紀(jì)杰杰 徐昊
【摘要】介紹了三門峽水庫的歷史與現(xiàn)狀,以及水庫三次運(yùn)用方式調(diào)整和效果;分析了三門峽水庫的功過及爭議;剖析了現(xiàn)代水利工程從三門峽水庫中應(yīng)該吸取的教訓(xùn)和經(jīng)驗,并從多個角度對三門峽水庫的未來提出了個人的思考和建議。
【關(guān)鍵詞】三門峽水庫;黃河;泥沙淤積;功過爭議;經(jīng)驗教訓(xùn)
引言
黃河是中華文明的發(fā)源地,也是中華民族的“母親河”,然而,由于黃河中段流經(jīng)黃土高原地區(qū),夾帶了大量的泥沙,造成沙多水少且難治理,水患災(zāi)害嚴(yán)重。三門峽水庫位于黃河中游下段,是黃河上修建的第一座大型樞紐工程,工程于1957年4月動工,1961年4月建成投入運(yùn)用,距今已有半個多世紀(jì)的歷史。三門峽大壩被譽(yù)為“萬里黃河第一壩”,主壩長713.2m,最大壩高106m,壩頂高程353m,水庫總庫容162億m3,控制流域面積占黃河總流域面積的91.5%,來水量的89%,來沙量的98%。
三門峽水庫處于多泥沙河流上,工程從50年代開工興建,60、70年代改建,80年代全面發(fā)揮綜合效益,90年代至今探索前進(jìn)。三門峽水庫從建設(shè)歷程到運(yùn)用管理,經(jīng)歷了我國水利建設(shè)史上的一段曲折歷程,工程自身存在著較大的爭議,同時也為我國水利事業(yè)發(fā)展積累了一定經(jīng)驗教訓(xùn)。
1、歷史爭議
三門峽水庫建設(shè)之前,各方對水庫的規(guī)劃和選址就存在著很大的爭議。抗戰(zhàn)勝利后,美國專家組在提交給當(dāng)時國民政府的《治理黃河規(guī)劃初步報告》中,認(rèn)為在三門峽建庫對潼關(guān)以上的農(nóng)田淹沒損失太大,建議將建壩地點改移到三門峽以下100公里的八里胡同;新中國成立后,蘇聯(lián)專家經(jīng)過勘察認(rèn)為三門峽是一個難得的好壩址,其提出的“高壩大庫”方案得到全國人民代表大會的通過,但同時蘇聯(lián)專家提出的《三門峽水利樞紐工程初步設(shè)計報告》也遭到了多方反對。由于庫區(qū)淹沒農(nóng)田和移民數(shù)量巨大,且淹沒地區(qū)大部分是關(guān)中沃野,報告遭到了陜西省反應(yīng)強(qiáng)烈。此外,黃萬里和溫善章等人也否定了蘇聯(lián)專家的規(guī)劃,提出了低水位、少淹沒、多排沙的意見,并建議勿將底孔堵死,以備將來泄水排沙,減緩淤積。
三門峽水庫建成后一直在爭議中運(yùn)行,主要矛盾集中在移民安置、生態(tài)環(huán)境(淹沒良田)、庫區(qū)淤積、潼關(guān)高程等問題。三門峽水庫設(shè)計遷移人口87萬人,為了確保西安市安全和減少淹沒損失,按335m高程移民,實際移民總數(shù)40.38萬人;水庫設(shè)計淹沒面積3500平方公里(其中耕地21.6萬公頃),實際淹沒耕地6.4萬公頃,造成了巨大的生態(tài)環(huán)境影響;大壩建成后的一年半時間內(nèi),水庫淤積15.34億立方米,大大縮減了有效庫容;潼關(guān)高程水位較建庫前抬高4.5m,并在渭河口形成“攔門沙”,泥沙淤積向上游延伸,“翹尾巴”已直接威脅西北經(jīng)濟(jì)中心西安。
現(xiàn)價段陜西河南兩省針對三門峽水庫的廢存之爭愈演愈烈。2003年8月至10月,渭河流域發(fā)生了50多年來最為嚴(yán)重的洪災(zāi),造成了多處決口,515萬人受災(zāi),225萬畝農(nóng)作物絕收,直接經(jīng)濟(jì)損失23億元。但是這次渭河洪峰僅相當(dāng)于三五年一遇的洪水流量,因而,陜西省將這次水災(zāi)的原因歸結(jié)為三門峽高水位運(yùn)用導(dǎo)致潼關(guān)水位居高不下,渭河倒灌所致。2004年2月,陜西省15名人大代表提案建議三門峽水庫停止蓄水,在陜西的全國政協(xié)委員聯(lián)名向全國政協(xié)十屆二次會議提案,建議三門峽水庫立即停止蓄水發(fā)電,以徹底解決渭河水患。
2、三種水庫運(yùn)用方式及其效果
三門峽水庫興建后,在原建基礎(chǔ)上,工程經(jīng)過兩次改建,水庫經(jīng)歷了蓄水?dāng)r沙、滯洪排沙及蓄清排渾三個運(yùn)用時期。
