張金良，劉繼祥

（1.黃河勘測規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，450003，鄭州；2.水利部黃河流域水治理與水安全重點實驗室（籌），450003，鄭州）

2019 年9 月18 日習(xí)近平總書記在黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展座談會上強調(diào)， 保障黃河長久安瀾，必須緊緊抓住水沙關(guān)系調(diào)節(jié)這個“牛鼻子”，完善黃河水沙調(diào)控機制。 小浪底建成以來的20 年調(diào)水調(diào)沙實踐證明，構(gòu)建完善的水沙調(diào)控體系，控制和管理洪水、協(xié)調(diào)水沙關(guān)系、優(yōu)化配置水資源， 是加強生態(tài)環(huán)境保護、保障黃河長治久安、推動黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。

一、開發(fā)任務(wù)

根據(jù)黃河的水沙特性、資源環(huán)境特點，統(tǒng)籌兼顧黃河治理開發(fā)保護的各項任務(wù)和目標(biāo)，完善的水沙調(diào)控體系建設(shè)任務(wù)是：對黃河洪水、泥沙、徑流 （包括南水北調(diào)西線工程調(diào)入水量）進行有效調(diào)控，滿足維持黃河健康生命和經(jīng)濟社會發(fā)展的要求：

一是有效管理洪水，保障防洪和防凌安全。 通過削減大洪水的洪峰流量，減輕防洪壓力；通過水庫調(diào)節(jié)有效控制凌汛期流量，減少河道槽蓄水量，減輕防凌壓力。

二是協(xié)調(diào)水沙關(guān)系，減輕河道淤積、長期維持河道中水河槽行洪輸沙功能。 通過水庫群聯(lián)合運用，盡量減少水庫淤積，延長骨干工程攔沙庫容的使用年限，長期保持水庫的有效庫容；通過水庫群聯(lián)合運用，塑造人工洪水過程，減少河道淤積，維持河道基本排洪輸沙功能。

三是優(yōu)化配置黃河水資源和南水北調(diào)西線入黃水量， 保障生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水，維持黃河健康生命，支持黃河流域及相關(guān)地區(qū)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

二、體系構(gòu)成

根據(jù)黃河干流各河段特點、流域經(jīng)濟社會發(fā)展布局，統(tǒng)籌考慮洪水管理、協(xié)調(diào)全河水沙關(guān)系、合理配置和優(yōu)化調(diào)度水資源等綜合利用要求，按照綜合利用、 聯(lián)合調(diào)控的基本思路，構(gòu)建以干流龍羊峽、劉家峽、黑山峽、磧口、古賢、三門峽、小浪底等骨干水利樞紐為主體，以海勃灣、萬家寨水庫為補充，與支流陸渾、故縣、河口村、東莊等控制性水庫共同構(gòu)成完善的黃河水沙調(diào)控工程體系。 其中龍羊峽、劉家峽、黑山峽水庫主要構(gòu)成黃河水量調(diào)控子體系，聯(lián)合對黃河水量進行多年調(diào)節(jié)和水資源優(yōu)化調(diào)度，并滿足上游河段防凌、防洪、減淤要求；磧口、古賢、三門峽和小浪底水庫主要構(gòu)成黃河洪水、泥沙調(diào)控子體系，管理黃河中游洪水，進行攔沙和調(diào)水調(diào)沙，協(xié)調(diào)黃河水沙關(guān)系， 并進一步優(yōu)化調(diào)度水資源。同時，還需要構(gòu)建由監(jiān)測體系、預(yù)報體系、決策支持系統(tǒng)組成的水沙調(diào)控非工程體系， 為黃河水沙聯(lián)合調(diào)度提供技術(shù)支撐（圖1、圖2）。

