黃河流域保護(hù)和發(fā)展存在的問題與對策

摘 要：梳理了黃河流域生態(tài)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)存的主要問題：下游寬河段治理對策同水沙條件不適應(yīng)，水沙調(diào)控體系的主體構(gòu)架尚未形成，中上游區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)差、生態(tài)環(huán)境惡劣且水資源短缺?；谇叭伺c現(xiàn)狀黃河治理思路，提出黃河治理的對策：①寬河段治理采用“兩道防線”與生態(tài)治河結(jié)合方案，即運(yùn)用長距離高濃度管道輸沙技術(shù)等手段，重構(gòu)“二灘”農(nóng)業(yè)集成、高灘移民建鎮(zhèn)的功能空間，將依托高標(biāo)準(zhǔn)堤防的高灘解放出來;采用預(yù)制板樁組合壩結(jié)構(gòu)高標(biāo)準(zhǔn)修建控導(dǎo)工程與防護(hù)堤，以加強(qiáng)第一道防線建設(shè)，發(fā)揮控制流路、束流輸沙的作用，保障“二灘”設(shè)防流量下不遭受洪災(zāi)，將河勢調(diào)整作為上中游水庫調(diào)度運(yùn)用的子目標(biāo)，通過河道工程引導(dǎo)河勢與提升輸沙能力，實(shí)現(xiàn)寬灘區(qū)有效利用、中水河勢穩(wěn)定控制與特殊洪水行洪都適應(yīng)的良性治理目標(biāo)。②盡早修建古賢與黑山峽工程，構(gòu)建黃河水沙調(diào)控體系的主體水庫，通過全河水沙調(diào)控防災(zāi)促進(jìn)流域生態(tài)建設(shè)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展，這事關(guān)人口集中貧困區(qū)、革命老區(qū)、少數(shù)民族聚集區(qū)的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，事關(guān)西部經(jīng)濟(jì)振興與國家生態(tài)、糧食、能源安全和社會穩(wěn)定大局。③利用現(xiàn)代工程措施改變侵蝕基準(zhǔn)面，把黃土高原水土嚴(yán)重流失區(qū)改造成錯落有致的相對平原，輔以生物措施，大量攔減入黃泥沙量并持續(xù)發(fā)揮生態(tài)效益。④實(shí)施西線南水北調(diào)與藏水外調(diào)工程，解決黃河流域和華北地區(qū)水資源緊缺狀況與生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重退化的問題，為國家供水安全、能源安全、糧食安全、生態(tài)安全提供水資源保障，這（藏水濟(jì)黃）是關(guān)系中華民族永續(xù)發(fā)展的根本大計。

關(guān)鍵詞：治理對策;水沙調(diào)控;生態(tài)保護(hù);水土保持;外流域調(diào)水;黃河流域

中圖分類號：TV213.4;TV87;TV882.1?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.03.001

Problems and Countermeasures in the Protection and Development of the Yellow River Basin

ZHANG Hongwu

（Yellow River Research Center， Tsinghua University， Beijing 100084， China）

Abstract： Problems in the Yellow River basin are as follows： the incompatibility between management strategies in the wide reaches of theLower Yellow River and water and sediment condition; the main frame of the water and sediment regulation system has not been formed; the upper and middle basin has poor economic development basis， harsh ecological environment and endures lack of water resources. Based on the previous and present management methods， the countermeasures for the training of the Yellow River are provided by this paper. a） Combining “two boundaries mode” and ecological management mode in the training of the wide reaches， using the long-distance high concentration pipeline sediment transport technology and other methods to rebuild the functional spaces in the “newly-formed floodplains” and the “highly-formed floodplains”. Functional spaces in the “newly-formed floodplains” are for agricultural production and functional spaces in the “highly-formed floodplains” are free for resettlement. Using the precast plank-stake combination dyke technology to build high-level river training structures and protection embankments in the “first boundary” construction. The “first boundary” can play a role in the flow path control and sediment transportation. It can also protect the “newly-formed floodplains” under designed discharge. The regulation of the stream line is regarded as the sub-objective of the reservoir operation in the upper and middle reaches. Guide the stream line and promote the sediment transport capacity through river training structures. Achieve the benign management target of the effective utilization of the wide floodplains and the coadaptation of stream line stability under medium floods and specific floods conveyance. b） Construct the Guxian Project and the Heishanxia Project as soon as possible to establish main reservoirs of water and sediment regulation system in the Yellow River. The water and sediment regulation system in the Yellow River is beneficial in the disaster prevention and can promote the coordinated development of the ecological construction and regional economy in the Yellow River basin. It helps to promote the development of poverty-stricken areas， old revolutionary base areas and ethnic minority areas. It further promotes the economic revitalization of the west area and the overall situation of national ecology， food security， energy security and social stability. c） Use modern engineering measures to change the erosion datum level. Transform the serious soil and water loss areas on the Loess Plateau to well-arranged plains. Biological measures are supplemented to reduce the amount of sediment transported into the Yellow River and to exert ecological benefits persistently. d） The West Route of the South-to-North Water Transfer Project and the Water Transfer Project from Tibet can solve the water shortage situation and the trend of serious degradation of the ecological environment in the Yellow River basin and North China， providing water resources guarantee for national water supply security， energy security， food security and ecological security. The “Water Transfer from Tibet to the Yellow River” project is a fundamental plan for the sustainable development of China.

