賈小明
(甘肅省水利廳,甘肅 蘭州 730000)
黃河黑山峽河段位于黃河上游龍羊峽至青銅峽河段的下段,包括甘肅省白銀市靖遠縣縣城下段至寧夏回族自治區(qū)中衛(wèi)市沙坡頭區(qū)沙坡頭水庫回水末端的整個干流河段,含靖遠、五佛2 處河川臺地區(qū)和紅山峽、五佛峽、虎峽3 處長度不等的峽谷河段(見圖1),總長約210 km,天然落差約137 m,多年平均徑流量331 億m3,水能資源蘊藏量200 萬kW。 長期以來,有關(guān)部門和地方政府根據(jù)不同時期的社會經(jīng)濟形勢、開發(fā)任務和研究成果,對黃河黑山峽河段進行了多次查勘、規(guī)劃和研究,但因不同主體對河段功能定位、開發(fā)方案持不同的觀點,迄今尚未形成各方認識統(tǒng)一的開發(fā)方案。 現(xiàn)從水利專業(yè)的角度,就黃河黑山峽河段的規(guī)劃論證過程進行回顧,就可能的開發(fā)方案及需要進一步研究的問題談一些個人的認識和見解,以資商榷。
圖1 黃河黑山峽河段地理位置
20 世紀50年代以來,黃河黑山峽河段的規(guī)劃論證工作已有近70 a 的歷史。 以時間為序,黃河黑山峽河段的規(guī)劃論證工作總體上可分為1952—1955年規(guī)劃并確定二級開發(fā)方案、1958—1975年論證籌建黃河靖遠黑山峽水電站、1978—1993年重新規(guī)劃論證、1995—2004年地質(zhì)地震部門參與論證、2005—2008年研究提出四級開發(fā)方案、2014年以來繼續(xù)論證等6 個時段。
1952年,水利部、燃料工業(yè)部向黨中央提出聘請?zhí)K聯(lián)專家來華幫助制定黃河規(guī)劃。 1953年7月,水利部、燃料工業(yè)部共同組建黃河組(次年4月改稱黃河規(guī)劃委員會)。 1954年2—6月,中蘇專家共同組成黃河查勘團,對黃河劉家峽至入??诩s3 500 km 的河道及相關(guān)支流進行了實地查勘。 1954年10月,黃河規(guī)劃委員會綜合地質(zhì)部、重工業(yè)部、機械工業(yè)部、農(nóng)業(yè)部、林業(yè)部、交通部、鐵道部、中國科學院和地方政府的意見,編制完成了《黃河綜合利用規(guī)劃技術(shù)經(jīng)濟報告》。
1955年7月,時任國務院副總理鄧子恢代表國務院向第一屆全國人大第二次會議作了《關(guān)于根治黃河水害和開發(fā)黃河水利的綜合規(guī)劃的報告》,就《黃河綜合利用規(guī)劃技術(shù)經(jīng)濟報告》進行了系統(tǒng)說明,決定黃河黑山峽河段按小觀音高壩(現(xiàn)甘肅省境內(nèi)壩址)和大柳樹低壩(現(xiàn)寧夏回族自治區(qū)境內(nèi)壩址)二級方案進行開發(fā)[1]。 在當時的資料和經(jīng)濟技術(shù)條件下,擬定小觀音水庫正常蓄水位1 400 m,總庫容114.3 億m3,裝機容量150 萬 kW;大柳樹徑流電站正常蓄水位1 280 m,總庫容2.9 億m3,裝機容量55 萬kW。
《黃河綜合利用規(guī)劃技術(shù)經(jīng)濟報告》提出,黑山峽河段“開發(fā)目標以發(fā)電為主,并考慮防洪和調(diào)節(jié)下游用水”“可以多年調(diào)節(jié),也可用作補償調(diào)節(jié)”。 由此可見,《黃河綜合利用規(guī)劃技術(shù)經(jīng)濟報告》對黃河黑山峽河段的功能定位為發(fā)電、防洪、調(diào)節(jié)下游用水,或與上游水庫聯(lián)合調(diào)度進行反調(diào)節(jié),解決下游用水問題。