圖1 水沙調(diào)控體系構(gòu)成

圖2 水沙調(diào)控工程體系現(xiàn)狀

三、存在問題

（1）工程體系不完善

目前黃河干流上規(guī)劃的七大水利樞紐中還有古賢、磧口、黑山峽尚未建設(shè)， 從劉家峽到三門峽2 400 余km 的河道上沒有一座控制性骨干工程，水沙調(diào)控缺乏中間“加油站”，上游水量調(diào)控子體系難以與中游洪水泥沙調(diào)控子體系精確對接，水沙調(diào)控未形成整體合力。 集中表現(xiàn)在上游龍羊峽、劉家峽水庫汛期大量蓄水帶來的負(fù)面影響難以消除，造成寧蒙河段水沙關(guān)系惡化、河道淤積萎縮加重形成“新懸河”，對中下游水沙關(guān)系也造成不利影響。

中游干流除小浪底水庫外，較大的水庫主要有萬家寨水庫和三門峽水庫，水沙調(diào)控能力弱。 萬家寨水庫防洪限制水位以下庫容只有2.47 億m3，蓄水量有限，且距離小浪底水庫約1 100 km，洪水傳播坦化嚴(yán)重；三門峽水庫汛期控制運用水位305 m 以下的庫容僅為0.49 億m3，黃河中游水庫調(diào)節(jié)能力小，人造洪水補充后續(xù)動力的能力十分有限。 造成小浪底水庫調(diào)水調(diào)沙后續(xù)動力不足、無法有效調(diào)控中游洪水泥沙并沖刷降低潼關(guān)高程，仍然維持在328 m 左右，居高不下； 小浪底水庫攔沙庫容淤滿后，下游河道仍會淤積， 黃河來沙3 億t、6億t、8 億t 情景方案下游河道的年均淤 積 量 分 別 為0.33 億t、1.37 億t、2.04 億t， 水庫攔沙期塑造的中水河槽難以長期維持。

（2）調(diào)控機制不健全

當(dāng)前，黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展上升為重大國家戰(zhàn)略，黃河實測水沙、水庫及河道邊界條件發(fā)生了顯著變化。 新形勢下，提升水安全保障能力要求更加注重水資源、 水生態(tài)、水環(huán)境、水災(zāi)害“四水”問題，對流域水沙調(diào)控提出了更高要求。 而目前黃河水沙調(diào)控側(cè)重于防洪、 減淤，對水生態(tài)考慮不足，亟須開展新形勢下綜合考慮防洪減淤、供水發(fā)電、改善生態(tài)等多目標(biāo)協(xié)調(diào)下水沙調(diào)控研究。

建設(shè)智慧水利是貫徹落實習(xí)近平總書記網(wǎng)絡(luò)強國重要論述的具體體現(xiàn)，是滿足水利改革發(fā)展需求的重要手段， 是水利高質(zhì)量發(fā)展的顯著標(biāo)志。 當(dāng)前智慧水利尚處于起步階段，普遍存在透徹感知不夠、上下聯(lián)通不暢、基礎(chǔ)支撐不足、智能應(yīng)用不足等問題。 新形勢下為支持黃河防洪安全保障，對提升黃河水沙調(diào)控智能調(diào)度技術(shù)提出了更高要求，亟須提升黃河水沙調(diào)控智能調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)。

