解答水沙關(guān)系的“不等式”,調(diào)水調(diào)沙是有效措施。這既需要完善的水利工程體系支撐,又需要在多重限制條件下求最優(yōu)解,必須下足“繡花功”
九曲黃河萬(wàn)里沙?!岸匪呱场钡狞S河是世界上泥沙含量最多的河流,水少沙多、水沙關(guān)系不協(xié)調(diào),是其復(fù)雜難治的癥結(jié)所在。2002年以來(lái),在大量科學(xué)研究和試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,我國(guó)持續(xù)開(kāi)展黃河調(diào)水調(diào)沙。調(diào)水調(diào)沙怎么調(diào)?能達(dá)到什么效果?
水少沙多不僅造成了黃河之“黃”,更對(duì)河勢(shì)河槽帶來(lái)了深遠(yuǎn)影響。歷史上,黃河大堤將河水“束縛”的同時(shí),也讓大量泥沙堆積在大堤間,形成“地上懸河”。不協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系,一度導(dǎo)致黃河下游擺動(dòng)頻繁,變成“橫河”“斜河”,直沖堤防工程;此外,下游河道淤積萎縮,主河槽行洪能力急劇下降。
解答水沙關(guān)系的“不等式”,調(diào)水調(diào)沙是有效措施。通俗地講,調(diào)水調(diào)沙就是人工調(diào)控黃河干支流水庫(kù),下泄大流量的水流,盡可能把泥沙沖刷入海。這既需要完善的水利工程體系支撐,又需要在多重限制條件下求最優(yōu)解,必須下足“繡花功”。
先看水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度。汛前,黃河上的萬(wàn)家寨、三門(mén)峽、小浪底水庫(kù)需要騰出庫(kù)容防汛,3座水庫(kù)加大下泄流量,在確保安全的前提下,讓奔涌的河水帶走庫(kù)底和河底的泥沙。汛期,當(dāng)洪水量級(jí)不大且泥沙含量不高時(shí),干流的萬(wàn)家寨、三門(mén)峽、小浪底和支流的陸渾、故縣、河口村,乃至干流上游的龍羊峽、劉家峽等水庫(kù),都會(huì)加入其中,為沖刷泥沙創(chuàng)造條件。其中,小浪底水庫(kù)控制了黃河幾乎100%的沙和90%的水,2021年秋汛期間,小浪底水庫(kù)攔截了約80.84億立方米的洪水,沖刷了下游河道0.913億噸的沙。
再細(xì)算水賬。下泄流量放多少?這既要確保堤防安全,還要滿(mǎn)足主河槽行洪能力,又要讓水流有足夠的沖刷力帶走泥沙。經(jīng)過(guò)梳理歷史數(shù)據(jù)、實(shí)地考察、在線模擬,我們建立了科學(xué)的計(jì)算模型。結(jié)果顯示,小浪底水庫(kù)下泄流量在2600立方米每秒到平灘(河水與邊灘相平)流量之間,才能達(dá)到較好的輸沙入海的效果。
黃河開(kāi)展了多次調(diào)水調(diào)沙,取得了顯著成效。近3年,萬(wàn)家寨水庫(kù)的庫(kù)容累計(jì)恢復(fù)1.446億立方米,三門(mén)峽水庫(kù)基本達(dá)到?jīng)_淤平衡,小浪底水庫(kù)累計(jì)恢復(fù)1.462億立方米。目前下游河道主河槽平均降低2.6米,過(guò)流能力由2002年汛前的1800立方米每秒提高到了現(xiàn)在的5000立方米每秒左右,中小洪水漫灘概率降低,社會(huì)經(jīng)濟(jì)用水保障率明顯提高、生態(tài)環(huán)境得到有效修復(fù)和保護(hù)。
解決水沙關(guān)系不協(xié)調(diào),需要久久為功。大力開(kāi)展水土流失治理,植樹(shù)造林,護(hù)山治坡,從源頭減少泥沙入黃。在水利工程體系上,推進(jìn)古賢、黑山峽、磧口重大水利工程建設(shè),探索“數(shù)字孿生黃河”技術(shù)研發(fā),為調(diào)水調(diào)沙提供更加堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。
(作者為黃河水利委員會(huì)黃河水利科學(xué)研究院副院長(zhǎng),本報(bào)記者王浩整理)
(責(zé)任編輯 姜丹)