Key words： management strategy; water and sediment regulation; ecological protection; water and soil conservation; water transfer from other basins; Yellow River basin

1 概 述

黃河發(fā)源于青藏高原巴顏喀拉山北麓海拔4 500 m的約古宗列盆地，流經(jīng)青、川、甘、寧、蒙、晉、陜、豫、魯?shù)染攀。▍^(qū)），在山東墾利流入渤海，全長約5 464 km，流域面積79.5萬km2， 其中上中游流域面積約占總面積的95%，下游兩岸屬黃河塑造的黃淮海平原[1]。以內(nèi)蒙古托克托縣河口鎮(zhèn)與河南滎陽市桃花峪為節(jié)點(diǎn)將黃河分為上、中、下游三段，河長相應(yīng)約為3 472、1 224、768 km。

黃河上游段占黃河總長的63.5%，多年平均天然徑流量約占黃河總徑流量的62%，是全河主要來水區(qū)。該河段落差3 496 m，蘊(yùn)藏著豐富的水能資源?，斍笼堁驆{段，黃河從高山峽谷中穿過;龍羊峽至黑山峽段，川峽相間，落差集中，水能資源豐富，因支流入?yún)R而含沙量逐漸增大[2]。黃河上游跨越了青藏高原和內(nèi)蒙古高原兩大高原地區(qū)[3]：蘭州以上主要是青藏高原地區(qū);蘭州以下至河口鎮(zhèn)為內(nèi)蒙古高原，包括寧夏和內(nèi)蒙古兩大河套平原，其中寧蒙河段全長約1 203 km，河道平面形狀呈∩形大彎曲[4]。

黃河中游地區(qū)絕大部分屬黃土高原。在土壤強(qiáng)烈侵蝕及水土嚴(yán)重流失的動力因素暴雨作用下，黃土高原被切割得支離破碎、溝壑縱橫，使大量泥沙入黃，黃河泥沙的80%來自河口鎮(zhèn)與潼關(guān)間的多沙區(qū)[5]。按教科書給出的數(shù)據(jù)[6]，長江宜昌站多年平均徑流量是黃河花園口站的9.3倍，但花園口多年平均輸沙量卻是宜昌的2.5倍;恒河多年平均輸沙量與黃河花園口站相差不大，但多年平均徑流量是花園口的8倍。黃河水少沙多這一特點(diǎn)，導(dǎo)致由暴雨洪水和冰凌洪水造成的水災(zāi)幾乎遍及上中下游及其支流[1]。

黃河下游是泥沙長期淤積形成的舉世聞名的地上“懸河”，成為淮河、海河流域的分水嶺，河道具有“善淤、善決、善徙”特性，突出表現(xiàn)為頻繁的洪水決口、泛濫和河流改道，嚴(yán)重威脅著黃淮海平原的安全[7]。從公元前602年至1938年的2 540 a中，經(jīng)歷了26次改道，其中有5次大改道遷徙。因歷史上戰(zhàn)亂與人煙稀少等而難以對黃河決口改道進(jìn)行完全統(tǒng)計，黃河下游至少是“三年兩決口，百年一改道”，洪災(zāi)范圍縱橫25萬km2，洪流所到之處房屋被埋、良田沙化、河道淤塞、人畜湮沒，對生態(tài)與環(huán)境也造成了嚴(yán)重且長期的破壞[8]。根據(jù)平面形態(tài)，可將黃河下游河道分為游蕩型河段（桃花峪至高村）、過渡型河段（高村至陶城鋪）、限制性彎曲型河段（陶城鋪至利津），其中游蕩型與過渡型河段河道呈寬窄相間的藕節(jié)狀，被稱為下游寬河段，堤距最寬處達(dá)20 km，黃河下游廣闊灘地上因居住了近190萬村民，故被稱為“灘區(qū)” [9]。陶城鋪至利津河段因受兩岸險工及控導(dǎo)工程的約束而被稱為山東窄河段。

其實(shí)，寧蒙河段也分屬不同河型[10]。例如，內(nèi)蒙古221 km長的巴彥高勒—三湖河口河段為游蕩型河段，126.4 km長的三湖河口—昭君墳河段為過渡型河段，184 km長的昭君墳—頭道拐河段為彎曲型河段，寧蒙不同河段比降同黃河下游河段類似河型對應(yīng)的比降接近。近幾十年來因水沙過程失衡凸顯，寧蒙河段河槽淤積萎縮加重，洪凌災(zāi)害頻發(fā)，危及群眾生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水安全，其中11條多沙支流突發(fā)性洪水易淤堵黃河干流、引起決堤洪災(zāi)，春初上游開河后流冰又易卡冰結(jié)壩導(dǎo)致決堤凌災(zāi)[4]，黃河上游沙質(zhì)河段演變規(guī)律與致災(zāi)成因同樣復(fù)雜。

我國勞動人民在黃河沿岸生存發(fā)展，采取各種措施趨利避害、治理黃河、控制洪水，尤其人民治黃以來在黃河干支流修建了一批水利樞紐工程，在中上游大力開展水土保持工作[5]，在下游修建了大量河道整治工程，取得了黃河下游河道70余a伏秋大汛不決口的奇跡[11]，但還存在黃河水沙調(diào)控體系主體框架尚未構(gòu)建等問題[12]。本文以筆者2019年8月9日在北京參加“黃河流域保護(hù)和發(fā)展專家座談會”發(fā)言材料為基礎(chǔ)，從梳理現(xiàn)存問題入手，談其治理對策。

2 黃河存在的問題及下游寬河段治理對策

2.1 黃河下游寬河段治理對策同水沙條件不適應(yīng)

2.1.1 寬河段治理過程概述

1949年及以前黃河下游寬河段河道工程很少，主槽有充分的橫向擺動余地。1950年以后兩岸修建了險工和護(hù)灘工程[13]，但直到1967年寬河段工程仍較少，該年洪水使馬莊至西蘭莊長達(dá)5 km的高灘坍塌，汛末發(fā)展至東蘭莊并刷灘坐彎，主流急轉(zhuǎn)南下，直沖花園口東大壩以下的趙蘭莊灘地，直逼平工堤段，不得不在灘地上修建6道壩、1個垛，方使河勢得到改善[7]。由此人們才認(rèn)識到有計劃整治河道的意義，于是黃河防汛部門在1968—1974年在花園口上下游的對岸先后修建了馬莊與雙井控導(dǎo)工程，使其同南岸花園口、馬渡兩座險工上下呼應(yīng)，形成了馬莊→花園口→雙井→馬渡流路[9]，被視為下游游蕩型河段的“龍頭工程”，甚至被稱為河道整治布局的“模范河段”。堤防最薄弱的東壩頭至髙村河段，通過修建禪房（1972年）、大留寺（1974年）、馬廠（1968年）、大王寨（1972年）、王高寨（1969年）、辛店集（1969年）等工程，使河勢得到改善，但由于工程長度不足，因此不少河段主流仍擺動不定，其中油房寨以下主流擺至右岸，王高寨、辛店集兩工程修建后靠溜，主流受工程挑流折向左岸，在周營工程以上岸灘靠溜，該時期主流線擺幅為3 000 m左右。1974年修建周營上延和老君堂工程，使河勢得以控制，但是局部河勢變化仍較大，如禪房、大留寺兩工程相距較遠(yuǎn)，無法限制主流擺動，故又于1976年修建了單寨工程和1979年修建了蔡集、王夾堤工程，至此，東壩頭至髙村河段工程布點(diǎn)基本完成。此后至20世紀(jì)80年代后期，這段河勢比較穩(wěn)定，從而將寬河段整治重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到來童寨至夾河灘河段[9]。