四、治理對策

根據(jù)黃河水沙調(diào)控體系存在問題，結(jié)合治黃實踐經(jīng)驗提出完善水沙調(diào)控體系和健全調(diào)控機制對策。

（1）推進重大工程建設(shè)，完善水沙調(diào)控工程體系

古賢水利樞紐工程位于黃河幾字彎北干流下段，控制了全河60%泥沙和80%粗泥沙， 是黃河北干流洪水、泥沙控制的關(guān)鍵性工程，與小浪底水庫聯(lián)合調(diào)水調(diào)沙具有天然的地理優(yōu)勢， 在黃河水沙調(diào)控體系中具有承上啟下的戰(zhàn)略地位。 建設(shè)古賢水庫可在60 年內(nèi)減少黃河下游河道淤積71.82 億t，相當(dāng)于現(xiàn)狀工程條件下河道34 年的淤積量， 使黃河下游中水河槽過流能力在50 年內(nèi)維持在4 000 m3/s 水平，對維持黃河下游中水河槽過流能力具有顯著作用，確保黃河下游生態(tài)屏障安全；可對黃河上游水沙進行有效調(diào)控，為中游以小浪底水庫為核心的調(diào)水調(diào)沙提供水流動力條件，起到承上啟下作用，使黃河水沙調(diào)控體系的作用得到充分的發(fā)揮；可有效降低潼關(guān)高程，降低三門峽水庫灘庫容淤積，降低渭河下游洪水威脅；可從根本上改善晉陜兩省供水灌溉條件， 對鞏固兩岸脫貧攻堅成果具有重要意義； 可解決晉陜兩省電網(wǎng)大容量調(diào)峰電源的迫切需求。 古賢水庫能夠大大增強小浪底水庫調(diào)水調(diào)沙后續(xù)動力，投入運用時機越早，與小浪底聯(lián)合調(diào)水調(diào)沙對下游河道減淤作用也越大， 從充分發(fā)揮水沙調(diào)控體系聯(lián)合運行效果和黃河治理開發(fā)迫切需求出發(fā)，古賢水利樞紐應(yīng)爭取在小浪底水庫攔沙完成前建成生效。

黑山峽水利樞紐工程位于黃河上游幾字彎甘肅與寧夏交界處，既是黃河水沙調(diào)控的關(guān)鍵節(jié)點工程，也是國家水網(wǎng)南水北調(diào)西線的骨干調(diào)蓄工程，在黃河治理開發(fā)中占據(jù)重要地位。 建設(shè)黑山峽水庫，通過反調(diào)節(jié)增加汛期水量并集中大流量下泄，協(xié)調(diào)水沙關(guān)系， 減輕寧蒙河段河道淤積、遏制新懸河發(fā)育并恢復(fù)和維持適宜的中水河槽規(guī)模。 利用水庫距離寧蒙河段近、出庫水溫高的優(yōu)勢，減少寧蒙河段的凌汛河段，實現(xiàn)石嘴山以上河段基本不封凍， 減少槽蓄水增量，可及時靈活地調(diào)度處置寧蒙河段不利凌情。 同時，建設(shè)黑山峽水庫能夠向附近地區(qū)提供穩(wěn)定可靠的水源，改善附近地區(qū)的供水條件，保障附近地區(qū)引水安全，改善城鄉(xiāng)人民生活用水水質(zhì)，為附近地區(qū)生態(tài)文明建設(shè)創(chuàng)造良好條件，改善人居環(huán)境。 龍羊峽、劉家峽、黑山峽水庫為主的上游水量調(diào)控子體系可為中游洪水泥沙調(diào)控子體系提供水流動力條件。

（2）健全水沙調(diào)控機制，充分挖掘調(diào)控工程潛力

一是優(yōu)化調(diào)度增強現(xiàn)狀工程水沙調(diào)控能力。 現(xiàn)狀工程條件下，利用龍羊峽、 劉家峽等水庫攔洪削峰，在保證防洪安全的前提下，盡量多攔蓄洪水，維持水庫高水位運行，發(fā)揮“龍頭”水庫跨時空調(diào)節(jié)作用；中游小浪底水庫承上啟下， 降低水位運行，留出足夠防洪庫容， 確保防洪安全，減少洪水漫灘概率， 兼顧水庫河道沖淤， 塑造穩(wěn)定的中水河槽。 2018—2020 年汛期，黃河實際調(diào)度實現(xiàn)洪水最大削峰率達到60%左右， 控制青、甘、寧、蒙河段和黃河下游未超過河道安全行洪流量，確保了河道行洪安全。 小浪底水庫共排沙13.49 億t，累計凈沖刷量2.61 億t， 花園口以下河段累計沖刷0.887 億m3， 下游過洪能力提高至5 000 m3/s，打開了下游防洪調(diào)度空間，為完善水沙調(diào)控體系贏得了時間。 同時利用調(diào)度形成的大流量洪水過程，完成了黃河下游河段和內(nèi)蒙古河段生態(tài)補水調(diào)度，有效改善河道、河口、湖泊濕地生態(tài)環(huán)境。

