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调水调沙:重塑生命黄河


2006-10-24

    如今,家住河南濮阳黄河滩区的村民面对中小洪水不用担惊受怕了。

    5年前,这里的情况可不是这样。

    河南濮阳黄河滩区地处黄河最宽的河段内,河道宽浅散乱,二级悬河形势极为严峻,是黄河下游主河道过流能力最小的河段,常常出现大水大淹,小水小淹的不利局面,滩区群众生产和生活受到很大影响。

    2002~2006年,经过黄委5次调水调沙,黄河下游主河道过流能力从1800立方米每秒恢复到3500立方米每秒以上,一条濒危的大河逐渐恢复了往昔雄浑的气势、奔腾的活力。

    看着逐年刷深的主河道,不断增加的过流能力,滩区老百姓紧缩的眉头舒展了,心里敞亮了许多。因为他们知道,黄河过流能力的增大,意味着在中小洪水情况下,河水不会漫出主河道淹没他们的庄稼和房屋,可以安心生产和生活了。

    包括河南濮阳黄河河段在内的黄河下游河道过流能力的提高,只是黄河调水调沙成果的一个缩影,是黄委确立的维持黄河健康生命的治河新理念在实践中的创新成果之一。

    近年来,在世人惊羡的目光中,正是依靠不断的科技创新,黄河上进行的5次调水调沙相继取得成功,在人和洪水、泥沙赛跑的过程中,有效改变了黄河下游悬河越长越高、人类被动防御黄河洪水的险恶局面,调活了黄河防洪减淤这盘大棋,为实现河床不抬高的目标做了实践上的奠基。

    然而,调水调沙是怎样起始的?成功的背后又有着怎样的故事呢﹖

    调水调沙向我们走来

    黄河下游高耸的河床横亘在华北大平原上,成为淮河和海河的分水岭。一条河流的河床截然划开了两大流域,这在世界上都是罕见的。一句话,都是黄河泥沙惹的祸。

    多少年来,黄河的洪水、泥沙等诸多问题一直交织、汇聚在一起困扰着国人,笼罩在我们民族心头,挥不去、抹不掉,被称为中国之忧患

    黄河水少沙多,水沙不平衡的特性决定了黄河治理开发与管理的难度和方向,也是多少代黄河人为之而奋斗的目标。

    多少年来,有多少人为之耗尽心血,又有多少人望河兴叹,黄河治理开发与管理就在这样的艰难中不断曲折前行。

    1946年,人民治理黄河以来,黄河下游初步建立了上拦下排,两岸分滞防洪工程体系和非工程防洪措施, 采取拦、排、放、调、挖的综合治理措施,初步扭转了黄河防洪险恶的局面,为黄河治理开发与管理工作迎来了新的契机。

    然而,情势仍不容乐观,黄河的泥沙问题依然没有得到有效改观。黄河人清醒地认识到,在今后相当长的时期内,黄河依然是一条多泥沙河流,从黄土高原上流淌下来的滚滚泥龙还将源源不断地进入下游河道里,河床仍在年复一年的长高。

    新中国成立以来,黄河上已先后对堤防进行了4次加高培厚。然而, 自1855年黄河在铜瓦厢决口形成的黄河下游现行河道已经运行了150余年,由于淤积严重,河道过流能力大幅度降低。如果不采用崭新的手段,有效降低河道淤积速度或者是达到河床不继续抬高,黄河面临着更加严峻的形势、黄河岁岁安澜难以得到良性维持。

    解决黄河下游泥沙淤积问题迫在眉睫!

    黄河上中游的水土保持可以有效减少进入黄河的泥沙,但仍需要较长的周期,目前和将来淤积在河道里的泥沙还能更有效地处理吗?