蓄水?dāng)r沙運(yùn)用期(1960年9月―1962年3月)。水庫1960年9月開始蓄水,至1962年3月入庫水量為717億m3,沙量17.36億t,有13%的泥沙以異重流形式排出庫外。由于回水超過潼關(guān),庫內(nèi)淤積嚴(yán)重,潼關(guān)高程上升4.5m,335m以下庫容損失約17億m3。
滯洪排沙運(yùn)用期(1962年3月―1973年10月)。隨著庫區(qū)淤積不斷向上游發(fā)展,為減緩水庫淤積,工程先后進(jìn)行了兩次增改建。之后水庫泄流能力加大,潼關(guān)以下庫區(qū)沖刷4億m3,庫容恢復(fù)到接近建庫前水平,潼關(guān)高程下降近2m,潼關(guān)以上庫區(qū)淤積上延也大為減輕。
蓄清排渾運(yùn)用期(1973年11月―目前)。水庫于1973年底開始采用“蓄清排渾”控制運(yùn)用,即在來沙少的非汛期蓄水防凌、春灌、發(fā)電,汛期降低水位防洪排沙,把非汛期淤積在庫內(nèi)的泥沙調(diào)節(jié)到汛期,特別是洪水期排出庫。通過“蓄清排渾”控制運(yùn)用,在一般水沙條件下,潼關(guān)以下庫區(qū)基本保持沖淤平衡。
3、功過分析
3.1 水庫效益。三門峽水庫在原建的基礎(chǔ)上,經(jīng)過增建改建,在防洪、防凌、灌溉、供水、發(fā)電等方面發(fā)揮了一定的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
防洪效益。自1964年以來,三門峽以上地區(qū)曾六次出現(xiàn)流量大于10000m3/s的大洪水,由于三門峽樞紐及時采取措施,削減洪峰,減輕了下游堤防負(fù)擔(dān)和漫灘淹沒損失。從樞紐建成至今,黃河下游未出現(xiàn)大堤決口現(xiàn)象。
防凌效益。樞紐建成后,黃河下游防凌工作進(jìn)入了以水庫調(diào)節(jié)河道流量為主的綜合防凌階段,為避免下游小流量封河和“文開河”創(chuàng)建了有利條件,確保了凌汛安全。
灌溉、供水效益。黃河下游沿黃地區(qū)灌溉面積3000多萬畝,水庫向河南、山東沿黃灌區(qū)補(bǔ)水270億m3。除灌溉外,還為中原、勝利兩大油田和沿黃城鎮(zhèn)提供了大量工業(yè)和生活用水,促進(jìn)了下游工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。
減淤效益?!靶钋迮艤啞边\(yùn)用以來,非汛期下泄清水形成下游河道沖刷,汛期水庫排沙兼顧減淤,使出庫泥沙能排泄入海,盡量避免小水帶大沙,年均減淤約0.3億t。
發(fā)電效益。從1973年12月第一臺機(jī)組發(fā)電,截至目前,已累計發(fā)電333億千瓦時,1989年開始的渾水發(fā)電累計達(dá)27億千瓦時。它為河南、河北、山西三省提供了豐富的電力。
3.2 水庫弊端
在設(shè)計規(guī)劃上,三門峽水庫的主要技術(shù)是依靠前蘇聯(lián)列寧格勒水電設(shè)計院,而該院并沒有在黃河這樣多沙的河流上建造水利工程的經(jīng)驗,所以造成嚴(yán)重后果的泥沙問題當(dāng)時被人們忽視,由此釀成了三門峽水庫建成后淤積嚴(yán)重的現(xiàn)象。
在科學(xué)決策上,考慮到當(dāng)時的社會背景及環(huán)境,三門峽水電站修建時正處于“大躍進(jìn)”時期,決策者的決策并非通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)論證。周恩來總理在1964年6月同越南水利代表團(tuán)談話中就曾承認(rèn):“在三門峽工程上我們打了無準(zhǔn)備之仗,科學(xué)態(tài)度不夠。”在決策過程中,對反者的意見也被人們所忽視,積極有效的提議也沒有引起重視。
在社會影響上,三門峽水庫淹沒了大量耕地,迫使大量農(nóng)民遷徙移民,他們當(dāng)中遷往寧夏、甘肅敦煌等偏遠(yuǎn)地區(qū)的人民由于水土不服或者生產(chǎn)困難,多次遷來遷去,對百姓生活和社會發(fā)展造成了不利影響。
在泥沙淤積的問題上,由于認(rèn)識上的不足和思想上的不夠重視,造成了后期庫區(qū)淤積不能充分發(fā)揮水庫的效益,也引起了潼關(guān)高程的急劇升高。
4、教訓(xùn)經(jīng)驗
