2000年4月17日至19日,陕西省水利厅、陕西省水利学会在渭南召开了陕西省三门峡库区防洪暨治理学术研讨会,应邀参加会议的有中国水科院、清华大学、武汉水利电力大学、青岛海洋大学、西北农林科技大学、北京建工学院、西安理工大学、黄河水利科学研究院、黄委会勘测规划设计院、三门峡枢纽管理局、三门峡水文水资源局、西北水电勘测设计研究院、陕西省环境科学研究院等国内科研院校、设计、管理单位的专家、学者和科研人员共81人。研讨会听取了陕西省三门峡库区防洪暨治理现状和工作情况汇报,考察了黄渭汇流区、渭河下游和南山支流的河势和治理工作现场,就陕西省三门峡库区防洪暨治理的历史、现状、问题和对策进行了深入的分析与研讨,专家们积极进言献策,提出了许多重要见解,达成了一定共识。
专家们普遍认为,三门峡库区是国家在黄河干流上修建的第一座大型水利枢纽。水库建成运用以来,给黄河下游40年防洪安澜和灌溉、发电等方面带来了巨大效益。但同时又给库区背上了十分沉重的负担,特别是潼关以上库区段大量的泥沙淤积,带来陕西库区河道环境急剧恶化,影响范围不断扩大,危害程度日趋严重。
尽管国家曾两次对水库枢纽进行改建和调整运用方式,并在陕西库区投资兴建了一批河道整治和防洪工程,在一定程度上为减轻库区洪涝灾害损失发挥了作用。但这些措施并没有使灾害得到有效控制,库区近10多年来出现更加恶化的态势,洪灾威胁非常严峻。专家们一致认为解决三门峡库区问题是关乎陕西关中东部乃至陕西省经济发展和社会稳定的十分紧迫的大事,必须引起各级领导和有关部门的高度重视。
目前加快开展库区治理的条件已经成熟:一是国家经济发展,实力增强,已奠定了较强的物质基础;二是黄河小浪底水库即将建成,三门峡水库的防洪灌溉等主要功能将被小浪底水库所代替,水库运用方式有条件重新调整;三是经过40多年的探索研究,对三门峡库区泥沙规律有了比较深刻的认识,科学治理有了技术上的保证;四是西部大开发和******即将召开的治黄会议将为加快库区治理提供难得的新的机遇。
专家们结合40年来三门峡库区灾害发展和治理中的经验教训,提出了以下治理思路与对策。
1.要实事求是地看待三门峡水库运行形式对库区泥沙灾害的影响,正视黄河潼关高程居高不下及其造成的影响这一事实,国家应采取积极有效的措施解决因修建三门峡水库而出现的问题。
2.要从人与自然和谐共处的角度,重新审视三门峡水库给库区带来的一系列环境问题,努力为库区人民重新创造一个可持续发展的良好环境。
3.在小浪底水库投入运用的新形势下,三门峡水库应根据上游来水来沙的变化特点与发展趋势,以“确保西安”为目标,选择合理的运用方式。同时采取适当的综合治理措施,使因三门峡水库带来的一系列问题得以妥善解决。
4.三门峡库区渭河下游是黄河防洪的重要部分,其防洪建设和管理工作应纳入黄河干流治理的统一规划范围,统一考虑,统一实施。不少专家呼吁,库区治理工程建设的投资,应由国家来承担,投资的力度要大,治理的步伐要快,工程的质量和标准应进一步提高。
5.库区治理还必须从减少入库泥沙入手,采取近远期、上下游结合的综合措施,加强流域水土保持和干支流控制性工程建设。专家们建议,治理陕西三门峡库区的防洪灾害问题,应立足当前,考虑长远,重点落实几个关键性的措施。
(1)面对当前灾害急剧发展的状况,建议国家加大对陕西三门峡库区投资力度。加快立项新建335米以下返迁移民防洪保安、渭洛河下游防洪治理续建、黄渭汇流区河道整治,黄河小北干流河道整治续建及防汛指挥通讯等工程,提高标准,保证质量,增强防御洪灾的能力。