    20世纪40年代,有学者提出黄河调水调沙这一设想,利用八里胡同水库有效控制洪水并发电,坝底设排沙设施,每年放空排沙一次,以减少下游淤积。

    在当时,这个简单的设想也只不过是万里长河中一朵小小的浪花,很快淹没在滚滚东去的波涛中。

    上世纪70年代后期,在长期的实践,尤其是三门峡水利枢纽蓄清排浑的运用中,治黄专家认识到黄河水少沙多,水沙不平衡的现状对黄河下游河道淤积的重要影响,比较系统地提出了调水调沙的治黄指导思想。其具体设想就是在黄河上修建一系列大型水库,实行统一调度,对水沙进行有效控制和调节,变水沙不平衡为水沙相适应,更好地排洪、排沙入海,以减缓下游河道淤积,实现河床不抬高的目标,进而谋求黄河的长治久安。

    虽然调水调沙的设想轮廓初显,但将设想变为现实还有很长的路要走。

    而眼下的母亲河又是一幅什么样的窘境呢?

    进入20世纪90年代以来,黄河的问题愈演愈烈。随着枯水期的来临以及多方用水需求的不断增加,河道输沙用水大幅度被挤占,河道淤积更加严重。主河道过流能力已经从上世纪80年代的6000立方米每秒缩减到不足2000立方米每秒。

    据水文资料统计分析,上世纪90年代,黄河下游河道年均淤积泥沙2.2亿吨,持续的枯水系列、长期的小流量过程,致使黄河下游主河道淤积占干流总淤积量的90%以上,主河道严重淤积萎缩,同流量水位升高,平滩流量大幅度减少。1996年8月,发生的仅有7600立方米每秒的洪水,花园口水文站水位高达94.73米,比1958年22300立方米每秒的洪水水位还高出0.91米,黄河下游滩区出现大面积漫滩。中常洪水已经给黄河防汛安全敲响了警钟。

    让人意想不到的是,到了1997年,黄河出现了创记录的226天断流,断流河段蔓延到开封附近,河道长度706千米

    一条泱泱大河如此小的过流能力,开始显现出一系列问题:小洪水大漫滩,使滩区181万群众生产和生活难以得到保障。由此衍生出违法生产堤屡破屡修、滩槽水沙交换受阻、滩槽不能同步按比例抬升、槽高滩低堤根洼的二级悬河局面加剧等现象,最终使得洪水期横河、斜河、滚河发生的几率大大增加。

    黄河防汛安全告急!

    黄河安澜局面告急!

    加之频繁断流使下游工农业生产和生活用水受到影响,生态趋于恶化,河流生命面临着空前的危机。

    1998年1月,中国科学院、中国工程院163位院士联名呼吁,行动起来拯救黄河

    濒危的母亲河就这样在焦急、盼望中拖着病体迈进新世纪的门槛。

    面对世界上最为复杂难治的河流,黄河水利委员会作为黄河的代言人,以时不我待的紧迫感,谋划着黄河健康生命的未来。

    让人振奋的是,世纪之初,黄河治理开发与管理工作正经历着一个重大转折,即从传统治河到现代治河理念的嬗变。

    新一届黄委党组审时度势,按照新时期人水和谐、可持续发展的理念,在不断传承以往经验的基础上,一个维持黄河健康生命的治河新理念应运而生,9项具体治河措施中的一条就是进行调水调沙。

    所谓调水调沙,就是在充分考虑黄河下游河道输沙能力的前提下,利用水库调节库容,对水沙进行有效的控制和调节,适时蓄存或泄流,调整天然水沙过程,使不适应的水沙过程尽可能协调,以便于输沙,从而减轻下游河道淤积,甚至达到冲刷或者不淤的效果,实现下游河床不抬高的目标。

    简单地讲,就是借助自然的力量,同时依靠大型水库的人工调解,创造一种能够冲刷下游河床泥沙的人造洪水,输沙入海。滩区老百姓的话更形象:河呢。

    “维持黄河健康生命治河新理念的确立,让多病缠身的母亲河重新鼓荡起生命的希望,从此她多了一分向往。

    科研部门的专家一刻也没有停止探索的脚步,在实验室里进行了大量的物理模型试验。通过分析300多场中常洪水,寻找调水调沙试验的临界流量和含沙量,从理论上验证了调水调沙试验的可行性,调水调沙有了付诸实施的可能。

