每秒。河道边界条件的恶化，导致凌汛期水位偏高、槽蓄水增量偏大，内蒙古河段近20年间发生8次凌汛堤防决口，经济损失及社会影响巨大。目前，宁蒙河道水沙关系恶化、主河槽逐年淤积萎缩、河道向宽浅散乱演变、原本全年基本上可保持冲淤平衡的河道转变为以淤积为主，排洪行凌能力持续降低、工程防洪能力随之下降、凌汛灾害加重等已处于恶性循环状态。

当前，制约黄河上游塑造协调水沙关系的问题主要有：龙羊峡、刘家峡水库设计运用方式不满足水沙调控的需要，同时又缺乏具有控制性的水沙调控工程；宁蒙河段防洪工程标准低、质量差，河势尚未得到有效控制；水沙及河道冲淤测报体系不完善，水沙运动规律研究还不能支撑水沙调控；发电生产与河道输沙调度运用矛盾突出。

2.黄河中下游洪水泥沙管理现状及存在问题

为解决潼关高程不断淤积抬升和小北干流河道主槽淤积萎缩的不利局面，从2006起，黄河防总先后进行了三次利用并优化桃汛洪水过程冲刷降低潼关高程试验。2006年试验潼关高程由327.99米降至327.79米；2007年试验潼关高程由327.98米降至327.93米；2008年试验潼关高程由328.05米又降至327.98米。试验进一步深化了对黄河水沙运动规律的认识，减少了万家寨水库淤积，调整了淤积形态，天桥水库、小北干流河段得到冲刷，三门峡水库淤积部位得以改善，取得了预期的效果。

为解决黄河下游主槽不断淤积萎缩，中小洪水大漫滩的险恶局面，黄委抓住小浪底水库建成运用的有利时机，充分利用万家寨、三门峡、小浪底、陆浑、故县等中游已有水库群，探索了基于小浪底水库单库调节为主，基于空间尺度下多库调度水沙对接和基于干流水库群水沙联合调度等不同调度模式的调水调沙。2002年以来，经过三次试验和五次生产运行，黄河下游最小主槽平滩流量由试验前的1800 立方米每秒恢复到2008年的3810立方米每秒左右，洪水时滩槽分流比得到初步改善，“二级悬河”形势开始缓解，下游滩区“小水大漫滩”状况得到明显改善。探索了一套调整水库淤积形态、下游河道局部河段河槽形态的措施和黄河干支流水库群水沙联合调度的运行方式，深化了对黄河水库、河道水沙运动规律的认识。

但是，黄河中下游塑造协调水沙关系还存在以下问题：水沙调控体系还不完善，中游缺乏大型水沙调蓄工程，沁河缺乏水库工程控制；对水库和河道淤积影响最大的粗沙来源区尚未得到有效治理；黄河下游“槽高、滩低、堤根洼”的“ 二级悬河”形态尚未改变，洪水漫滩引发“横河”、“斜河”，甚至“滚河”的问题制约水库调度措施的实施；黄河下游滩区安全建设相对滞后，滩区181万群众生命财产受到威胁，滩区补偿政策尚未建立；洪水泥沙测预报尚不能满足洪水泥沙调度管理的需要；水库加沙技术尚未突破，水流输沙效率还比较低。

指导思想及目标

1.黄河水沙调控体系整体布局

根据黄河不同河段的水沙特点，从流域治理开发的全局出发，完善的黄河水沙调控工程体系应包括：以干流龙羊峡、刘家峡、大柳树、碛口、古贤、三门峡、小浪底七大控制性工程为主体，以支流陆浑、故县、河口村、东庄水库为补充。通过这一完善体系的优化调度，最大限度地发挥水资源的综合效益，提高管理黄河不同河段洪水和泥沙的能力，变不利水沙过程为有利水沙过程，使之适应河道的输沙特性，提高输沙效率，减少河道淤积。

构成黄河水沙调控体系主体的黄河干流七大骨干工程和支流骨干水库开发任务不尽相同，对水沙调控的作用也各有侧重，但作为黄河水沙调控体系的有机组成，可以根据黄河上中下游水沙调控要求和综合治理开发要求，科学合理地进行骨干工程的联合运用。

近期主要是在南水北调工程和古贤水利枢纽、大柳树水利枢纽建成以前利用龙羊峡、刘家峡、万家寨、三门峡、小浪底、陆浑、故县等干支流水库联合进行调水调沙，使下游河道主槽过流能力扩大到4000立方米每秒以上，并遏制宁蒙河段主槽淤积萎缩的趋势和潼关河床高程的抬升。中期在干流碛口水利枢纽建成后，形成完善的黄河水沙调控体系，干流七大骨干工程和支流水库联合运用，通过“调水调沙、增水减沙”的方法，对黄河的洪水、径流、泥沙和南水北调西线入黄水量进行有效调控。随着外流域调水工程逐步生效，远期入黄水量达到170亿立方米以上，通过合理的水资源配置进一步增加黄河输沙用水，充分发挥黄河水沙调控体系的作用，协调黄河水沙关系、使河道主槽基本上冲淤平衡，较长期保持各河段一定过流能力的中水河槽。