(2)改善三门峡水库运用方式。针对小浪底水库建成后的新情况,建议在即将召开的治黄工作会议上,重新研究对降低潼关高程更有效的三门峡水库运用方式和实施水库枢纽第三次改建的内容与规模。
(3)重视潼古段机械挖沙疏浚工作。建议将其列为重要试点河段,采取积极步骤和先进技术,扩大挖沙的力度和范围,配合水库低水位运用,促使潼关河床高程稳定下降。
(4)修建泾河东庄和黄河古贤水利枢纽。这是减缓库区泥沙灾害的控制性工程,应纳入黄河流域重点防洪工程建设计划,抓紧前期工作,并由国家立项投资建设。同时,要与上游省区联手,加快泾河、北洛河流域生态治理,蓄水保土,减少泥沙下泄。
(5)设法增加渭河干流冲沙水量,根据渭河干流水量减少的长远趋势,建议积极规划研究引水济渭的途径和措施,增加渭河干流水量,改善河道萎缩状态,形成对下游河道有利的冲沙条件。
(6)探讨北洛河直接入黄问题,为了防止渭河口淤堵情况发生,应进一步研究恢复北洛河直接入黄的可行性方案。
(7)加强库区泥沙治理研究。建议陕西省重视库区水文泥沙观测和治理减灾技术研究,加强已有资料的分析预测,重大问题应纳入国家科技攻关计划。
胡春宏(中国水科院泥沙研究所所长,教授级高级工程师)
一、新形势给库区防洪治理带来了新的机遇
西部大开发战略的实施,为三门峡库区防洪治理带来了新的机遇,随着小浪底水库的运行,为三门峡水库运行方式的改变提供了条件,东庄水库的建设也将改变渭河下游的河床演变。因此,库区的防洪治理应与上述新形势紧密结合,抓住新的机遇,开创库区防洪治理的新局面。
二、关于三门峡库区防洪治理的想法
在新形势下,对三门峡库区的防洪治理问题应以新的思路,新的角度来考虑,跳出传统的框框,以下想法可供综合治理时参考。
1.三门峡库区的防洪治理应是综合性的,应与生态环境建设相结合,包括上游水土保持。
2.小浪底水库投入运行后,三门峡水库的运行方式要做相应的调整。
3.潼关高程的降低应考虑多样途径,包括利用水动力的冲刷、机械疏浚及定向面爆破等措施。
4.调整渭河入黄口方向,有利于口门拦沙等问题的缓解。
5.改北洛河直接入黄。
6.考虑东庄水库等的运行形式,人造洪峰冲刷渭河下游河道。
7.在新形势下开展河道整治工作,适当开展渭河下游河道疏浚,采用新技术新工艺。
8.建立库区移民防洪安全保障体系。
三、加强前期科研工作
库区防洪治理措施应建立在科学研究的基础上,这样才能避免盲目治理,做到事半功倍。需要开展的科研工作有:
1.三门峡水库的泄流规模与运行方式研究。
2.降低潼关高程的措施及影响研究。
3.库区河道防洪整治研究。
4.库区生态环境建设研究。
5.库区移民防洪安全保障体系研究。
曾庆华(中国水利水电科学研究院泥沙研究所原所长,教授级高级工程师)
三门峡水利枢纽虽经两次改建,潼关以上黄渭河汇流区的泥沙淤积的严重局面并未根本改变,从1960年至1995年,三门峡库区淤积量达55.65亿吨,其中潼关以上占总淤积量的82%。潼关河床高程1996年达328.6米,比建库前抬高5.2米,给关中平原带来严重灾难。
要改变这种局面,我建议:(1)再次改建三门峡水利枢纽,增大泄流排沙能力,水位315米时,泄流能力应达到15000立方米/秒;(2)降低潼关高程4-5米,除利用水流动力冲刷外,用挖泥船挖掘潼关至古渡河段,清除淤积的2亿多立方米泥沙;(3)整治渭洛河下游,需用挖泥船疏浚渭、洛河下游。调整渭河、洛河下游的纵剖面和横剖面,改变现在泄洪能力上大下小的局面,避免年年遭受洪涝灾害;(4)整治南山支流,使沙石不出沟,洪水不漫溢,水流集中归槽,河口不堵塞;(5)疏浚的河泥可用来堆筑村台(避水台),加宽加厚堤防,使渭河由坝上悬河变成相对地下河。(6)将北洛口改由小北干流出口,避免黄河倒灌渭河。