二是釋放和增加現(xiàn)有工程調(diào)蓄能力。 針對陸渾、故縣、三門峽庫區(qū)移民影響水庫調(diào)度的實際，應(yīng)研究按原設(shè)計方案移民搬遷，論證實現(xiàn)原設(shè)計開發(fā)規(guī)模對增強防洪能力的必要性和效果，研究提高三門峽水庫分期運用水位增強調(diào)水調(diào)沙后續(xù)動力的可能性。 研究黃河上游龍羊峽、劉家峽等骨干水庫大壩加高擴容增強水沙調(diào)控能力的可行性。

三是優(yōu)化待建工程水沙調(diào)控運用方式。 統(tǒng)籌防洪、防凌、發(fā)電、灌溉、攔沙、減淤、生態(tài)環(huán)境等多目標(biāo)調(diào)度功能，研究上游龍羊峽、劉家峽、黑山峽等水庫聯(lián)合，中游三門峽、小浪底、古賢等水庫聯(lián)合不同的運用模式和對接指標(biāo)， 制定上游水量調(diào)控子體系、中游洪水泥沙調(diào)控子體系以及上中游子體系聯(lián)合運用方式，上游水沙調(diào)控需合理安排汛期、非汛期下泄水量和過程，在恢復(fù)和維持寧蒙河段中水河槽規(guī)模、保障生態(tài)環(huán)境需水的同時，為中游調(diào)控聯(lián)合調(diào)水調(diào)沙提供水流動力條件。 中游子體系對上游的來水來沙過程進行再調(diào)節(jié)，上級水庫為下級水庫提供水流動力條件，減少水庫淤積，延長水庫使用年限；中游子體系聯(lián)合調(diào)控，協(xié)調(diào)進入下游的水沙關(guān)系，減少下游河道的淤積，維持河道、河口濕地生態(tài)安全。

四是完善流域水沙調(diào)控管理體制機制。 按照流域管理與區(qū)域管理相結(jié)合的原則，建立健全事權(quán)明晰、運作規(guī)范、 權(quán)威高效的流域水沙調(diào)控管理體制，制定黃河調(diào)水調(diào)沙調(diào)度規(guī)程，統(tǒng)籌防洪減淤、城鄉(xiāng)供水、生態(tài)保護、灌溉用水、水力發(fā)電等多目標(biāo)，實施黃河干支流控制性水工程統(tǒng)一調(diào)度和水沙調(diào)控智慧平臺建設(shè)，完善?。▍^(qū)）界斷面水量、水質(zhì)責(zé)任監(jiān)督機制，健全突發(fā)水事事件預(yù)警和應(yīng)急管理機制。

五、結(jié) 論

（1）目前黃河水沙調(diào)控工程體系不完善，上游水量調(diào)控子體系難以與中游洪水泥沙調(diào)控子體系精確對接，水沙調(diào)控未形成整體合力，小浪底水庫調(diào)水調(diào)沙后續(xù)動力不足。 黃河水沙調(diào)控側(cè)重于防洪、減淤，對水生態(tài)考慮不足， 亟需要開展統(tǒng)籌防洪減淤、供水發(fā)電、改善生態(tài)等多目標(biāo)協(xié)調(diào)下水沙調(diào)控研究。

（2）分析提出完善水沙調(diào)控體系和健全調(diào)控機制對策， 一是加快推進古賢、黑山峽重大水利工程建設(shè)，完善水沙調(diào)控工程體系； 二是優(yōu)化調(diào)度增強現(xiàn)狀工程水沙調(diào)控能力、釋放和增加現(xiàn)有工程調(diào)蓄能力、優(yōu)化待建工程水沙調(diào)控運用方式、完善流域水沙調(diào)控管理體制機制，健全水沙調(diào)控機制。 ■