“98·8”三江大水之后，國家加大對大江大河治理的投資力度，使黃河下游加快了整治步伐，其中東壩頭至高村河段通過工程上延、下續(xù)，提高了控導(dǎo)能力，在控制河勢、縮小主流游蕩范圍、減少“橫河”“斜河”發(fā)生的幾率等方面，發(fā)揮了重要作用[14]，但從河床綜合穩(wěn)定指標(biāo)判斷[15]，其游蕩河型仍沒改變。

2.1.2 寬河段處于“二級懸河”不利局面

20世紀(jì)后期黃河來水量減少使洪水漫灘幾率減小，泥沙淤積導(dǎo)致河槽萎縮，特別是中小流量的高含沙洪水頻發(fā)，進(jìn)一步導(dǎo)致河槽淤積抬升[16]，且1958年以來灘區(qū)群眾大量修筑生產(chǎn)堤，影響了灘槽水沙交換[17]，泥沙主要淤在主槽和嫩灘，逐漸使寬河段形成了“槽高、灘低、堤根洼”的所謂“二級懸河”態(tài)勢[16，18]，其河床普遍高出兩岸地面4～6 m，部分河段達(dá)10 m以上，高出河外平原更多[19-20]。

從灘唇向堤根普遍存在遠(yuǎn)大于河道縱比降的橫比降[21]，一旦發(fā)生大洪水，灘區(qū)過流比增大，極有可能發(fā)生主流頂沖堤防、順堤行洪的險情[22-23]。據(jù)筆者在黃科院開展的模型試驗(yàn)預(yù)測，如發(fā)生特大洪水，禪房控導(dǎo)工程以下河段在主槽淤積、水流大漫灘過流的情況下，可能出現(xiàn)“滾河”之險，威脅沿岸人民的生存與發(fā)展。

2.1.3 來水來沙條件同寬河段邊界不適應(yīng)

受水庫調(diào)節(jié)及氣候變化等因素影響，現(xiàn)在進(jìn)入下游較大流量的洪水明顯減少[24]，已建整治工程治導(dǎo)線參數(shù)同河勢不相適應(yīng)[25]。小浪底水庫投入運(yùn)用至今，不讓洪水上灘的運(yùn)行方式對下游河道影響很大，河道與灘區(qū)治理的局面仍較被動[22]。以2003年蘭考蔡集工程附近河勢為例[26]，汛前即出現(xiàn)如下問題：邊灘散亂分布、數(shù)量明顯增加，部分河段河寬有所縮窄;禪房工程下游過渡段主溜坐彎、擺動走灣之處遭到心灘、大邊灘的阻礙，大河被分成2～3股;蔡集工程上游局部出現(xiàn)畸形河勢。2003年汛期來流不大，河勢沒能得到有效調(diào)整，當(dāng)8月下旬受“華西秋雨”影響發(fā)生秋汛時，小浪底水庫按花園口站流量為2 600 m3/s控泄，9月18日一股邊溜將蔡集工程上游生產(chǎn)堤沖決，口門最大分流量約800 m3/s，水流上灘后很快將灘區(qū)12萬群眾圍困，使東明愈40 km黃河大堤偎水長達(dá)一個半月，造成堤防出現(xiàn)臨河遭受沖刷、背河滲水甚至管涌的嚴(yán)重險情（下游若沒老君堂控導(dǎo)工程的上堤路發(fā)揮“格堤”作用，大堤險情會更嚴(yán)重），經(jīng)近萬軍民搶險多日，生產(chǎn)堤堵口均未果，只得讓小浪底水庫冒險攔洪，到10月29日搶險方告成功。

河道與灘區(qū)治理面臨問題歸納如下：河道整治工程布局有待完善，由主流線套繪圖看出，具有“流性習(xí)散、河性習(xí)彎”的特點(diǎn)[25];控導(dǎo)工程的結(jié)構(gòu)還不適應(yīng)洪水漫頂，低頻率洪水防御能力低;小流量過程較多，與現(xiàn)有整治工程邊界不相適應(yīng)[25]，若為提高小水河槽束流攻沙能力而再建流路控制工程，則勢必減小過洪寬度[27]，同行洪安全產(chǎn)生矛盾，因此河道尤其是“二級懸河”整治提升困難;灘區(qū)群眾安全和發(fā)展問題突出，灘區(qū)人河爭地，灘地開墾力度加大，社會發(fā)展與河道治理之間矛盾重重[14]。