2.指导思想

塑造协调水沙关系应遵循：以科学发展观为指导，以维持黄河健康生命为目标，以完善水沙调控体系和防洪工程为基础，以准确的水沙测报、水沙运动规律研究成果、数字防汛系统为支撑，坚持“拦、排、放、调、挖”综合处理泥沙方略，坚持洪水管理与泥沙管理并重，在确保防洪防凌安全的前提下，通过塑造协调水沙关系，努力实现水库、河道主槽减淤，维持河道主槽基本输水输沙功能。

3.近期和远期实现目标

近期，黄河上游：以提高防凌综合能力为契机，全面提高宁夏、内蒙古河段堤防抗洪强度和河道整治工程控导河势能力，建立完善的水沙测报体系，规范刘家峡水库及以下水利枢纽排沙运用方式，辅以河道疏浚措施，遏制宁蒙河道主槽不断淤积萎缩的局面，随着海勃湾水利枢纽的建成运用，联合调度刘家峡和海勃湾水利枢纽，改善内蒙古河道水沙关系，控制主河槽最小平滩流量不小于1500立方米每秒。

黄河中游：加强中游粗泥沙来源区治理，不断减少粗泥沙入黄沙量，继续加强小北干流河道整治工程建设，控制和稳定河势，联合调度万家寨、三门峡水库，利用并优化桃汛洪水过程冲刷降低潼关高程。

黄河下游：全面建成标准化堤防，建立滩区运用补偿政策，全面整治“二级悬河”，联合调度万家寨、三门峡、小浪底、陆浑、故县水库群，汛前利用汛限水位以上剩余水量，开展基于小浪底水库人工塑造异重流调度的调水调沙生产运行，汛期对中小洪水，实施基于“预泄、控泄、凑泄、冲泄”的调水调沙，实现水库、河道减淤，扩大或维持下游河道主槽最小平滩流量4000立方米每秒。

远期，黄河上游：在对现有水利枢纽淤积情况和宁蒙河道冲淤规律研究分析的基础上，基于“十大孔兑”水沙过程的严密监测，利用龙羊峡、刘家峡及大柳树和海勃湾水库群进行组合调度，对宁蒙河道进行有效冲刷，较好地恢复主河槽的排洪能力，全面提高宁蒙河段防洪防凌能力。

黄河中下游：在中下游水沙调控体系基本完善后，做好碛口、古贤、三门峡、小浪底、故县、陆浑、河口村水库的水沙联合调度，对黄河的洪水、径流、泥沙进行有效调控，协调黄河水沙关系，缓解河床淤积、主河槽萎缩、二级悬河加剧等不利形势的发展。

措施及建议

把黄河洪水泥沙管理的重点转向塑造协调的水沙关系，是新时期赋予防汛管理部门的一项全新的任务，塑造协调的水沙关系涉及水沙调控体系建设、水库群水沙调度技术创新、洪水泥沙预测预报、防洪工程建设、粗泥沙来源区治理、滩区运用政策、信息化建设等方方面面，必须立足当前，着眼长远，动员各方面的力量，全面提高洪水泥沙管理综合能力，推动工作的开展。

1.加快水沙调控体系的建设

塑造协调的水沙关系必须以建立完善的水沙调控体系为前提。在充分利用已建水库工程积极开展塑造协调的水沙关系实践，探索水沙调控技术和深化水沙运行规律的同时，应按照水沙调控体系建设布局，加快黄河上游大柳树和海勃湾、中游古贤和碛口水库、支流沁河河口村水库等骨干工程建设的前期工作，争取早日开工建设，从而最终形成以龙羊峡、刘家峡、大柳树、碛口、古贤、三门峡、小浪底等七大控制性工程为骨干的水沙调控体系，提高人为干预与控制洪水和泥沙的能力。

同时，要把黄河中游1.88万平方公里粗泥沙集中来源区的治理纳入黄河治理工程建设范围，争取国家加大投入，尽早实施，从而减少对河道、水库淤积影响严重的粗泥沙入黄沙量，为更有效的塑造和谐水沙关系创造条件。