    2001年,随着黄河小浪底工程全面竣工,调水调沙又具备了试验所要求的足够库容的枢纽工程条件。至此,调水调沙实验所需的基本要素得到了满足。

    2002年,黄河调水调沙作为一项崭新的措施登上黄河治理开发与管理工作的舞台,迈进公众的视野。

    与不两重天

    其实,无论是2002年的黄河首次调水调沙试验还是随后的2003年、2004年调水调沙试验,都是在人们怀疑的目光中进行的。

    “试验能达到冲刷下游河道的目的吗?会不会冲河南,淤山东等诸如此类的质疑从来就没有停止过。

    是啊,进行如此大规模的原型试验在黄河上还没有先例,一旦失败,将面临着多方的指责。黄委当时面临着巨大的风险和压力。

    然而,黄河人还是义无反顾地启动了黄河首次调水调沙试验。这是为什么呢?

    当我们站在一个大的背景下来考虑调水调沙的时候,或许很多疑虑可以迎刃而解。

    黄河问题的复杂性,解决问题的紧迫性在于它的洪水、泥沙危害极大。黄河一旦决口、改道,南达江淮、北抵天津,纵横25万平方千米,受影响的人口过亿,从而严重打乱国家的经济发展整体部署,与此同时造成的生态破坏亦很难在短时间内消除。这对当前正在蓬勃发展的中国来讲,将会产生极大的伤害,也与当前正在构建和谐社会的要求格格不入。

    何况河流是有生命的。当一条生命的河流被治死,或者流域机构眼睁睁看着一条生命的河流一步步走向衰亡,而无能为力、无动于衷的时候,这不能不说是一种莫大的讽刺和悲哀。

    作为河流的代言人,源于自身的使命和对黄河问题的深切关注,黄河人深知,黄河治理开发与管理的终极目标是维持黄河健康生命,所有的治河手段都是为实现这个目标服务,通过调水调沙塑造和谐流量、含沙量和泥沙颗粒级配的水沙过程,遏制黄河下游河道形态持续恶化的趋势,进而逐步使其恢复健康生命形态,并最终得以良性维持,是一条行之有效的途径。

    黄委毫不动摇地实施调水调沙,还来自于内心的底气和不断的创新实践。十五期间,科技治河的劲风吹遍了万里黄河的每一个角落,黄河人努力推进黄河治理开发与管理的现代化进程,并取得了丰硕成果。维持黄河健康生命治河新理念的确立、三条黄河建设方兴未艾、黄河人意气风发的创新和探索意识……

    新时期的治水理念、数千年治黄经验的积累、黄河治理开发与管理现代化进程的科技支撑等诸多因素,已经为这个崭新的治河实践取得成功涂抹了清晰的背景色。

    2002年7月4日,黄河人点燃了母亲河夏日的激情。上午9时,随着小浪底水库闸门的开启,数十米的水流从高空喷涌而下,巨大的声音回响在小浪底峡谷,激荡着世界。

    这就是基于小浪底单库运行的黄河首次调水调沙试验。

    黄河首次调水调沙试验既是对黄委组织动员能力、科技水平的检验,也是对黄河人意志和勇气的考验,2万余名职工参与本次蔚为壮观的试验。

    凡事预则立,不预则废。试验的每一步都是经过深思熟虑的,黄委制订了周密的调水调沙试验方案。试验前夕,水文、调度、科研等有关专家通过对1960年9月~1996年6月黄河下游发生的含沙量小于20千克每立方米的110场洪水统计,找到了黄河下游河道冲淤变化的临界流量,即在含沙量小于20千克每立方米的情况下,花园口水文站流量为2600立方米每秒时,黄河下游河道全部冲刷。随后,黄委借助物理模型数学模型多次进行了反演。