采取上述措施,可以还八百里秦川以长期的繁荣与发展。
周文浩(中国水科院教授级高级工程师)
渭河下游史称“八百里秦川”,历来为我国西部富饶地区。自三门峡水库建成以来,渭河下游泥沙淤积严重,目前已成为具有临背差3-4米的地上河。河道萎缩,河面缩窄,过水断面减小。所以,渭河下游的防洪形势十分险恶。同时,由于泥沙淤积,造成排水不畅,生态环境日益恶化,有60万亩农田长期处于内涝盐碱境地。所以渭河下游的治理刻不容缓。
随着西部大开发战略的实施和黄河小浪底枢纽即将建成,为渭河下游的治理带来了良好的时机,同时也对陕西省水利建设提出了挑战。渭河下游的治理首先是要保证防洪安全,其次是改善生态环境,第三是为“八百里秦川”的可持续发展创造条件,第四是支持西部大开发。
渭河下游的治理除了要在干支流的中上游搞好水土保持,加强流域生态环境建设以外,当前迫切的任务是:(1)想方设法降低潼关高程,这是减缓渭河下游淤积面的有效办法。其具体措施一是采用机器挖泥,减少潼关至古渡河段的淤积;二是改变三门峡水库的运用方式,三门峡工程进一步改建作出决策之前,汛期畅泄或有条件畅泄以增加库区比降,加大潼关河段的冲刷。(2)加大渭河下游的河道整治力度,增加渭河下游的泄洪排沙能力。(3)北洛河上游加强水土保持,下游直接入黄,避免或减少渭河尾闾河段的淤堵。(4)进行黄渭洛汇流区治理,防止黄河西倒。试验结果表明,如将黄河汇流口下移5000米,可使华阴洪水位下降1米,可以大大减轻渭河下游的防洪负担。(5)加紧生态环境建设。充分利用渭河、北洛河的泥沙资源,进行渭河滩区首先是朝邑滩的放淤,提高地面高程,改善防洪条件,其次是二华夹槽区放淤改土,为农业发展和改善当地居民生活创造条件。(6)南山支流的治理,上游修建水库,下游整治河道,避免淤积。
赵业安 温善章(黄委水科院教授级高级工程师)
1960年三门峡水库运用以来,泥沙淤积,使库区洪、涝、渍灾害频繁发生,给库区人民带来了深重的灾难与损失,也使渭河下游逐渐演变为地上河,灾害严重,成为陕西人民的心腹之患。
三门峡下游的小浪底水库即将建成,原由三门峡水库承担的黄河下游防凌、春灌蓄水任务及一般的防洪任务均转由小浪底水库承担,只在特大洪水时需要三门峡水库配合滞洪运行,其发生几率极小。在小浪底水库投入运用的新形势下,三门峡水库的运用方式与运行水位将作重大调整,应根据黄河水沙条件变化的特点与发展趋势,以确保西安和渭河下游(降低潼关河床高程)为主要目标,选择适当地运用水位,基本解决三门峡库区存在的问题,还库于民,致富于民,确保渭河下游防洪安全,为库区人民重新创造可持续发展的良好环境。
黄河与渭河水资源的开发利用在取得巨大效益的同时,调节径流,削减洪水,减少了河流的径流量,改变了河流输沙量,对河流的演变有不利影响,使河道泄洪输沙功能衰减,河槽萎缩。西部大开发,水资源是关键因素,对河流防洪减灾提出了更高要求,西部大开发将使黄河、渭河来水来沙进一步减少,河道继续淤积萎缩,泄洪输沙能力降低,因此,三门峡库区及渭河下游河流形势是十分严峻的,解决库区及渭河下游防洪减淤问题是长期的、十分艰巨的任务。
21世纪防洪减灾的重大措施,首先是加快河防工程与非工程体系的建设。改变三门峡水库运用方式,降低运用水位,显著降低潼关河床高程。其次是抓紧黄、渭河汇流区治理,稳定目前有利河势,防止黄河主流西倒。三是兴建泾河东庄水库,为渭河下游及黄河下游防洪减淤服务。四是加大黄土高原水土流失治理力度,加强生态环境建设。还应积极研究在黄河干流上兴建大柳树、碛口、古贤等高坝大库,调控洪水泥沙,为黄河、渭河防洪减淤服务,并发挥综合效益。这样就可以使三门峡库区与渭河下游的河流发生根本改变,基本解决三门峡水库带来的不利局面,使库区获得新生。