2.2 黃河水沙調(diào)控體系主體構(gòu)架還沒有形成

為河流治理與生態(tài)保護(hù)而進(jìn)行調(diào)水調(diào)沙的效果，主要取決于沖沙排沙時是否有水可用、有沙可調(diào)[12，28]。小浪底水庫與其下游入黃的少沙支流伊洛河和沁河上的陸渾、故縣、河口村3座水庫，基本構(gòu)成了下游防洪減災(zāi)體系的主體[11]，但小浪底水庫自身調(diào)水與調(diào)沙存在矛盾，現(xiàn)已顯現(xiàn)出調(diào)水調(diào)沙庫容不大與沖沙排沙效率不高的問題。預(yù)估2040年小浪底水庫攔沙庫容將淤滿，沒有能夠塑造較大流量高含沙洪水過程的入庫水沙條件，導(dǎo)致小浪底水庫異重流排沙能力發(fā)揮不出來，不能發(fā)揮理想的調(diào)水調(diào)沙效果，此后黃河下游河床仍會抬升，因此必須完善干流上下游的控制性工程[29]。2013年國務(wù)院批復(fù)的《黃河流域綜合規(guī)劃（2012—2030年）》，確定了“以干流的龍羊峽、劉家峽、黑山峽、磧口、古賢、三門峽和小浪底等7座大型骨干水庫為核心的黃河水沙調(diào)控體系”[11]。目前黃河只建成4座大型骨干水庫，且工程布控局限性較大，其中：劉家峽水庫現(xiàn)有庫容不大，水沙調(diào)控能力有限，距內(nèi)蒙古淤積與凌災(zāi)嚴(yán)重河段超過1 000 km，無法發(fā)揮防洪（凌）減災(zāi)與沖沙調(diào)控作用[4];三門峽水庫為避免潼關(guān)高程抬升影響渭河下游防洪而不能蓄水運(yùn)用，很難為小浪底水庫提供較大的水動力條件和高含沙洪水過程。因此，具有調(diào)控作用的大型骨干水庫只有龍羊峽、小浪底兩座相距數(shù)千千米的水庫，且上游龍羊峽水庫下泄清水而為小浪底水庫提供不了泥沙調(diào)控的條件，兩者之間缺乏具有承上啟下作用的關(guān)鍵水庫[29]。目前黃河水沙調(diào)控體系的主體構(gòu)架還沒有形成，不能對寧蒙河段、小北干流以及下游泥沙與水資源進(jìn)行調(diào)節(jié)，無法滿足流域生態(tài)保護(hù)、治理調(diào)控和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需求。

此外，中上游區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)薄弱、生態(tài)環(huán)境惡劣、水資源短缺，也長期是黃河治理保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“軟肋”。

2.3 黃河下游寬河段的治理對策

基于前人與現(xiàn)狀治河思路，筆者于2003年提出“兩道防線”治理方案[18]，近幾年主持國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項(xiàng)目“黃河下游河道與灘區(qū)治理研究”（簡稱“黃河治理研發(fā)項(xiàng)目”），對于該方案表述為：在河彎工程與改建的“束流節(jié)制工程”對入流強(qiáng)力控制下，靠溜險工及控導(dǎo)工程與以生產(chǎn)堤為基礎(chǔ)改建的防護(hù)堤共同構(gòu)成第一道防線，發(fā)揮控制流路、束流輸沙及避免中常洪災(zāi)的作用;在大堤上加固修建防滾河工程后成為第二道防線，再對大堤至控導(dǎo)工程的道路進(jìn)行提升加固后形成格堤，即可抑制溜走堤河險情的發(fā)生。

按排洪需要大規(guī)模布控中水穩(wěn)定輸沙的工程邊界，能夠解決強(qiáng)力控導(dǎo)河勢與防洪相協(xié)調(diào)且使河槽具有“束水攻沙”功能的問題。防護(hù)堤即使按10 000 m3/s設(shè)防，在干支流水庫調(diào)控后下游實(shí)際上也很難出現(xiàn)這么大流量。為此，對于防護(hù)堤與布置在對穩(wěn)定性要求高之部位的控導(dǎo)護(hù)灘工程，采用改進(jìn)的預(yù)制板樁組合壩結(jié)構(gòu)，高標(biāo)準(zhǔn)修建。采用此技術(shù)在黃河三角洲北部利津縣刁口鄉(xiāng)海域修建的150 m海堤，經(jīng)受了臺風(fēng)考驗(yàn)。而黃河三角洲采用傳統(tǒng)技術(shù)建設(shè)的堤壩，不僅每年加固花費(fèi)巨大投資，而且還會付出沉重代價，例如，1992年9月2日臺風(fēng)沖毀了勝利油田某段防潮堤壩，造成34位搶險人員身亡。

“黃河治理研發(fā)項(xiàng)目”正在開展的示范工程，建設(shè)在老君堂上游約6 km處的辛店集控導(dǎo)29號丁壩以下40

0 m處，采用水力噴射沉樁技術(shù)續(xù)建長240 m的鋼筋混凝土預(yù)制樁板組合順壩，預(yù)制樁與板的長度均增加到16 m，樁寬為1.5 m。放大模型試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，樁頂比板頂降低3 m后對洪水流速較大的中上部水流運(yùn)動干擾較小，盡少影響水流輸沙效率，且能利用樁壩漫頂原理，在緩解主流沖擊的同時盡量促使泥沙在兩樁壩之間落淤。預(yù)制樁頂比板頂?shù)? m后就向河床多插3 m，使基礎(chǔ)更加穩(wěn)定。試驗(yàn)表明，流場改變后局部穩(wěn)定沖刷坑水深一般不超過7.5 m，設(shè)計時取其為9 m。預(yù)制板與樁的組合便于平順導(dǎo)流，可達(dá)到“平順護(hù)彎、順彎導(dǎo)流”的整治效果，不僅提升河槽輸沙能力，且能適應(yīng)大洪水漫頂需要。該技術(shù)具有施工快、造價低、基礎(chǔ)一次穩(wěn)定、抗水毀能力強(qiáng)、占地少等優(yōu)點(diǎn)，可有效解決控導(dǎo)河勢與防洪不協(xié)調(diào)的問題。