    调水调沙试验期间,黄委有关部门按照方案小心翼翼地进行调度,并根据来水来沙情况实时调度,确保了试验顺利进行。

    随着洪水向下游演进,黄河存在的问题逐渐暴露出来:主河道过流能力已经不足2000立方米每秒,局部河段出现漫滩,洪水演进历时加长。

    此次试验给关心、爱护黄河的人打了一针清醒剂,黄河下游河道形态已经萎缩恶化到历史上最为危险的阶段。

    从2002年7月4日小浪底水库开闸至15日关闭闸门,历时11天的黄河首次调水调沙试验结束,黄河下游全线冲刷,没有出现冲河南、淤山东那令人担心的不利局面。

    可以说,此次试验使黄河人看清了母亲河的严峻形势,找到了减淤途径,进一步坚定了调水调沙的信心。亲身参与试验的人们不禁感慨,与不两重天。

    有了良好的开端,黄河人的干劲更足了,针对黄河暴雨洪水区间的分布,试验探索着不同的调水调沙模式,并连续取得成功。

    于是有了:2003年,基于不同来源区水沙过程对接的第二次调水调沙试验。

    2004年,基于干流多库联合调度和人工扰动的第三次调水调沙试验。

    前者利用小浪底水库不同泄水孔洞组合塑造一定历时和大小的流量、含沙量及泥沙颗粒级配过程,加载于小浪底水库下游伊洛河、沁河的清水之上,并使其在花园口准确对接,形成花园口水文站协调的水沙关系,实现既排出小浪底水库库区泥沙,又使小浪底花园口区间清水不空载运行,同时实现黄河下游河道不淤积的目标。

    通过科学调度,黄委解决了三大关键问题,一是确定小浪底水库不同泄流孔洞组合;二是小浪底花园口区间洪水、泥沙的准确预报;三是准确对接小浪底、黑石关、武陟三站在花园口的水沙过程。

    后者创造了河道无洪水情况下仅利用干流水库群汛前腾空库容水量进行调水调沙的新模式。

    利用万家寨、三门峡、小浪底水库汛限水位以上水量泄流释放的能量,联合调度干流水库群,塑造异重流;同时辅以人工扰沙措施,扩大下游河道卡口处的主槽行洪能力。

    随着3次试验的顺利实施,同时开启了人们眼里不同的调水调沙。艺术家看到了河流的壮美,社会学者看到了人水和谐的开端,水利专家看到了有效减少黄河泥沙淤积的希望,而黄河人则看到了河流健康生命的未来。

    “与不的差异还显示在防洪调度结果上,黄河防总办公室副主任张金良回忆起2003年、2005年那两场惊心动魄的秋汛感触颇多。

    2003年8月下旬~10月中旬,黄河流域出现了历史上少有的华西秋雨过程,黄河干支流相继出现17次洪水,其中渭河发生了首尾相连的6次洪水过程。

    在风雨如磐的50多个日日夜夜里,黄河防总面临着局部救灾与整体防洪,水库运行安全与下游滩区安全,防洪、蓄水和发电多方利益冲突等多重矛盾交织的形势。

    通过对三门峡、小浪底、陆浑、故县4库实施水沙联合调度,多次成功削减了黄河下游洪峰,把花园口水文站可能形成的5000~6000立方米每秒的洪峰,削减至2500立方米每秒左右,削峰率达60%~70%,大大减轻了黄河下游防洪压力,避免了黄河下游大面积漫滩,保障了滩区广大人民群众生命和财产的安全,同时最大限度地实现了洪水的资源化,达到了冲沙减淤的多赢目标。

    2003年那场惊心动魄的黄河秋汛还远未从黄河人的记忆中消失,2005年9月下旬,连绵不断的华西秋雨再次降临黄河。

    自2005年9月20日起,黄河中游渭河和三(门峡)花(园口)区间大部地区降中到大雨,局部暴雨,黄河支流渭河、洛河、伊河相继涨水。10月2日7时,洛河卢氏水文站洪峰流量为1430立方米每秒;10月4日9时30分,渭河华县水文站洪峰流量4820立方米每秒,为1981年以来发生的最大洪水;10月4日10时,伊洛河黑石关水文站出现1450立方米每秒的洪峰;10月5日,黄河潼关水文站实测干流最大洪峰流量4500立方米每秒……

    黄河防总再次面临着艰难的抉择:如果小浪底水库不进行调蓄,下游花园口将出现5000立方米每秒以上的洪水,大大超过下游主河道的过流能力,下游滩区将大部分漫滩,工程将大量出险,防洪形势十分严峻;如果全部拦蓄,小浪底等水库的蓄水将大大超过汛限水位,水库运行安全存在着风险。同时,调度时还要考虑到如何减缓伊洛河、渭河等黄河支流的抗洪抢险压力等诸多因素。