焦恩泽(黄河水科院教授级高级工程师)
1.渭河流域60%以上面积在甘肃,建议将水资源进行统一管理、统一分配,要考虑输沙用水,力争不断流。
2.北洛河流域治理应及早进行,如能改入黄河最好。北洛河是高含沙水流多发区,对渭河河口段的威胁最大,特别是粗泥沙进入渭河,对河道淤积影响更大。及早对北洛河治理,既对渭河下游防洪有利,也对流域工农业生产有利。
3.降低潼关高程势在必行。在小北干流挖沙清淤,每年非汛期挖1亿——2亿多吨沙,可以减少进入潼关断面泥沙量。潼关高程升降规律是非汛期上升,汛期下降,如果非汛期把泥沙处理在小北干流,潼关高程在非汛期可能上升很小,非汛期沙量在1.5亿——2.0亿吨,如能全部处理掉,对潼关高程极为有利,潼关高程在汛期可以冲刷下降,长此下去,潼关高程可能缓慢下降,对渭河下游很有利。
钱意颖(黄河水利科学院教授级高级工程师)
渭河下游近年来(1990-1996年)共淤积2.44亿立方米泥沙,比三门峡水库初期运行时(1960-1996年)的淤积量还多14%,河槽严重萎缩,过水能力降低,还不到过去的30%,从而造成渭河下游几乎年年有灾。主要的对策应该有以下几条:
1.抓住西部大开发的大好时机,按照“资源水利”的要求,统一规划,协调开发治理,把泾、渭流域建成山川秀美的典范。为缓解渭河下游的洪水灾害,尽快兴建东庄水库,合理调节径流泥沙,充分利用水沙资源,改善渭河下游的生态环境。
2.积极研究改善库区淤积和降低潼关高程的措施,改善渭河洪水和涝水的排泄条件。
3.加固堤防建设和河道整治,加大投资力度,有计划放淤固堤,改良土壤,改善防护区的生产条件。
4.加强实时监测,及时反映情况,提出改进措施。
夏迈定(西北水科所教授级高级工程师)
渭河——陕西人民的母亲河。自1960年三门峡水库建成投入运用以来,泥沙淤积已使这条母亲河失去了往日的容光。进入20世纪90年代以来,潼关高程居高不下,泥沙淤积日趋严重,渭河下游淤积总量已达13亿立方米,由地下河变为地上河,不仅使常流量下水位大幅度提高,下游河势进一步恶化,而且使支流溃堤,河口淤塞,两岸淹没、浸没不断扩大……母亲河已不堪重负。
分析认为,渭河下游泥沙淤积日趋严重的主要原因在于潼关高程的抬升。而潼关高程的抬升,是三门峡水库淤积末端上延的表现,是水与淤积相互作用以及河床比降调整的必然结果,其根本原因就在于三门峡水库运用水位的影响。特别是由于近些年来,三门峡水库运用水位过高,超过“四省会议”限定的水位所致。实测资料表明,为什么从1973年10月——1991年8月17年间,渭河下游仅淤积0.0487亿立方米,而1991年9月——1998年10月短短7年就淤积2.6亿立方米,答案就在这里。为此,当前一方面要严格遵循“四省会议”精神,对水库进行合理调度和控制;另一方面要立即开展小浪底水库与三门峡水库联合调度的研究,为渭河下游治理创造有利条件。同时要对三门峡水库进行第三次改建,其改建规模可按315米水位下15000立方米/秒考虑。
王兴奎(清华大学水利系教授)
黄河干流河口多年平均的汛期水量为141亿立方米,含沙量仅为7.73千克/立方米。河龙区间、泾河和洛河三个区域汛期的平均水量为49亿立方米,平均含沙量达到210千克/立方米,说明黄土丘陵沟壑区为多沙粗沙的主要来源区。