“黃河治理研發(fā)項(xiàng)目”課題5從空間視角揭示了寬灘河流空間的城鎮(zhèn)功能、農(nóng)業(yè)功能及生態(tài)功能屬性，提出了黃河下游生態(tài)治理方略[23，30-31]，即將由黃河主槽向大堤的灘地依次分區(qū)改造為 “嫩灘”“二灘”“高灘”，使得灘區(qū)生態(tài)治理規(guī)劃與沿河城鎮(zhèn)（城市）群總體規(guī)劃有效銜接，建立起灘區(qū)功能約束及灘槽協(xié)同治理體系。在“高灘”集中安置灘區(qū)移民，使其可作為被解放的灘區(qū);“二灘”為高灘與控導(dǎo)工程之間的灘區(qū)，作為超標(biāo)準(zhǔn)洪水上灘的空間;“嫩灘”作為生態(tài)修復(fù)的區(qū)域，與河槽一起作為中常洪水運(yùn)行的空間。未來泥沙淤積可能不再是下游河道治理的最主要問題，該成果已為近年開展黃河下游生態(tài)廊道建設(shè)提供了技術(shù)支撐，使黃河不再是當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)展的制約因素。若進(jìn)一步同“兩道防線”方案相結(jié)合，運(yùn)用長距離高濃度管道輸沙技術(shù)等手段，重構(gòu)“二灘”農(nóng)業(yè)集成、高灘移民建鎮(zhèn)的功能空間或?qū)挒├硐胄螒B(tài)，以“第一道防線”保障“二灘”和“嫩灘”區(qū)域的相對穩(wěn)定，將河勢調(diào)整作為上中游水庫調(diào)度運(yùn)用的子目標(biāo)，通過河道工程引導(dǎo)河勢與提升輸沙能力，實(shí)現(xiàn)寬灘區(qū)有效利用、中水河勢穩(wěn)定控制與特殊洪水行洪共同適應(yīng)的良性治理目標(biāo)。

菏澤黃河工程局建設(shè)“黃河治理研發(fā)項(xiàng)目”示范工程時，將匯流集漿器組合系統(tǒng)輸沙技術(shù)升級為長距離精準(zhǔn)高效管道輸沙技術(shù)，成功提高了淤建灘區(qū)村臺的效率，為改善寬灘河流形態(tài)積累了經(jīng)驗(yàn)。

黃河口治理采用“輸”“挖”“分”三策。“輸”就是輸沙入海。黃河口治理專家李殿魁提出“三約束”理論，尤其巧用海洋動力頗為科學(xué)。數(shù)模計算[4]發(fā)現(xiàn)，入海泥沙主要堆積在海岸附近，充分利用海洋動力即可把剛淤在近岸的泥沙掀起輸運(yùn)它處。近海區(qū)束水攻沙要按照李殿魁的雙導(dǎo)堤布局方案，運(yùn)用上述板樁組合壩技術(shù)，可消除攔門沙?！巴凇本褪峭谏呈杩＃越档颓治g基準(zhǔn)面?！胺帧本褪撬艡C(jī)分洪，利用刁口河流路分洪，其實(shí)出現(xiàn)流量大于10 000 m3/s洪水的幾率很小，且通過分洪（而非改道）同樣能滿足西河口水位不超過12 m的要求。

3 構(gòu)建水沙調(diào)控體系才能科學(xué)治理與保護(hù)黃河

3.1 黃河流域保護(hù)與發(fā)展需依靠水利工程

黃河流域尤其是黃河中上游地區(qū)，是我國少見的能源富集區(qū)、革命老區(qū)、少數(shù)民族聚集區(qū)、貧困人口相對集中地區(qū)、傳統(tǒng)特色農(nóng)牧區(qū)。隨著我國能源產(chǎn)業(yè)的有序調(diào)整和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的升級，東部沿海地區(qū)對黃河中上游地區(qū)能源資源的依賴性會更強(qiáng)。黃河上中游地區(qū)地處干旱、半干旱地帶，區(qū)域生態(tài)環(huán)境惡劣[5]，受外部環(huán)境脅迫和自然因素制約，土地沙化與水土流失嚴(yán)重，其影響不僅僅局限于當(dāng)?shù)?，還會影響到中東部環(huán)境質(zhì)量乃至周邊廣大地區(qū)的生態(tài)安全與區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)為我國生態(tài)文明建設(shè)和扶貧攻堅(jiān)的主戰(zhàn)場[28]。

黃河是區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展最為重要的水資源依托，許多地方“有水一片綠，無水一片沙”，尤其黃河寧蒙河段洪凌災(zāi)害和用水困難導(dǎo)致黃河中上游地區(qū)土地資源、能源資源、礦產(chǎn)資源富集的優(yōu)勢難以發(fā)揮。為此，只有加快黃河治理開發(fā)利用步伐，通過水沙調(diào)控合理配置水資源，方能破解區(qū)域“水”的短板，協(xié)調(diào)人口、資源、環(huán)境矛盾。建設(shè)保護(hù)生態(tài)環(huán)境、利于當(dāng)?shù)厝罕娚媾c經(jīng)濟(jì)增長的水利工程，是實(shí)現(xiàn)黃河流域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必由之路[28，32]。

眾所周知，黃河水少沙多且時空分布不均，倘若干支流現(xiàn)沒建這些水庫作為儲蓄水的“盆盆罐罐”，攔蓄來水并合理控泄與調(diào)節(jié)，那么洪水期下游不僅常出現(xiàn)洪災(zāi)，而且在沿黃省區(qū)工農(nóng)業(yè)與生態(tài)用水爭先恐后的現(xiàn)狀下，枯水期下游河道斷流無疑在所難免[33]。即使最近兩年因降雨豐沛，現(xiàn)有水庫已盡量蓄滿，但仍先后有331億、310億m3水量入海，遠(yuǎn)大于下游輸沙與河口生態(tài)所需水量，使黃河失去了積極為嚴(yán)重缺水的中上游和華北平原等地區(qū)生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展難得的貢獻(xiàn)良機(jī)。黃河流域從自然狀況看屬于資源性缺水，從區(qū)域發(fā)展角度講實(shí)際屬于工程性缺水。因此，為促進(jìn)區(qū)域生態(tài)建設(shè)、扶貧開發(fā)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、民族團(tuán)結(jié)，筆者曾在全國政協(xié)十一屆五次會議的大會發(fā)言材料《構(gòu)建水沙調(diào)控體系，確保黃河長治久安》中，建議盡早上馬古賢和黑山峽水利工程，建成黃河水沙調(diào)控體系的主要構(gòu)架，發(fā)揮黃河水沙調(diào)節(jié)的最佳效果。