    为了有效减轻防洪压力,确保节日期间下游的防洪安全,黄河防总按照国家防总批复的黄河中下游洪水处理方案,审慎决策对小浪底、陆浑、故县水库进行联合调蓄,在保证水库安全的前提下,小浪底水库拦洪削峰运用,控制黄河花园口水文站保持2000立方米每秒左右流量。

    在黄河防总科学调度,各级防指共同努力下,肆虐的洪水被归顺在主河道内,不仅保证了下游的防洪安全,避免了黄河干支流水库水位快速上涨,同时也避免了清水下泄造成冲河南、淤山东的不利局面,还为冬春季下游用水储备了水源,实现了洪水资源的最大化利用,多赢的调度目标再次实现。

    两次黄河秋汛,两次不同的水沙条件,两次近似的调水调沙调度模式,异曲同工。

    当你回味5次调水调沙历程的时候,会发现一个有趣的现象,黄委在数字黄河工程建设时,提出的需求牵引,应用至上原则,同样在调水调沙上得到了充分体现。

    黄河上一些薄弱的环节和基础设施也由此得到了完善和提高,调水调沙拓展了治黄科技的空间,催生出了一大批科研成果,数字黄河模型黄河原型黄河飞速发展,三条黄河建设相互促进、相得益彰,大大加快了黄河治理开发与管理的现代化进程。

    例证一:黄河这条世界上平均含沙量最大的河流,在水文泥沙测报预报上的表现更加明显,许多清水河流上使用自如的仪器拿到黄河上试验常常是灵光不再。泥沙问题的存在使得一段时期以来黄河水文在线测报滞后于水文其他业务工作,也成为水文现代化进程中的一个技术难题。

    黄河水文从完善创新机制、体制入手,举全局之力开展了测报升级、技术革新等项活动,通过自主创新,振动式测沙仪、电动式升降箱一大批适应黄河实际的成果脱颖而出。同时,黄河水文还与有关科研院所、国内外公司采取联合攻关、引进、改进等方式,吸收社会科研力量,使一批不能适应黄河水文特性的仪器设备达到了测验要求,ADCP、泥沙粒度分析仪等一批先进成果在黄河调水调沙等重大治黄实践中得到广泛的应用,并发挥了显著作用,科技治河的魅力日显。

    由于多种原因,调水调沙之前黄河水文的观测还存在着水文站网密度偏疏、下游河道淤积测验断面偏少、测验手段落后等问题。正是在调水调沙期间,根据黄河下游不同的河道情况和观测需求,黄河下游的河道淤积断面由原来的207个增至371个,观测断面平均密度达到了2.5千米一个,其中高村以上河段断面平均密度约2千米一个。

    黄河下游高密度河道测验体系建设的完成,提高了河道断面的测验精度、便于监控河道冲淤变化;大幅度提升了测验手段的科技含量;完善、改进了测验方法;同时减少了水文泥沙测验盲区,提高了测验机动能力。

    例证二:调水调沙试验对数学模型实体模型的促进更是不言而喻。通过调水调沙试验,积累了对原型黄河测验的海量数据,加深了对黄河河床演变及泥沙淤积运行规律的认识。

    调水调沙试验前,已经投入运行的数学模型和实体模型是在过去统计资料的基础上建设起来的,通过试验中对数学模型实体模型的同步操作,发现模拟的结果与原型实验有许多偏差,利用原型试验取得的资料率定数学模型实体模型的参数,进一步提高了模型的精度和实用性,为今后建立更加符合原型黄河实际的数学模型实体模型提供了极其重要的物理参数。

    例证三:调水调沙还极大地激发了广大职工小革新、小发明、小创造的积极性,处处闪耀着创新的力量。为了增加扰沙船只、增大扰沙效果,黄河职工巧妙地利用拆卸的浮桥,通过改造并加设喷嘴,变成了一支合格的扰沙船,为人工扰沙的顺利进行、扰沙效果的实现,发挥了不可替代的作用。