黄土丘陵区的各个部位都有充足的泥沙补给,只要有水流动并具有一定的输沙能力,就能获得补给而达到其极限含沙量。基于这一概念,在黄土丘陵沟壑区,要尽可能地拦蓄水流。如在小于25°的坡地修梯田,在沟道修淤地坝。根据本地区的降雨产流特性,对正常的降雨年份将汛期的降雨产流拦蓄在坡面梯田和淤地坝内是完全可能的,假设通过水保工程措施将河龙区间和泾河、洛河三区的汛期水量拦蓄一半(24.5亿立方米),占潼关汛期水量的10.1%,而沙量将至少减少5.2亿吨,占潼关汛期沙量的44.1%。将水沙拦蓄于坡面和沟道内,属于宝贵的资源,但如果泥沙进入黄河干流,则转化为灾害。从小北干流往下直到河口,水流的输沙量都少于来沙量,要将过剩的泥沙从小北干流、潼关、小浪底,经河南、山东直至出海需要的代价是很大的,付出的代价将远大于在流域内通过工程措施留住泥沙的代价。所以,陕西在黄土丘陵沟壑区拦蓄一方洪水,就向黄河少输送210千克泥沙,拦蓄20亿方水相当于减少黄河干流4.2亿吨泥沙,这对降低潼关高程,遏制黄河下游河床抬升有重要的意义,对黄河下游的治理亦是重大的贡献。
侯国本(青岛海洋大学教授)
自1960年9月三门峡水库蓄水发电以来,潼关基准面逐年上升,现已比建库前抬升了5米以上,造成渭河单独发洪水必先倒灌黄河;两河同时发洪水,黄河必将倒灌渭河。由于黄河的河床比降大于渭河的比降,黄河的流速及动量大于渭河的流速及动量,又加上潼关断面门槛的阻滞作用,在倒灌之前必然产生回流区,使水流的部分动能转化为势能,水位上升,只有当洪水水位抬高超过潼关基准面,洪水才会进入三门峡水库。在汇流区调整水位的过程中,渭河和黄河的汇流段要调整本身的水位,水位的升高范围必然是溯源淤积的范围。所以大量的淤积不完全在水库内,而是在黄、渭两河的河道上,从而导致渭河下游形成“悬河”,并时刻威胁库区人民的安全,同时影响南山12条支流的泄洪。因此,潼关高程居高不下,是造成渭河及北洛河、小北干流淤积抬升的主要症结。
所以本人认为,对三门峡水库,必须进行第三次改建,调整运转模式,改建后的技术指标应满足泄水洞底面高程,接近原三门峡天然河道的床面高程,排泄流量不小于两倍的入库流量,这样才能形成穿膛而过的水流,冲刷成一道深槽,利于潼关高程的降低。
其次,今后的水利工程规划,一定要以“移民安置”为首要考虑的因素,水利工程,不仅要利国,更要利于当地人民安居乐业,利于当地的经济发展及乡镇化、城市化。三门峡库区移民的反复安置,造成了人民生活水平的下降及社会的不稳定,值得深思,更值得今后水利工程规划设计者引以为戒。
最后谈一下游荡性河道的整治问题,黄河、渭河及长江部分河道,均出现了游荡性河段,对这一问题,目前为止还没有很好的解决,需要下大力气,开展这方面的深入研究。
邢大韦(西北农林科技大学水科所教授级高级工程师)
西部大开发,水利要先行,渭河下游三门峡库区治理,减少洪水灾害的威胁,就是其中一项重要的内容。
渭河下游三门峡库区治理应从渭河全流域治理出发,理顺黄河三门峡库区的关系,针对渭河水少沙多的症结,全方位治理。
1.降低潼关高程,治理潼关拦门沙坝。潼关高程居高不下,加重了渭河下游淤积。现小浪底水库已能够防御500年一遇的洪水,建成后防洪标准将提高到1000年一遇。三门峡水库将变成一座低水位径流电站,应在“确保西安”的前提下,改变其运用方式。具体运用原则和方式,水位控制标准,特别是潼关高程的控制标准要抓紧时间做好论证。潼关段处于顺直河段,具有相对窄深的河床发展条件,为治理潼关拦门沙坝创造条件。