小觀音壩址與大柳樹壩址同處虎峽河段,河道形態(tài)、地形、地貌具備一級開發(fā)的條件,分析《黃河綜合利用規(guī)劃技術(shù)經(jīng)濟報告》未將小觀音高壩與大柳樹低壩合并、直接確定為大柳樹一級高壩開發(fā)方案的原因是大柳樹壩址區(qū)基巖破碎、透水性強、地質(zhì)條件差,壩址附近由南向北分布的6 條主要斷裂具有“活動斷裂”特征,基本地震烈度為Ⅷ~Ⅸ度,不適宜興建高壩。另外,寧夏回族自治區(qū)是1958年7月第一屆全國人大第四次會議決定設(shè)立的,所以1955年7月第一屆全國人大第二次會議審議通過的《黃河綜合利用規(guī)劃技術(shù)經(jīng)濟報告》應當不是基于行政區(qū)劃,而是統(tǒng)籌考慮了區(qū)域地質(zhì)、地震條件與發(fā)電、防洪、調(diào)節(jié)水資源等綜合利用功能后確定的二級開發(fā)方案。
1958年,北京勘測設(shè)計院對大柳樹壩址進行了實地勘察。 1959年12月,寧夏回族自治區(qū)提出大柳樹一級高壩開發(fā)意見。 1961年1月,北京勘測設(shè)計院完成了大柳樹水利樞紐初步設(shè)計地質(zhì)勘探報告,認為大柳樹壩址地質(zhì)條件差,不適宜興建高壩。 1966年12月,西北勘測設(shè)計院完成了《黑山峽(小觀音)樞紐工程初步設(shè)計報告》[2],經(jīng)審查,推薦在小觀音壩址興建混凝土重力拱壩,最大壩高128 m,正常蓄水位1 370 m,總庫容51.08億m3,裝機容量115 萬kW。
1972年9月,為協(xié)調(diào)黃河上游發(fā)電與甘寧蒙農(nóng)業(yè)灌溉、防洪、防凌之間的矛盾,中國水電四局會同黃河水利委員會編制完成了《黃河干流八盤峽至青銅峽段規(guī)劃選點報告》,在綜合比較了烏金峽、小觀音和大柳樹壩址后,仍推薦黑山峽河段采用二級開發(fā)方案,并建議興建黃河靖遠黑山峽(小觀音)水電站[2]。 1974年,水電四局設(shè)計院完成了《黃河黑山峽水電站樞紐工程補充初步設(shè)計報告》,建議在小觀音壩址興建混凝土雙曲拱壩,最大壩高143 m,正常蓄水位1 380 m,總庫容70.2 億 m3,裝機容量140 萬 kW。
1974年12月,全國計劃會議將靖遠黑山峽水電站(小觀音高壩)列入1975年國家基本建設(shè)計劃,并安排資金開展對外交通、臨建等施工準備工作。 但靖遠黑山峽水電站(小觀音高壩)將淹沒的靖遠川、五佛川地勢低平、土地肥沃,約0.43 萬hm2的農(nóng)田產(chǎn)量穩(wěn)定,在“三年自然災害”時期發(fā)揮了關(guān)鍵作用;約6.4 萬人的庫區(qū)移民生活已相對富裕,沒有后靠安置的條件。在以糧為綱、解決群眾溫飽仍屬于各級人民政府頭等大事的背景下,這些土地既淹不得、也淹不起,居民既遷不出、也穩(wěn)不住。 由此,經(jīng)請示黨中央同意,決定暫時擱置靖遠黑山峽水電站(小觀音高壩)建設(shè)。