3.2 黃河中游古賢水利樞紐工程開工建設(shè)正當(dāng)其時

古賢水利樞紐工程位于黃河中游北干流河段，在水沙調(diào)控體系中戰(zhàn)略地位重要，對其下游調(diào)控能力強(qiáng)大，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)環(huán)境效益[34]。按水利部審查通過的《黃河古賢水利樞紐項(xiàng)目建議書》，推薦方案將總庫容從164億m3降至129億m3，大大降低了水庫淹沒損失及經(jīng)濟(jì)社會影響，該水利樞紐有如下重要作用和意義。

（1）與小浪底水庫聯(lián)合運(yùn)用，對黃河下游河床減淤與維持河槽過流能力作用顯著。古賢水庫可攔沙140億t，調(diào)控能力強(qiáng)勁。如按2025年前后投入運(yùn)用估算，古賢、小浪底水庫聯(lián)合運(yùn)用60 a可減少下游淤積量110億t左右，扣除小浪底水庫的減淤作用后，古賢水庫可減少下游河道淤積量近80億t[35]。該水庫和小浪底水庫聯(lián)合調(diào)水調(diào)沙，還可把小洪水過程塑造成協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系，使下游中水河槽行洪輸沙能力得到維持[36-37]，將未來進(jìn)入下游的泥沙排泄入海，確保本世紀(jì)黃河下游河床不抬升，為多年后才能建成生效的大柳樹水利工程爭取時間。

（2）降低潼關(guān)高程，減輕渭河下游防洪壓力，減少三門峽庫區(qū)淹沒損失。研究表明[38]，古賢水庫能明顯改善其下游水沙條件，使小北干流河段顯著沖刷，使潼關(guān)高程沖刷降低約1.3 m，導(dǎo)致渭河溯源沖刷至涇河口附近，渭河下游河槽萎縮狀況得到改善，減小渭河防洪壓力。防洪運(yùn)用時若再對古賢入庫洪水分級控制，即能減少三門峽庫區(qū)灘地淹沒損失與泥沙淤積。若進(jìn)一步降低“上大類型”洪水時三門峽水庫滯洪水位，大幅減少灘庫容損失，則三門峽水庫可在提高發(fā)電效益的同時，發(fā)揮削減下游洪水的作用，且能在潼關(guān)來沙量大為減少的客觀條件下“蓄清排渾”[39]，從而使三門峽水庫重新發(fā)揮大型骨干水庫的調(diào)控作用。

（3）開發(fā)水能資源，為“黃河金三角”及兩岸地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和生態(tài)改善提供保障。興建古賢水庫可改善兩岸供水灌溉條件，降低抽水揚(yáng)程110 m，灌溉邁入自流取水時代[36]，確保區(qū)域供水、生態(tài)和糧食安全。庫區(qū)形成的200 km長、面積230 km2的綠水青山帶，可改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)兩岸旅游業(yè)發(fā)展，建立新的經(jīng)濟(jì)增長極，推動欠發(fā)達(dá)地區(qū)轉(zhuǎn)型發(fā)展與區(qū)域一體化進(jìn)程。該工程淹沒區(qū)涉及較多貧困縣，有的還是深度貧困縣，通過征地移民安置、周邊群眾就業(yè)、帶動服務(wù)業(yè)發(fā)展等途徑，助推相關(guān)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、群眾致富。

古賢水庫可提供優(yōu)質(zhì)的電力、電量和調(diào)峰容量，緩解相關(guān)省份電網(wǎng)調(diào)峰矛盾，對減少環(huán)境污染也有重要意義。同時，位于西北和華北電網(wǎng)交界處的古賢水電站，將是這兩區(qū)電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的重要電源節(jié)點(diǎn)，對“西電東送”作用很大。

（4）基本解除壺口至潼關(guān)河段冰凌災(zāi)害，為小北干流大規(guī)模處理泥沙創(chuàng)造條件。在古賢水庫的攔蓄作用下，冬季將不再有大量流冰進(jìn)入壺口至潼關(guān)河段，消除冰塊壅塞形成冰壩的現(xiàn)象;該水庫運(yùn)用后小北干流河槽過流能力將大幅提高，也能增強(qiáng)水流輸冰能力，對消除冰凌災(zāi)害有重要作用[38]。此外，若利用上游來水沖刷庫區(qū)淤沙，人工塑造適合小北干流放淤的水沙過程，其放淤量可相當(dāng)于小浪底水庫的攔沙量。

古賢水利樞紐工程建設(shè)期約10 a，如現(xiàn)即開工，建成后聯(lián)合上中游水庫協(xié)調(diào)水沙關(guān)系，就能接續(xù)解決黃河下游防洪減淤問題。該工程符合國家加大基礎(chǔ)設(shè)施投資的政策，能帶動關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，拉動經(jīng)濟(jì)增長。顯然，古賢水利樞紐工程開工建設(shè)正當(dāng)其時。