2.修建水库增加洪水的调蓄能力。泾河东庄水库对渭河防汛有十分重要的意义。希望在水库的设计中充分考虑其防洪效益,加大防洪库容。拟建的黄河北干流古贤水库,具有防洪、发电、灌溉、供水等综合效益,应考虑水库放流对黄河河道冲淤作用。此外为了解决渭河上游缺水问题,黄委会在20世纪60年代曾建议在宝鸡峡马聪山建立水库,坝高232米,总库容29.2亿立方米,同时提出陇海铁路改线的问题,这一建议应提上议事日程。对渭河支流修建的石头河、冯家山水库,应根据现有情况制定防洪调度方案,减少渭河下游洪水压力。
3.大力开展水土保持工作,减少河道淤积。进行水土保持,这是渭河下游治本之策。根据《陕西省山川秀美规划》,到2015年,陕西黄土高原大于25°的坡耕地将全部退耕还林(草),林草覆盖率将上升20%左右,通过生物措施与工程措施综合治理,入渭泥沙将会有较大幅度的降低。在渭河库区首先要对堤防除险加固,增厚堤防,达到设防要求。
4.研究洛河朝邑直接入黄的可能性。洛河水少沙多,常在渭河口淤积,致使渭河洪水难以下泄。洛河在明代直接入黄,到清代中叶,开始入黄或入渭不定,从1947年开始入渭至今。洛河可以从朝邑水文站下经赵渡镇,在雨林或牛毛湾入黄。
5.研究非工程防洪措施。包括水文气象预报,加强通讯设备建设,制定防洪决策支持系统、防洪预警系统、防洪指挥系统等。总之,三门峡水库二期改建后,渭河下游三门峡库区问题依然严重,需要进一步改建。西部大开发需要稳定安全的社会环境,渭河下游三门峡库区治理可以为关中地区经济腾飞和社会可持续发展提供安全可靠的社会环境。
刘旭东(西北农林科技大学水科所教授级高级工程师)
当前影响渭河下游安全度汛的主要问题是:河道主槽摆动,治理控导工程脱流,危及大堤安全,险工险段时有发生。为此,要总结多年来控导工程的运用经验,论证现有砌石坝垛的布设部位,拟定适宜于渭河下游河道特性的防洪护岸工程结构型式。建议研究采用桩排式导流屏装置,利用其形成的环流,使泥沙堆积在弯道岸边脚,以防冲回淤护岸,根据已有的经验,我认为是可行的,费用是较低的。另外,为了防洪抢险,节制堤岸崩塌,可研制平板船,在船底设置斜向导流装置,一旦发生险工险段,将船驶至出险地点,利用船底导流屏的横向环流导沙落淤作用,防止堤岸继续崩塌。遇有决口更可堵口。
南山支流受渭河淤积顶托倒灌,河口淤积严重,泄流不畅,灾害频繁。我认为只加高堤防,不是长远之计,可采用果断的措施,西起赤水河,东至长涧河,沿南山坡脚以下适宜地段,修一条拦河泄流排水道,拦排支流来水(结合灌溉用水考虑)。
结合东庄水库的兴建,研究东庄水库的运用对渭河下游的冲淤作用。
王明甫(武汉水利电力大学教授)
经过库区现场考察,我认为陕西省三门峡库区防洪及治理存在的问题仍十分严峻。造成这些问题的原因经过各单位的长期研究,在大的方面认识上是一致的,即三门峡水库修建后潼关高程抬高,近年来居高难下,渭河干支流及潼关以上黄河干流来水来沙条件的变化,使大洪水减少,小水大沙机会增多。造成三门峡库区泥沙淤积,河道断面减少,河床抬高,洪水灾害加剧。
在当前实施西部大开发伟大战略的大好形势下,我认为治理好陕西省三门峡库区防洪是有条件的。首先的问题是应在认识上和治理的指导思想上加以调整重视,把这个问题列为治理黄河的一个十分重大的问题,以适应中央开发大西北的伟大战略部署。这个问题解决了,经费问题和科学技术问题就会相应得到解决。如要解决潼关高程问题,小浪底和三门峡水库的合理运用调度问题,渭河干支流的来水来沙条件改善问题,黄河干流水库的统一调度问题,均应首先考虑三门峡库区防洪及治理问题。此外,在流域内应加快推行水土保持、小流域综合治理和植树种草这一根本性措施。经过一定时期的努力,三门峡库区防洪及治理一定会取得成效。