2002年7月4日,一个必将写进世界水利史的日子。这天,黄河水利委员会开始进行“调水调沙”试验,利用小浪底水库人为塑造洪水,以2600立方米每秒的下泄流量,对黄河下游“地上悬河”进行冲刷减淤,整个试验过程计划持续十天以上。这是人类首次在原型河床内进行调水调沙试验,水利部部长汪恕诚称之为“世界水利史上最伟大的治沙实践”。
“调水调沙”究竟是一项什么样的试验,它为什么会得到如此高的评价,引发如此强 烈的关注呢?
答案要从黄河的泥沙问题说起。
-黄河河床以每年平均10厘米速度抬升,各地黄河河床分别比新乡市、开封市、济南市地面高出5到20米
黄河流经世界上面积最大的黄土高原,每年挟带约16亿吨的巨量泥沙进入下游。如果将这些泥沙堆成一米见方的土堆,可以绕地球27圈。因为水少沙多,泥沙难以全部排入海洋,其中约有4亿吨淤积在下游河道里,形成举世闻名的“地上悬河”。
大量泥沙淤积,造成河床以年均10厘米的速度抬升。筑堤防御洪水等于与河床淤高赛跑,大堤加得越高,水头也将越高,水压增大,防洪风险也会越大,最终输掉的只能是人。历史上黄河两岸的深重灾难,几乎皆源于此。史料记载中,1500多次决口,26次大改道,南至江淮北达天津近25万平方公里的广大区域内,到处都有黄河洪水泛滥的遗迹。洪水肆虐、河流改道、沙荒侵袭,以至于引起社会动荡、政权更迭、人民流离、生态恶化……
1952年10月,毛泽东主席第一次出京巡视黄河,曾针对洪水和悬河问题发问:“黄河涨上天怎么办?”
时至今日,尽管人民治黄已经创造了50多年伏秋大汛不决口的历史奇迹,但黄河的问题并没有得到根本解决,特别是下游悬河增高的趋势,没有得到遏制。新中国成立以来,黄河大堤已加高四次,平均高度已达10米。如果河床继续不断淤高,大堤将不得不跟着加高,相应的危险也将越来越大。
据实际观测,目前河南原阳段黄河河床比新乡市地面高20米,开封段河床比开封市地面高13米,山东济南泺口段河床比济南市高出5米。如果黄河一旦失守,北决乱海(河),南决乱淮(河),洪水居高临下,一泻千里,两岸将遭受灭顶之灾。
这绝非危言耸听。
怎样才能解决下游悬河,从而根本扭转黄河防洪形势,改变黄河为害的面貌?长期以来,古今中外的治水志士进行了坚持不懈的探索。最终,治黄工作者找到了“调水调沙”的治河方略。
-有些年份黄河下游处于淤积状态,有些年份又处于冲刷状态
从总的发展趋势上讲,黄河下游的河床是淤积抬高的。但,这又并非是绝对的,否则,悬河早就“隆之于天”了。科学研究表明,有些年份,黄河下游处于淤积状态,有些年份又处于冲刷状态。也就是说,在一定条件下,黄河洪水对下游河槽可以起到冲刷作用。
治黄专家从研究黄河下游河道输沙特性中发现,在一定的河床边界条件下,水流挟沙能力与流量大小有很大关系,且与来水的含沙量相关联。治黄工作者通过对黄河数百场典型洪水的分析和数十次河道模型试验后,得出结论:黄河下游维持2500立方米每秒以上流量,再配以适当的含沙量,最有利于冲刷河槽、挟沙入海,河道因此处于冲刷状态。
这项研究成果表明,通过人工手段,利用自然的力量改变黄河不平衡的水沙关系,可以人为调节实现理想的水沙关系,使之符合下游河道的输沙规律。只要黄河干流水库具有足够的有效库容,就可以通过人造水流、拦粗沙排细沙、滞洪调沙、增水冲沙等多种调节水沙过程的水库运用方式,利用有效水量,形成有利于减淤的水沙组合输沙入海,从而达到有计划地冲刷河道,逐步减少淤积的目的。
2000年底,小浪底水库建成投入运用,使调水调沙具备了实施的条件。此次试验,就是要在科研结论基础上,通过调控小浪底水库下泄流量,把水库中的沙送到大海中去,同时冲刷下游河床,减少淤积,寻找黄河下游不淤积的临界流量和临界时间。
-调水调沙既要把小浪底水库的沙带走,不会在下游淤积,又要最大限度地节约宝贵的黄河水资源
需要指出的是,调水调沙并非简单的用水冲沙,它要综合考虑多方面因素,既要把小浪底水库的沙带走,不会在下游淤积,又要最大限度地节约宝贵的黄河水资源。调水调沙的关键就在一个“调”字,一是调节水的流量,二是调节水的含沙量,甚至包括泥沙颗粒的粗细。根据沙在水中容易沉底、越粗的沙沉得越低的道理,通过科学测算,人工调控小浪底水库大坝上处于不同位置的排沙孔、明流孔和暗流孔三类孔洞的开关顺序及次数,使下泄水流中形成理想中的水沙比例,并且符合下游河道的输沙规律。这样,小浪底水库制造出来的“人造洪峰”就能够把所经之处的泥沙带到大海,从而保证“地上悬河”的河床不升高。
如果试验成功,就为解决黄河下游河床不抬高带来了曙光。
“调水调沙”是一个相当富有创造性的治河方略,它充分强调了人的主观能动性,将改变长期以来在治黄问题上让黄河牵着鼻子走路的被动思维模式。它是传统治黄向现代治黄转变中的一次重要实践,标志着黄河治理开发将进入更加能动的新阶段,在治黄史上具有里程碑的意义。
小浪底试验是科学成果转化为生产力的有益实践,是人类把梦想变成现实的伟大探索。长远来看,它现在代表的仅仅是一个开始,而它掀开的将是一页全新的历史。
1997年通过水利部审查的《黄河治理开发规划纲要》,在黄河干流上规划布置了36座梯级开发工程,其中设计以龙羊峡、刘家峡、三门峡、小浪底4座已建工程和大柳树、碛口、古贤3座待建工程为大型控制性骨干工程,组建调节水沙的工程体系,设计总库容876亿立方米,经过泥沙淤积仍可保持472亿立方米的长期有效库容,相当于黄河多年平均径流量的80%,而且库容在上中下游分布比较均匀,可以按人们的意愿使黄河水沙得到较好地调节,真正使黄河下游达到少淤或不淤的效果。
再配合其他综合治理措施,形成一个完善的防洪减淤工程体系,有效控制洪水和泥沙,逐渐淤筑“相对地下河”,就可以做到使黄河下游河床不再淤积抬高,实现黄河的长治久安。
-文/黄河水利委员会彭绪鼎
目击者,亲历者,见证者,知情人――《焦点访谈》期待你!
订阅短信头条新闻,第一时间获得重大新闻突发事件
|