3.3 黃河上游大柳樹水利樞紐工程對于形成全河水沙調(diào)控主體構(gòu)架意義重大

水利部規(guī)劃的黑山峽水利樞紐工程也稱為大柳樹水利工程，位于黑山峽出口以上2 km的寧夏中衛(wèi)市境內(nèi)，該工程有如下重要作用和意義。

（1）可長期保持巨大有效庫容，維系黃河生態(tài)健康。大柳樹水庫地理位置不可替代，戰(zhàn)略地位重要，可在全河調(diào)水、調(diào)沙、調(diào)電中發(fā)揮承上啟下功能。據(jù)著名專家趙業(yè)安等半個多世紀(jì)研究[16]：“黃河上修建水庫進(jìn)行徑流年調(diào)節(jié)及多年調(diào)節(jié)，其必要條件是總庫容至少相當(dāng)于年入庫沙量的100倍”。黃河已建和規(guī)劃的大型水庫中，只有龍羊峽水庫和大柳樹水庫總庫容符合這一條件，能夠長期保持巨大的有效庫容。此外，清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國科學(xué)院、黃河水利科學(xué)研究院等聯(lián)合研究表明[4，40]：“黑山峽水利工程通過水庫調(diào)蓄并提高下泄水溫，使寧夏河段不再封河，基本解決內(nèi)蒙古河段上段的冰塞問題，并消除洪水危害;通過對上游梯級電站反調(diào)節(jié)多發(fā)電，增加巨大效益，且使上游龍羊峽、劉家峽水庫放手參與水沙調(diào)控，有效增加河道內(nèi)汛期的輸沙水量，有效恢復(fù)寧蒙河段行洪輸沙能力，扭轉(zhuǎn)黃河寧蒙河段、小北干流及渭河下游水沙失衡及河情惡化趨勢;上游這三座大型骨干工程與中游古賢、三門峽和小浪底三座大型水庫聯(lián)合運(yùn)行，在黃河主要來沙期泄放高效造床輸沙流量，促使三門峽庫尾的潼關(guān)高程降低與渭河下游溯源沖刷，減輕渭河下游嚴(yán)峻的防洪壓力，再進(jìn)一步發(fā)揮三門峽水庫的泥沙調(diào)控作用，即不難提高小浪底水庫的調(diào)水調(diào)沙效果，為黃河下游沖沙減淤提供足夠的動力條件。遠(yuǎn)期黑山峽水庫作為國家‘四橫三縱水利布局中重要的控制性骨干工程，能夠調(diào)節(jié)南水北調(diào)西線工程入黃水量，實(shí)現(xiàn)黃河流域水資源合理配置，提高調(diào)水調(diào)沙效果的可持續(xù)性，確保黃河長治久安”。

（2）可破解區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展難題。大柳樹水利工程能從時空上優(yōu)化配置水資源，解決陜甘寧蒙能源資源、礦產(chǎn)資源富集區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展用水問題，顯著改善黃河中上游相關(guān)地區(qū)發(fā)展條件，加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展和民生改善。未來可根據(jù)國家戰(zhàn)略需要，新增生態(tài)灌區(qū)，大幅增強(qiáng)區(qū)域農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)發(fā)展能力，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)空間集約高效，對保障國家糧食安全發(fā)揮重大作用。

該水庫建成后，陜甘寧蒙區(qū)域所蘊(yùn)藏的巨大發(fā)展?jié)摿偷鼐墐?yōu)勢短期即能顯現(xiàn)（例如向甘肅隴東能源基地供水），推動資源優(yōu)勢向經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會跨越式發(fā)展，輻射帶動城鄉(xiāng)社會事業(yè)進(jìn)步。此外，該工程可滿足近遠(yuǎn)期反調(diào)節(jié)和調(diào)水調(diào)沙、防凌防洪以及徑流調(diào)節(jié)對庫容的需求，有利于充分發(fā)揮上游梯級電站的發(fā)電效益，更好地實(shí)現(xiàn)河段的開發(fā)目標(biāo)。同時結(jié)合河段水能開發(fā)利用，保障國家能源安全。

（3）可改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，構(gòu)建西北生態(tài)屏障。大柳樹水庫建成后，依托樞紐布置東西兩條干渠，解決相關(guān)地區(qū)生態(tài)建設(shè)用水問題，顯著提高區(qū)域環(huán)境承載能力，改變區(qū)域土地沙化、水土流失加劇的被動局面。通過高水位向甘肅民勤補(bǔ)水，遏制當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境惡化態(tài)勢;實(shí)現(xiàn)周邊23萬km2沙漠、沙地、黃土丘陵地區(qū)休耕、休牧、封育保護(hù)和生產(chǎn)空間集約高效。隨著灌區(qū)建設(shè)發(fā)展，可與現(xiàn)有灌區(qū)一起形成以河套平原為主、以灌區(qū)外圍生態(tài)修復(fù)區(qū)為輔，輻射黃土丘陵區(qū)、毛烏素沙地、騰格里沙漠、巴丹吉林沙漠的西北綠洲生態(tài)系統(tǒng)。加上周邊地區(qū)森林覆蓋率和退化草場植被蓋度提高，即可構(gòu)建北起陰山、南抵六盤山的西北生態(tài)屏障，減少風(fēng)沙對國家中東部和首都經(jīng)濟(jì)圈的侵襲，生態(tài)效益巨大。

2015年筆者與施祖麟、張綱、楊忠岐、徐嵩齡、李武、樊希安、王輝耀等8位參事向國務(wù)院提交了《關(guān)于盡快推動黃河黑山峽水利工程建設(shè)的建議》：①通盤考慮全局利弊和國家戰(zhàn)略要求，本著局部利益服從整體利益、近期利益服從長遠(yuǎn)利益的原則，突出黃河治理開發(fā)保護(hù)要求，及早果斷決策;②建立行之有效的省區(qū)聯(lián)席會議制度，國務(wù)院組建一個高層領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌周邊地區(qū)建設(shè)發(fā)展和國家大局需要，協(xié)調(diào)相關(guān)省區(qū)利益，促使省區(qū)合作，加強(qiáng)論證工作的領(lǐng)導(dǎo)和組織協(xié)調(diào)，解決前期工作中出現(xiàn)的問題與矛盾，管理黑山峽水利工程建設(shè)遇到的問題;③加快推進(jìn)黑山峽河段開發(fā)論證工作，在科學(xué)利用河段優(yōu)勢條件的同時，重視論證工程建設(shè)對環(huán)境、移民及景泰石林地質(zhì)遺跡等可能產(chǎn)生的影響及解決途徑，合理考慮甘肅省的意見，客觀確定工程開發(fā)方案。該建議得到國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)批示后，黑山峽水利工程于2016年被列入國民經(jīng)濟(jì)及社會發(fā)展“十三五”規(guī)劃綱要。該工程盡管在向石羊河流域供水、促進(jìn)白銀市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展等方面對甘肅發(fā)展作用巨大，但畢竟水庫淹沒主要在甘肅，即甘肅是最大的社會成本承擔(dān)方，在該工程對于黃河治理開發(fā)乃至保障國家生態(tài)、能源、糧食安全和社會穩(wěn)定等方面的非凡意義已形成共識的前提下，在利稅分配、移民壓力承擔(dān)等方面必須向甘肅傾斜，在甘肅得到足夠利益后，再將工程建成后使上游梯級電站多發(fā)電增加的巨大效益部分反饋給庫區(qū)移民，甚至采取淹沒土地入股的形式，使移民持續(xù)得到實(shí)惠。