2.全面提高工程抗洪能力

塑造协调水沙关系的目的是实现河道主槽减淤，按照河流的造床规律，调控出的流量越大，水流挟沙能力越大，河道减淤效果越好。但在一定平滩流量条件下，随着流量的增大，防洪和漫滩的威胁也越大。因此，塑造协调水沙关系必须以保证防洪工程安全和滩区安全为前提，以一定防御标准的防洪工程和完善河道整治工程为基础。近期，黄河上游，要全面推动《黄河宁蒙河段近期防洪工程可行性研究报告》的实施，对宁蒙河段堤防进行加高加固和河道整治工程建设，使工程标准达到50年一遇设计防洪标准。黄河中游要加快小北干流河道整治工程的建设，加快渭河下游的治理。黄河下游要继续加快标准化堤防建设，全面整治“二级悬河”，加强滩区安全建设。通过加强防洪工程建设，全面提高工程抗洪能力和对河势的控制能力，为塑造协调的水沙关系创造条件。

3.建立完善的水沙测报体系

完善的水沙测验体系和准确及时的洪水泥沙预报是塑造协调水沙关系的支撑条件，也是研究深化水沙运行规律的基本依据。近期要尽快建立完善的黄河上游水沙测验体系和河道、水库冲淤观测体系，并建立正常的观测机制，达到全面监测水沙运行和河道、水库冲淤演变的目标，要建立内蒙古十大孔兑暴雨预警系统和来水来沙监测站网。黄河中游要尽快完成暴雨预警系统的建设，满足全天候暴雨监测的要求。水沙监测的重点应放在洪水含沙量及颗粒级配的实时在线监测，应加强泥沙测验设备仪器的研究，提高测验精度和时效。在暴雨、水、沙及河道、水库冲淤监测体系建设的同时，开展黄河上游洪水预报方案和中游暴雨洪水泥沙预报方案研究，以完善的水沙监测和准确的水沙预报支撑塑造协调水沙关系的调度实施。

4.加强水沙调控关键技术研究

水沙调控技术是编制水沙调控方案和塑造协调水沙关系调度实施的技术保障。虽然在黄河下游调水调沙试验和生产运行中，对水沙调控运用方式、水沙调控指标及水沙运行规律进行了有益的尝试和探索，积累了一定经验。但对人工塑造异重流还不能定量模拟和预报，水库加沙技术尚未解决，黄河上游、中游水沙过程的产汇流模拟技术的探索尚未开展，基于黄河上游水库群排沙运用的调水调沙试验尚未开展，黄河上游和中游水沙调控指标尚未建立，各河段不同边界条件、来水来沙条件下的水沙运行规律认识还不够深化。上述问题亟待研究解决。

5.加强防汛信息化系统建设

加强防汛信息化系统建设是提高洪水泥沙管理水平重要途径，也是开展塑造协调水沙关系的重要技术支撑。黄河防洪计算机网络平台、黄河下游工情险情会商系统、黄河洪水预报调度（耦合）系统、黄河水情信息查询及会商软件系统等防汛信息软硬件系统，在实施洪水泥沙调度管理中，既大大提高了黄河洪水、泥沙、水情雨情、工情险情等信息的管理水平，也有效支撑了洪水泥沙调度决策的开展，发挥了重要作用。但上述系统大都是基于黄河下游洪水调度管理而开发的，还不能满足黄河塑造协调水沙关系的需要。近期防汛信息化建设的重点是：已建系统和网络平台要向黄河中游和上游延伸扩展；开发建设河道、水库水沙、工情险情、灾情仿真模拟预报评估系统；建立完善的防汛会商和决策支持系统。以先进可靠的防汛信息系统支撑塑造协调水沙关系的实施。

6.积极推动黄河下游滩区补偿政策的实施

黄河下游滩区补偿政策是黄河下游治理方略的重要组成部分，既是规范滩区防洪运用确保防洪安全的关键环节，也是构建滩区和谐社会，为实施塑造协调水沙关系创造良好环境的要求。目前，由于滩区补偿政策不落实，导致滩区群众生产发展与漫滩滞洪落淤矛盾尖锐，人与水争地问题突出，废除生产堤难以落实，进而影响滩区水沙自然交换，二级悬河不断发育，滩区群众生命时常遭受洪水威胁。黄河洪水泥沙管理调度也受到极大的制约。所以，要加快黄河下游滩区补偿政策研究，并力争国家尽早实施。

总之，塑造协调的水沙关系是我们落实科学发展观，维持黄河健康生命的重要组成部分，有着很强的现实意义和长远意义，要通过各个方面的工作配合和不懈地研究探索，才能逐步建立起完善的水沙调控体系，实现对黄河水沙的有效调控，让黄河更好地为沿黄经济社会的发展服务。

（作者为黄委防汛办公室主任）