    在第三次调水调沙期间,首次人工扰动泥沙清淤试验在黄河下游启动,集结在河南范县徐码头、山东梁山雷口河段的26艘泥沙扰动船同步作业,扰动河底泥沙。

    记者在范县徐码头河段看到,由2艘挖泥船、6艘潜吸式扬沙船组成的扰沙船队分列黄河两岸,河底的泥沙被潜入水下的泥沙泵搅开后抽起来,再通过排沙管射向黄河河心,喷出的泥浆在河面上划出一条30多米长的弧线,如蛟龙入水一般。紧跟在后面的还有两艘高压射流船,通过高压水枪,冲搅河底泥沙,以防止被射入河中的泥沙再次沉底。

    河南黄河河务局副总工程师李国繁告诉记者,人工扰沙就是借助人造洪峰的力量,辅以人工扰动河床土质,启动河底泥沙,实现河槽下切,并最大限度输沙入海,从而增加黄河下游两个卡口河段的行洪能力,扰沙作业大约持续23天。

    据了解,由于近年来黄河来水减少,河道输沙功能随之衰减,一些河段河床出现板结钙化。在这种河床条件下,一旦人造洪峰到来,板结的河床抗冲刷性大于边岸,可能出现河床单向展宽而不刷深的情况,反而降低了河道的输沙能力。

    据测算,经过人工扰沙后,徐码头、雷口两个卡口河段的过流能力从2000立方米每秒,增大到3000立方米每秒。

    3次调水调沙试验,水沙条件各不相同,目标及其采取措施也不相同,但基本涵盖了黄河调水调沙的不同类型,为以后由试验转向生产实践奠定了基础。

    2005年,黄河水利委员会正式宣布调水调沙试验正式转入生产运用,作为减少泥沙淤积的常规措施,将在生产实践中不断总结经验,逐步发展和完善这一黄河治理的崭新技术,持之以恒地坚持下去。

   塑造异重流:调水调沙点睛之笔

    5次波澜壮阔的调水调沙可谓精彩纷呈,而3次人工异重流成功塑造无疑是调水调沙最大的成果,标志着人们逐渐掌握并成功利用了水库异重流规律,大大加深了对黄河水沙规律的认识。

    人们早就注意到异重流现象。永定河上的官厅水库也有人发现过异重流的产生。

    20世纪70年代,万里黄河第一坝——三门峡枢纽运用期间,就多次出现过异重流,人们开始跟踪并研究它。

    2001年、2002年,小浪底库区也多次出现异重流,水文职工跟踪并完整地记录了异重流现象的发生、发展、消亡过程。

    所谓异重流,是指两种密度相差不大但可以相混的流体因为密度的差异而发生的相对运动。在多沙河流水库中,当河道挟沙水流与库区清水相遇时,由于前者密度比后者大,在条件合适时,挟沙水流就会潜入清水底部继续向前运动。

    人们发现异重流出现的显著标志是在水库清水表面有明显的潜入点,潜入点的水流泥沙条件就是异重流的形成条件。

    异重流形成后要向坝前推动,需要有稳定的动力,既要有源源不断的后续异重流补充,同时泥沙颗粒级配对异重流持续影响很大,在异重流形成后,较粗颗粒就地落淤,较细颗粒继续保持悬浮状态,充足的细沙含量是异重流持续运动的基本特征。

    通过多年的潜心研究,黄河人了解到异重流的形成与入库流量、含沙量、泥沙颗粒级配、潜入点断面特征、水库地形等因素有关,它对于减少水库泥沙尤其是细颗粒泥沙的淤积,延长水库使用寿命具有重要作用。

    可是,发现异重流的机理,并不等于能够成功塑造。

    2004年,第三次调水调沙试验启动,主要目标之一就是首次尝试人工塑造异重流。

    试验第一阶段,黄委严格控制万家寨、三门峡水库的水位,小浪底水库按控制花园口水文站流量2600立方米每秒下泄清水,为第二阶段的人工塑造异重流创造有利条件。

    从2004年7月2日开始,在万家寨水库下泄水流向三门峡库区演进过程中,实时调度三门峡水库出库流量,实现万家寨、三门峡水沙过程的对接。7月5日15时至10日13时,三门峡水库出库流量按照先小后大的方式泄流,到7月7日8时,万家寨水库下泄的1200立方米每秒的水流与三门峡水库水位降至310.3米时实现准确对接。至此,对接取得成功,人工异重流塑造有了强劲的后续动力和来自三门峡水库的部分沙源。