回顧1958—1975年論證、決策、籌建、擱置黃河靖遠黑山峽水電站(小觀音高壩)的過程,可以看出,各相關(guān)方對大柳樹壩址地質(zhì)條件差、不適宜興建高壩的認識是基本一致的,擱置靖遠黑山峽水電站(小觀音高壩)的原因是移民安置難度大、糧食產(chǎn)能難保障、社會穩(wěn)定風險程度高。
1978年,中國水電五局勘測設(shè)計部門(次年并入西北勘測設(shè)計院)對大柳樹壩址進行了勘察。 1981年5月,寧夏回族自治區(qū)人民政府以發(fā)展大柳樹灌區(qū)為主要任務,請求建設(shè)大柳樹水利樞紐(一級高壩開發(fā)方案)。
1981—1987年,為滿足黃河上中下游用水需求、保障寧蒙地區(qū)防洪防凌安全、緩解西北乃至華北地區(qū)缺電局面,西北勘測設(shè)計院先后提出了《黃河黑山峽河段開發(fā)方式比較報告》《黃河黑山峽河段開發(fā)方式比較重編報告》《黃河黑山峽河段開發(fā)方式比較重編報告一九八四年修訂本》《黃河黑山峽河段開發(fā)方式比較重編報告一九八六年修編》《黃河小觀音工程可行性研究報告》《黃河大柳樹(低)水電站工程可行性研究報告》等多份報告,在多角度比較一、二級開發(fā)方案的基礎(chǔ)上,仍推薦黃河黑山峽河段按二級開發(fā)方案進行建設(shè),小觀音水庫正常蓄水位為1 380 m。
中國科學技術(shù)協(xié)會組織60 余名專家、學者,經(jīng)過多次實地考察和歷時3 a 的深入分析,于1985年8月提出《黃河黑山峽河段開發(fā)方案論證總報告》,認為大柳樹和小觀音壩址工程地質(zhì)條件各有優(yōu)缺點,在兩壩址修建控制性水庫都是可以的;大柳樹一級開發(fā)和小觀音+大柳樹二級開發(fā)方案的投資、工期基本相同,從綜合效益考慮,認為大柳樹一級開發(fā)方案效果更顯著。
1989年3月,水電部安排天津勘測設(shè)計院參與黃河黑山峽河段開發(fā)研究工作。 1990年6月,天津勘測設(shè)計院編制完成《黃河黑山峽河段開發(fā)規(guī)劃階段報告》,通過對大柳樹一級開發(fā)方案和小觀音+大柳樹二級開發(fā)方案進行比較,推薦采用大柳樹一級開發(fā)方案。1992年9月,水利部向國務院呈報《黃河黑山峽河段開發(fā)方案論證報告》,提出河段開發(fā)的任務首先是發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉,其次是開發(fā)水能,兼顧提高寧蒙河段防洪防凌標準;推薦采用大柳樹一級開發(fā)方案。 1993年9月,天津勘測設(shè)計院編制完成《黃河大柳樹水利樞紐可行性研究報告》,推薦在大柳樹興建混凝土面板堆石壩,最大壩高163.5 m,正常蓄水位1 380 m,原始庫容114.77 億m3,長期有效庫容59 億m3,裝機容量200萬kW。
回顧1978—1993年的規(guī)劃論證過程,可以看出,各方對黃河黑山峽河段的主要功能仍集中于供水、灌溉、發(fā)電、防洪、防凌等綜合利用,開發(fā)方案仍以高壩為主,主要分歧在于大柳樹壩址的地質(zhì)、地震條件是否適宜興建高壩。
為研判大柳樹壩址的地質(zhì)、地震安全性,科學決策黃河黑山峽河段開發(fā)方案,1995年5月,地質(zhì)礦產(chǎn)部組織編制完成了《黃河黑山峽大柳樹水利樞紐工程地質(zhì)論證意見》,提出大柳樹壩址地震基本烈度為Ⅷ度,壩址范圍內(nèi)無晚更新世以來的活動斷層,可不考慮大壩抗斷和壩址避讓問題。 此后,中國地震局于2003年7月編制完成了《黃河黑山峽河段地震地質(zhì)補充論證工作報告》,認為大柳樹壩址不存在活斷層,可不考慮大壩抗斷問題;壩址地震基本烈度為Ⅷ度,不存在大范圍松動巖體,適合修建高土石壩,在采取必要的工程措施后,可確保工程安全。