三門峽水庫給水利從業(yè)者留下的教訓(xùn)是深刻的。他時刻提醒著水利工作者要自力更生,發(fā)展科技。打鐵還需自身硬,不能過分依賴國外技術(shù),只有因地制宜地結(jié)合自身技術(shù)進(jìn)行水利規(guī)劃和建設(shè),才能最大發(fā)揮水利工程為社會帶來的效益。同時,三門峽水庫也警示著現(xiàn)代管理決策人員要尊重學(xué)術(shù),民主決策。從1955年三門峽工程沒有人反對,沒有人棄權(quán),在全國人大的熱烈鼓掌中一致通過;到了1992年,全國人大2633名代表,以1767票贊成,177票反對,664票棄權(quán),25人未按表決機(jī)器,通過了三峽工程。只有聽到了反對的聲音,才能通過那些對不利因素的質(zhì)疑,發(fā)現(xiàn)更多問題,從而解決更多問題。
三門峽水庫不僅給我們留下了深刻的教訓(xùn),也為我們留下了寶貴的經(jīng)驗。它讓我們認(rèn)識到在多泥沙河流上建造水庫,必須把妥善排放泥沙和保持長期有效庫容放在重要地位,必須有適當(dāng)高程泄流建筑物及足夠泄流排沙規(guī)模;同時三門峽水庫應(yīng)對泥沙淤積的探索實踐,又無疑為國內(nèi)外多泥沙河流的治理提供了寶貴的經(jīng)驗教訓(xùn),在水庫調(diào)度、機(jī)組抗磨蝕等方面取得了豐碩的成果,為多泥沙河流水庫如何長期保持有效庫容、長期保持水庫壽命,探索出了成功的方法,如今“蓄清排渾”方式已被黃河小浪底、萬家寨、長江葛洲壩、三峽等水利工程成功借鑒;試驗出了適合多泥沙河流的水輪機(jī)抗磨材料和渾水發(fā)電[8]運(yùn)行方式,掌握了水輪機(jī)在高含沙水流下磨蝕破壞規(guī)律;篩選出水輪機(jī)過流部件防護(hù)材料,包括SPHG1合金粉末、GB1焊條、金屬陶瓷等抗磨材料及相應(yīng)的施工工藝。
5、未來展望
展望未來,三門峽水庫仍將在矛盾與爭議中接受歷史的檢驗,同時我們還應(yīng)該從以下幾個方面著手解決已有矛盾爭議,讓三門峽水庫發(fā)揮它應(yīng)有的作用。
5.1 加強(qiáng)上游水土流失治理,改善水庫來水來沙條件。在黃土高原和渭河下游應(yīng)持發(fā)展和開發(fā)的觀點來探求新的平衡條件,加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境的治理,這是解決黃河千百年來泥沙問題的根本所在。目前,在水庫335m防洪水位以下安排著10多萬返庫移民,在基本控制潼關(guān)高程的前提下應(yīng)加大庫區(qū)治理力度,包括建立符合分滯洪區(qū)特點的居住條件和防洪預(yù)警等非工程措施系統(tǒng),在新的水沙條件和河床邊界下建立新的生產(chǎn)和生活條件,讓移民安居樂業(yè),促進(jìn)西部大開發(fā)。
5.2 加強(qiáng)黃河上下游水庫的聯(lián)合調(diào)控,共同調(diào)水調(diào)沙。無論從短期和長遠(yuǎn)來看,黃河下游防洪問題依然嚴(yán)重,洪水威脅依然是中華民族的心腹之患。促使小浪底、三門峽、陸渾、故縣等水庫共同發(fā)揮作用,參與全河水量調(diào)度,優(yōu)化配置水資源,使有限的水資源發(fā)揮更大的綜合效益,保證水資源可持續(xù)利用和沿黃經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。對于下游河段,應(yīng)以三門峽、小浪底水庫為龍頭,按照黃河水量管理辦法和水量分配及調(diào)度方案,合理調(diào)蓄和下泄水庫水量,對黃河水資源統(tǒng)一配置、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一管理,減少斷流,最大限度提高水的利用率,提高經(jīng)濟(jì)效益。
5.3 基本控制潼關(guān)高程,促進(jìn)庫區(qū)發(fā)展,發(fā)揮樞紐綜合效益。潼關(guān)高程是小北干流和渭河的侵蝕基準(zhǔn)面,升降變化受多種因素制約。近些年,盡管水庫運(yùn)用上縮減了非汛期高水位運(yùn)用時間,但由于水沙持續(xù)減小導(dǎo)致潼關(guān)高程有一定抬高?;究刂其P(guān)高程就要在不利的水沙條件下不影響潼關(guān)河床的沖淤變化,遇有利水沙條件要使潼關(guān)河床大幅沖刷下降。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合庫區(qū)治理和人工清淤疏浚,促進(jìn)庫區(qū)的持續(xù)發(fā)展,發(fā)揮三門峽水利樞紐的綜合效益。
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