    三门峡水库下泄的人造洪峰强烈冲刷小浪底水库库尾的淤积三角洲,并辅以人工扰沙措施,清除占用小浪底水库长期有效库容的淤积泥沙,合理调整了三角洲淤积形态。

    三门峡水库冲出的泥沙和从小浪底水库库尾淤积三角洲冲起的细颗粒泥沙作为沙源,以异重流形式向小浪底水库大坝前运动,借助小浪底水库和三门峡水库泄流的连续动力,将小浪底水库异重流推出库外。7月8日13时50分,小浪底水库库区异重流排沙出库,排沙洞水流平均含沙量约70千克每立方米;9日2时,异重流沙峰出库,异重流水体含沙量最大值达到126千克每立方米,浑水持续历时约80小时,人工异重流塑造成功。

    6月19日至7月13日,奔腾的黄河负载着6071万吨泥沙,以完美的姿态完成了第三次调水调沙试验历程。以小浪底水库库区人工异重流的成功塑造并排出坝外为主要标志之一,波澜壮阔的黄河第三次调水调沙试验取得圆满成功。

    此次试验丰富和发展了调水调沙的运用模式;对人工塑造异重流进行了有益的探索和实践,标志着我国水利科学家基本掌握了水库异重流规律并开始运用到治黄实践中;对小浪底水库的减淤运用取得了新的认识,在小浪底水库拦沙初期乃至中期,相当一部分长期有效库容可以重复利用,做到侵而不占,从而增强了小浪底水库运用的灵活性,有效延长了水库使用寿命。

    让黄河拥有健康生命又多了一条有效途径。

    2005年,黄河调水调沙转入正式生产应用的第一年,黄河人第二次成功塑造异重流。

    2006年,在万家寨水库可调水量极少、塑造异重流动力条件弱的情况下,黄河人探索并实践了以三门峡、小浪底水库联合调度为主,小流量高含沙水流在小浪底水库形成异重流排沙出库的调度方式,再次成功塑造了小浪底水库异重流并排沙出库,出库沙量为3年来最大。

    2006年,黄河调水调沙是第二次生产运用,并取得了河道排洪能力继续扩大,人工塑造异重流成功的良好效果,又一次有力地证明了调水调沙作为处理黄河泥沙、恢复黄河健康生命的措施之一是确实有效的。

    5次调水调沙和3次人工塑造异重流,黄河人一直在不断探索着、努力着。

    肩负的使命,厚重的责任,才使黄河人有了调水调沙等令人刮目相看的科技治河成果。沉浸其中,我们听到了黄河健康生命绵延不绝的涛声。

    调出人水和谐新路子

    从2002年开始的黄河首次调水调沙试验,作为维持黄河健康生命治河新理念的实践奠基之一,开启了崭新的的模式,调出了新的治黄实践,调出了减少黄河河道淤积的有效方法,更调出了人水和谐的新起点,为今后如何进行做了成功探索,进一步完善了黄河治理开发与管理的综合措施。

    近年来,黄河国际论坛的影响越来越大,成为一项重要的国际水事活动。在两次黄河国际论坛举办期间,调水调沙试验就是展示黄河治理开发与管理现代化进程的主要内容之一。面对诸多的创新成果,深知黄河复杂难治的国外水利专家,对黄河人的努力表示出由衷的欣赏和敬佩。

    黄河调水调沙最直接的结果是初步疏通了母亲河的血脉。水文数据显示,数亿吨泥沙被送入大海,河道全线冲刷,黄河主河道过流能力增大了约2000立方米每秒,大河奔流的宏伟气势再现,一路高歌东去。调水调沙初步遏制了二级悬河恶化的不利形势,保障了黄河滩区人民在小洪水发生时能够安居乐业。

    近年来,黄河人通过努力实践和发展调水调沙的运用模式,科学调度和人工塑造异重流,利用水库异重流携带大量泥沙排出库外,从而调整了水库淤积形态,减少了水库泥沙淤积,延长了水库使用寿命,也进一步深化了人们对黄河水沙规律的认识。调水调沙实践,丰富了黄河干流水库的功能和内涵。