2001年4月,中國水電顧問有限公司編制完成了《黃河黑山峽河段開發(fā)方案咨詢報告》,認為黃河黑山峽河段的開發(fā)任務應以灌溉、供水、防洪、防凌、改善下游水沙運行條件為主,兼顧發(fā)電,無論是一級開發(fā)方案還是二級開發(fā)方案,在技術(shù)上都是可行的。
2004年4月,中國工程院完成《黃河黑山峽河段開發(fā)方案研究》,認為河段開發(fā)任務應以優(yōu)化水資源配置為主,發(fā)展灌溉、供水、發(fā)電為輔,兼顧防洪、防凌和改善生態(tài)環(huán)境等綜合利用。 綜合各方面利弊后,傾向于推薦大柳樹一級高壩開發(fā)方案。
在1995—2004年的論證過程中,地質(zhì)、地震部門已基本回答了大柳樹壩址的地質(zhì)、地震安全性問題,各方對黃河黑山峽河段的主要功能逐步聚焦于灌溉、供水、發(fā)電、防洪、防凌等綜合利用,開發(fā)方案總體傾向于大柳樹一級高壩開發(fā)方案。
大柳樹一級高壩開發(fā)方案約86%的河長、97%的淹沒區(qū)在甘肅省境內(nèi),為汲取1975年擱置黃河靖遠黑山峽水電站(小觀音高壩)的經(jīng)驗教訓,盡可能減小河段開發(fā)對區(qū)域經(jīng)濟、社會、文化、生態(tài)環(huán)境的影響,減少庫區(qū)移民數(shù)量,2001—2007年甘肅省先后委托西北勘測設(shè)計研究院、西安理工大學、中國科學院有關(guān)院所編制完成了《黃河干流梯級水庫調(diào)節(jié)庫容合理規(guī)模研究》《龍羊峽、劉家峽水庫對黃河干流水資源綜合利用作用及補償效益研究》《黃河黑山峽水庫調(diào)節(jié)功能及作用的可替代性分析研究》《黃河黑山峽河段開發(fā)方式綜合補充規(guī)劃設(shè)計報告》等研究報告,重新評估了黃河黑山峽河段的功能、任務及其可替代性,認為自龍羊峽水庫投入運行以后,劉家峽水庫基本上代替了原規(guī)劃賦予黑山峽河段承上啟下、反調(diào)節(jié)的功能,小浪底水庫基本解決了黃河中下游用水與斷流的矛盾;有無黑山峽水庫,對于調(diào)蓄配置黃河水資源、滿足灌溉供水需求、控制凌期流量的能力都基本相同,建設(shè)黑山峽水庫僅可改善寧蒙河段防凌調(diào)度的靈活性;龍羊峽、劉家峽兩庫聯(lián)合調(diào)度,基本可以滿足調(diào)蓄南水北調(diào)西線來水的需要。 同時,大柳樹、小觀音高壩開發(fā)方案,將淹沒甘肅省10 萬余畝(15 畝為1 hm2)的優(yōu)質(zhì)良田、移民逾8 萬人,淹沒黃河石林國家地質(zhì)公園及大批文物古跡,造成大范圍的經(jīng)濟、社會、人文關(guān)系解體與重構(gòu),社會穩(wěn)定風險程度高,必要性與可行性不足,經(jīng)濟與環(huán)境效益較差。 據(jù)此,甘肅省人民政府于2005年、2008年呈報國務院及國家發(fā)改委、水利部,請求將黃河黑山峽河段開發(fā)方案調(diào)整為紅山峽、五佛、小觀音、大柳樹四級徑流式電站開發(fā)方案,總裝機容量168 萬kW,總庫容 4.85 億 m3。
