我国水利界十位院士会同其它9位知名水利专家建议书
(2024-03-10 05:45:28)
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1996年,我国水利界十位院士会同其它9位知名水利专家联名给国务院的主要领导写信,建议进行联合攻关,把高含沙水流的研究成果直接应用到治黄上(详见1996年国务院传5430号;李鹏96年第4489号)。
李鹏总理:
黄河是世界上泥沙最多、最难治理的一条大河,也是有希望治好的一条河。经过我国几代人对黄河泥沙输移的研究和实践,认识终于有了突破,即可以利用高含沙水流输沙入海,减缓黄河下游河道淤积,节省输沙水量,增加工农业用水的可供水量。泥沙淤积是黄河下游洪水危害的根本原因,新中国成立初期,曾以“节节蓄水、分段拦泥”的规划原则,对黄河做了全面规划。想把黄河洪水泥沙全部拦蓄在中上游,解除下游洪水威胁与泥沙淤积。实践结果表明,黄土高原的水土保持与多沙支流的治理,当时的减沙作用不明显,三门峡水库被迫进行两次改建,改“蓄水拦沙”为“滞洪排沙”运用,直至形成目前的“蓄清排浑”的运用方式,使进出库泥沙年内基本平衡。三门峡水库的改建成功,创造了在多沙河流上长期保持水库有效库容的范例,是对世界水利科学的重要贡献。然而三门峡水库的“蓄清排浑”运用方式是在特殊条件下的产物,其运用经验有其局限性。其一是受潼关高程的限制,调沙库容小,不能对黄河泥沙进行多年调节,每年汛期不得不降低水位运用,往往使小水带大沙进入下游;其二是水位变幅小,不能产生强烈的溯源冲刷,难以维持长时段,高含沙量的出库水沙条件,因而不能充分利用下游河道的输沙能力。尤其是在龙羊峡水库与刘家峡水库联合运用构成多年调节,以及上中游工农业用水的增长,汛期水量、洪峰流量显著减小,黄河中游地区的治理虽然有减沙作用,但不稳定,遇降大暴雨时,仍会大量产沙,年沙量可达十几亿吨,甚至20亿吨。黄河在相当长的时间内仍将是多沙河流。由于来水来沙条件恶化及三门峡水库“蓄清排浑”运用,黄河下游汛期水少沙多的矛盾更加突出,输沙流量减小,洪水造床作用减弱,河槽淤积加重,平滩流量减小,河槽萎缩,且几乎年年春夏断流,正在向间歇性河流发展,对下游防洪和两岸工农业用水带来严重影响。
小浪底水库正在兴建,预计2001年投入运用,这将给黄河下游防洪减淤和两岸供水条件的改善创造十分有利的条件。但原设计确定的以三门峡水库“蓄清排浑”经验为基础,制订的小浪底水库逐步抬高的运用方式,已不能很好的适应变化了的水沙条件。利用清水人造洪峰冲刷的下游河道,远不如高含沙洪水的输沙效果,面对黄河水资源日益短缺的情况,也难以实施。因此,必须寻求更加合理的水库调度运用方式,以充分发挥小浪底水库的调水调沙作用,使黄河下游减淤和水资源充分利用紧密结合。
通过国家“八五”攻关项目“黄河治理与水资源利用”的研究,对黄河下游河道的“多来多排”的输沙规律和河道的输沙能力有了更深入的认识。研究表明河槽形态是影响河道输沙的主要控制因素,窄深河槽有极强的输沙能力,艾山以下河道在流量大于2000m3/s时,D=0.05~0.1mm的粗泥沙也可顺利输送,流量大于3000m3/s时,实测含沙量200kg/m3洪水,河段排沙比达100%。含沙量增加,流体粘性增大,沉速降低,含沙量大于300 kg/m3后,输送反而更容易,最大含沙量甚至可达800 kg/m3,而河床对水流的阻力并没有增加。造成高含沙洪水在黄河下游高村以上河道严重淤积的主要原因,是河槽极为宽浅。但高含沙洪水在宽浅河段输送过程中创造条件。从河流滩淤槽冲塑造窄深河槽,辅以河道整治工程,为其输送创造条件。从河流形成与来水来沙条件关系看,若能产生类似渭河、北洛河的水沙条件,即泥沙主要由高含沙洪水输送,黄河高村以上宽浅也可以得到改造。窄深河槽的形成不仅有利于输沙减淤,同时也有利于控导河势、防止游荡和整治工程的兴建。
根据对下游河道输沙特性的分析研究,黄河输沙入海水量取决于洪水的含沙量:当含沙量为30 kg/m3时,输1吨泥沙的用水量为30 m3;当含沙量为300 kg/m3时,用水量为3 m3;当含沙量增加到500 kg/m3时,输1吨泥沙的用水量仅为1.7m3。若能利用高含沙洪水输沙入海,则可大量节省输沙用水。使有限的黄河水资源对国民经济和社会发展做出更大的贡献。
因此,利用黄河高含沙水流输送黄河泥沙是一种十分经济理想的技术途径,在黄河治理中具有重大的现实意义。
小浪底水库是黄河进入下游前,最后一座具有较大调节能力的峡谷型水库,因此,如何利用其本身的有利条件,进行更加合理的调水调沙,充分利用下游可能达到的输沙能力输沙入海,节省输沙用水,对黄河中下游的治理具有十分重要的战略意义。通过“八五”攻关的初步研究,当小浪底水库采用泥沙多年调节的运用方式,平枯水年蓄水拦沙运用,解决目前下游的断流问题。遇到丰水期迅速泄空进行冲刷,有可能形成含沙量300~500 kg/m3高含沙洪水集中输送泥沙入海,在目前设计泄流能力的条件下,当水库泄空水位降至能保持20~30亿m3的调沙库容时,高含沙洪水塑造的窄深河槽就可以得到充分的利用,达到较好的减淤效果,输沙用水也大量节省:只有这样才能较好的适应黄河水沙的不利变化,满足中下游工农业用水发展的需求。为了使这一重要研究成果能要治黄中得到应用,有许多重要问题需要深入研究,例如:如何使淤在水库里的泥沙尽可能冲刷出库,形成长时间的含沙量较高的洪水;在黄河下游800Km长的河道输送中,可能出现的问题,如宽浅河道塑造成窄深河槽如何尽快稳定;大量泥沙集中输送到河口地区后的运动规律及对河口影响等。“八五”攻关成果专家鉴定委员会建议将此项研究列入“九五”攻关计划,水利部已同意投入一定的匹配经费。为此,我们建议国家科委将此项目列入“九五”攻关计划,给予相应的投入,紧密结合小浪底工程的实际,抓住关键性技术问题,进行深入的研究论证,完全有可能取得重大突破,为小浪底水库制定一套更加合理科学的调水调沙运用方案,使黄河下游河道的减淤、水资源利用与水库的兴利紧密结合,充分发挥枢纽的综合效益。以上建议若无不当,请批示。