    长期以来,黄河泥沙和洪水就像一对孪生兄弟,他们互为关联,与黄河治理开发与管理息息相关。由于黄河来水年际变化大,容易出现比较极端的情况,洪水危害和水资源短缺,旱涝不均。加之人们对洪水资源化的认识不足,造成枯水年份水资源的短缺。

    通过干支流水库的调水调沙,黄河洪水管理的理念得到了进一步深化,有针对性地解决了洪水控制、洪水利用、洪水塑造问题,为黄河流域工农业生产和生活储备下充足的水源。

    调水调沙作为维持黄河健康生命的措施之一,初步显示了强大的威力和能量,提高了沿黄上亿人口对黄河安澜的信心,也使得黄河人治理开发与管理好黄河的勇气倍增,为沿黄地区经济社会的可持续发展奠定了基础。更重要的是,调水调沙作为谋求黄河长治久安的措施之一,它关系着黄河健康生命的未来。

    调水调沙不仅对黄河中下游水库、河道的减淤发挥着巨大作用,对于淤积严重的宁蒙河段来讲也一样适用。因此,许多有识专家呼吁尽快进行全河范围内的调水调沙。

    黄河首次调水调沙试验期间,由于主河道过流能力较弱,黄河下游部分滩区出现漫滩,沿黄群众和地方政府有一定怨言。然而,通过3次调水调沙试验以后,黄河主河道过流能力大增,来水即淹的局面得到有效改观,滩区百姓和地方政府逐渐认识到了调水调沙的重要性,从怀疑、迷惑、观望到衷心拥护。山东东明县黄河滩区的群众还自发地写来了一封热情洋溢的感谢信,感谢黄委。

    同样,由于调水调沙,黄河口湿地呈现勃勃生机,生态效益凸显。据专家测算,黄河口湿地以年均5万亩的速度在增长,成为世界上土地面积自然增长最快的保护区。随着湿地面积增加和淡水水位上涨,已濒临灭绝的黄河刀鱼、海猪等珍稀水生动物再次大量出现,东方白鹳、丹顶鹤等多种国家级珍稀鸟类出现在黄河口,使三角洲鸟类增加到280多种。

    在2006年调水调沙期间,河南省有关部门还借用小浪底水库泄流的时机,大打旅游牌,举办观瀑节,极力打造以小浪底水库为核心的精品旅游线路,一时间挣了个盆盈钵满。调水调沙调出了新效益,调出了新景观。

    有趣的是,黄河调水调沙,还调出了下游人民甜蜜的忧愁。调水调沙如铲威力巨大,成效显著,黄河下游主河道普遍刷深,但一些一直依靠引黄灌溉的下游渠道,却发现引水比以往困难多了。

    当地人说,长期以来,只知道黄河河床越长越高,在考虑引黄涵闸底孔设计和引黄渠清淤时,单是考虑能顺利引上水就行,哪想到今天会发生河床降低,造成引不上水的情况啊。

    如今,黄河调水调沙的观念已经深入人心,得到了沿黄政府和百姓的赞同。调水调沙不仅调出了黄委作为流域机构的权威,而且还调出了上下游、左右岸团结治水的良好局面。

    调水调沙实践提醒人们:面对复杂难治的黄河,黄河水沙关系的协调,仅靠水沙调控是远远不够的,还应研究其他的办法和手段。

    目前,现代治河新体系已是一项复杂而庞大的系统工程体系。黄河协调水沙关系的塑造,要靠一整套包括黄土高原水土保持、跨流域调水、黄河流域及相关地区水资源有效管理、黄河下游滩区放淤、二级悬河治理以及河口治理等在内的体系系统地完成。

    走向水沙和谐、人水和谐的路还需要不断地开拓和探索。

    5年的调水调沙,5年的艰辛探索,新时期的黄河治理开发与管理工作仍在进行着不断的自我超越。

    为了世纪人水和谐的梦想,黄河人正意气风发地用全部的智慧和果敢的行动,去重塑一条生命黄河。

 

    来源:中国水利网 2006年10月24日

作者: 于迎涛
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