四級開發(fā)方案的優(yōu)點是減少淹沒耕地95.6%,減少移民93.8%,環(huán)境、水文、地質(zhì)、地震影響小,工程投資省、工期短、省際利益均衡、建設(shè)管理便捷,有利于保持河道原有的生態(tài)環(huán)境和工程體系,但庫容規(guī)模小,基本不具備水資源調(diào)蓄配置和防洪、防凌能力。
2014年2月,寧夏回族自治區(qū)人民政府呈請國務院將大柳樹水利樞紐工程列入國家重大水利項目建設(shè)計劃。
2014年8月,水利部安排黃河水利委員會與黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司、中水北方勘測設(shè)計研究有限責任公司和黃河水資源保護科學研究所共同編制完成了《黃河黑山峽河段開發(fā)論證報告》[3],對河段開發(fā)功能定位、調(diào)水調(diào)沙方案、移民安置方案、生態(tài)環(huán)境影響等進行了分析論證,對一級、四級開發(fā)方案進行了比選,推薦采用一級開發(fā)(正常蓄水位1 380 m)、分期實施(近期正常蓄水位1 360 m)的方案。
2014年10月,國家發(fā)展改革委在綜合各方面意見的基礎(chǔ)上,安排開展黃河黑山峽河段開發(fā)功能定位、水庫淹沒與移民問題摸底調(diào)查、生態(tài)環(huán)境影響評價和開發(fā)方案比選4 項專題論證工作。 目前,上述專題論證工作仍在穩(wěn)步推進過程中。
事實上,關(guān)于黃河黑山峽河段開發(fā)方案的不同觀點,是自20 世紀50年代規(guī)劃伊始就存在的。 隨著不同歷史時期經(jīng)濟、技術(shù)、社會、環(huán)境要素的演變,各相關(guān)方對河段功能定位、開發(fā)方案的認識,是在不斷研究、不斷論證的過程中逐步深化的。 隨著壩工技術(shù)的成熟與發(fā)展,以及一些關(guān)鍵問題的逐步解決,焦點逐步集中于大柳樹壩址地震是否安全、河道泥沙輸移是否可行、水資源調(diào)蓄配置是否需要、防凌防洪調(diào)度是否便捷、灌溉與生態(tài)是否安全、庫區(qū)淹沒與移民成本是否可以承受等6 個方面。
當前,站在黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展新的歷史起點上,從水利專業(yè)的角度審視,黃河黑山峽河段的功能定位、開發(fā)方案事實上是由其承上啟下、特殊的地理位置和峽谷地貌所決定的。 目前,雖然各方對河段開發(fā)方案仍有不同的認識,但從充分利用河段地形地貌、調(diào)蓄南水北調(diào)西線工程調(diào)入水量、構(gòu)建國家“四橫三縱”的水資源配置格局、保障黃河水資源長期安全等關(guān)鍵需求出發(fā),高壩開發(fā)方案是必然的。 結(jié)合現(xiàn)有的研究成果和下階段的工作需要,建議進一步深入研究論證以下幾個問題。
大柳樹壩址的地震安全性涉及黃河黑山峽河段開發(fā)壩址比選、壩型選擇、壩高確定、樞紐與配套工程布置、投資估算及經(jīng)濟、財務、風險評價等諸多關(guān)鍵問題,直接關(guān)系國土安全、政治安全、經(jīng)濟安全、社會穩(wěn)定與下游群眾生命財產(chǎn)安全。 雖然此前地質(zhì)礦產(chǎn)部、中國地震局已有初步的研究結(jié)論,但鑒于地震孕育、發(fā)生過程的復雜性和不完全確定性,在黃河黑山峽河段開發(fā)方案論證比選過程中,仍有必要開展大柳樹壩址地震安全性的再研究、再評估。 應結(jié)合近年來的地震頻率、規(guī)律及其研究成果,進一步復核評估大柳樹壩址區(qū)的地震動峰值加速度及工程生命周期的地震超越概率,科學研判水庫誘發(fā)地震的可能性、高土石壩的防空安全性及其破壞程度,分析評估極端條件下水庫潰壩及其次生災害的風險程度,絕不能在河段開發(fā)方案上犯顛覆性的錯誤。
水庫淹沒及移民搬遷安置是黃河黑山峽河段開發(fā)頭等重要的大事,應高度重視水庫淹沒可能造成的滑坡、坍岸、浸沒等問題,充分聽取地方政府的意見,理解地方政府的難處,給予積極、充分的支持。 應堅持以人民為中心的發(fā)展思想,充分尊重移民的意愿,研究在全國范圍內(nèi)安置移民的可行性,提出符合移民需要的、多樣化的移民安置方案,盡最大可能保證移民利益,保障移民遷出、遷入?yún)^(qū)經(jīng)濟、社會、民族、人文結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,確保移民遷得出、穩(wěn)得住、能致富,確保地方和移民的現(xiàn)實利益不受損、發(fā)展愿景不受限,跟得上社會主義現(xiàn)代化的發(fā)展步伐。
黃河黑山峽河段開發(fā)涉及省際、行業(yè)的現(xiàn)實與長遠發(fā)展利益,應按照先建機制、后建工程的原則,科學確定河段開發(fā)的體制機制與收益分攤方案,精準分配稅收、發(fā)電、水資源等權(quán)益,充分調(diào)動地方政府、行業(yè)部門的積極性,保障開發(fā)方案公平、公正、合理、共贏。 應結(jié)合水庫建設(shè)和黃河分水指標調(diào)整,給予甘肅省永久的政策性、經(jīng)濟性補償和專項的水資源、水工程、水生態(tài)補償,支持甘肅省合理開發(fā)利用水面、水下與環(huán)庫資源,保障區(qū)域經(jīng)濟社會持續(xù)、健康、穩(wěn)定、高質(zhì)量發(fā)展。
黃河黑山峽河段開發(fā)要有效調(diào)蓄、合理配置黃河上游來水及南水北調(diào)西線工程調(diào)入水量,應結(jié)合南水北調(diào)西線工程規(guī)劃建設(shè)方案,合理確定水庫庫容與電站裝機容量,盡可能滿足全流域供水、灌溉、航運、發(fā)電、防洪、防凌、調(diào)水調(diào)沙、多能互補等綜合利用功能。在此基礎(chǔ)上,應協(xié)調(diào)好多種功能之間的任務次序,科學確定工程的調(diào)度運行方案。 應著眼于黃河長治久安,同步優(yōu)化黃河流域上下游、干支流已建、在建、擬建重大水利工程的調(diào)度運行方案。 同時,應充分考慮南水北調(diào)西線工程生效前后不同的運行工況,多維度、多工況分析、演算、模擬水庫的調(diào)度運行方案,滿足當前與今后較長一段時間經(jīng)濟社會各領(lǐng)域、各層面不同的發(fā)展需求。
黃河黑山峽河段開發(fā)規(guī)劃論證工作至今已歷時近70 a。 當前,各方關(guān)于黃河黑山峽河段開發(fā)不同的觀點,是重大水利工程前期論證階段必然經(jīng)歷的、非常有意義的過程。 各方應在觀點交鋒、思想碰撞的過程中,不斷完善各自觀點,在工作過程中凝聚共識、相互配合,盡快形成科學合理的開發(fā)方案,共同推進河段開發(fā)工作。