綜上所述，古賢與大柳樹水利工程憑借其獨(dú)特的區(qū)位優(yōu)勢，可強(qiáng)力推動區(qū)域生態(tài)保護(hù)和人口集中貧困區(qū)、革命老區(qū)、少數(shù)民族聚集區(qū)的發(fā)展，又能成為增強(qiáng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)與持續(xù)健康發(fā)展的強(qiáng)大引擎，從而事關(guān)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)安全大局，故應(yīng)及早決策。

4 黃河沙多的治理對策

黃河難治的癥結(jié)在于沙多，其原因是黃土高原嚴(yán)重的水土流失[5]。筆者認(rèn)為：黃河治理必須與依靠工程措施對黃土高原的治理相結(jié)合，不能僅局限于水土保持的傳統(tǒng)模式，而用現(xiàn)代工程減弱黃土侵蝕強(qiáng)度，控制入黃泥沙，實(shí)乃治本之策[41];可采用現(xiàn)代工程措施，如修筑控制性攔沙工程、淤地壩系及必要的擋土墻，采取人工定向爆破等措施使一座座梁卯填充溝壑，變溝壑為平地、變坡地為相對平原，同時輔以必要的生物措施[8]。長期試驗(yàn)與實(shí)踐表明，從最基本的流域單元入手，通過修建淤地壩治理黃土高原溝道侵蝕是有效的，按照現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、技術(shù)水平與施工能力，應(yīng)明顯擴(kuò)大壩系工程實(shí)施范圍與規(guī)模。運(yùn)用壩系相對穩(wěn)定原理，在干支溝上下游對工程合理布控，改變水土嚴(yán)重流失區(qū)的侵蝕基準(zhǔn)面，再通過現(xiàn)代施工手段，著重把僅占黃土高原地區(qū)總面積約20%而入黃泥沙卻占總?cè)朦S沙量80%左右的水土嚴(yán)重流失區(qū)改造成錯落有致的相對平原，同時在其上種草植樹以產(chǎn)生生態(tài)效益，即可在有限時間內(nèi)將入黃泥沙減少80%左右[8]。其實(shí)減沙過多會使黃河口岸線蝕退，到那時就需通過三門峽水庫排沙設(shè)施改造發(fā)揮中游水庫群調(diào)控作用。

《黃土黃河黃種人》記者在1997年第3期對筆者上述對策描述到：“一塊塊高聳的卯卯梁梁在炮聲中填平了深谷，一片片嶄嶄的小平原誕生了……，未來的黃土高原，就由這一片片相對的錯落有致的平原和一座座控制性工程組成，黃土高原的絕對高程就這樣被降低著，沖刷和水土流失就這樣被遏止著，黃河的泥沙來源就這樣被最大幅度地削減……”。而今黃土高原有兩個地區(qū)近年進(jìn)行了大規(guī)模削山填谷行動，削平數(shù)百座山頭，填平山谷，規(guī)模之大令人關(guān)注。有學(xué)者稱，該舉措的學(xué)術(shù)基礎(chǔ)是上述減少入黃沙量之對策，筆者對此喜憂參半。喜的是該舉措對改變水土流失區(qū)的侵蝕基準(zhǔn)面、減少入黃泥沙肯定有效，憂的是當(dāng)?shù)叵魃教顪系哪康氖谴笠?guī)?！霸斓?、建城”，引導(dǎo)開發(fā)商投身于主觀“削山造城填平溝壑”、客觀“減少進(jìn)入黃河沙量”的行動無可厚非，況且還有一定的政策支持，但應(yīng)在技術(shù)、地質(zhì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)層面謹(jǐn)慎論證后，預(yù)留出排洪通道，尤其注意黃土多具濕陷性，土質(zhì)一旦受到人工干擾，其受力結(jié)構(gòu)發(fā)生變化就容易遇水導(dǎo)致變形崩塌，甚至誘發(fā)山體滑坡、崩塌、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。

不少學(xué)者認(rèn)為黃河流域采取自然修復(fù)的手段，是對生態(tài)最有效的保護(hù)。其實(shí)不然，黃土高原自古就是世界上黃土覆蓋最深厚、黃土地形最典型的地區(qū)。20世紀(jì)30年代前，人類活動對植被破壞較少，基本處于自然修復(fù)狀態(tài)，甚至被認(rèn)為“整個黃河流域植被覆蓋率應(yīng)好于現(xiàn)狀” [23]，但當(dāng)遭遇1933年高強(qiáng)度降雨后，陜縣水文站出現(xiàn)了39.1億t的罕見輸沙量，黃河下游發(fā)生的大洪水造成兩岸決口50余處，泛及冀、魯、豫、蘇、皖5個省30個縣，災(zāi)民數(shù)十萬、死亡1.27萬人;再如，林草植被覆蓋率在85%以上的汾川河， 2013年出現(xiàn)高強(qiáng)度降雨后，該河控制站新市河水文站實(shí)測輸沙量達(dá)到了建站以來的最大值1 600萬t。由此可見，采用自然修復(fù)手段，在高強(qiáng)度降雨期減沙作用有限。面向未來我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展向西部轉(zhuǎn)移大局，利用現(xiàn)代工程措施主動攔減入黃泥沙量，從社會與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)的角度講是必要的。

附帶指出，在進(jìn)入下游的沙量大幅減小的情況下[41]，不少人企望將省出的輸沙用水量挪用它處。豈不知洪水幾率變小會引起輸沙動力不足，又因水流挾沙力與含沙量呈正相關(guān)關(guān)系[42]，來水含沙量減小較多后河道輸沙效率也降低不少，且當(dāng)年確定輸沙用水量對應(yīng)的河床仍可能出現(xiàn)淤積[43]，而今若以“河床不抬高”為目標(biāo)，輸送的泥沙必然粗化，沖沙效率也不樂觀。由筆者早期建立的黃河下游洪水沖淤強(qiáng)度關(guān)系式，給出沖淤平衡條件SpQ0.5p=2 000，兩端同乘以Qp0.5T即得輸沙量Ws=SpQpT=2 000Qp0.5T，按水庫調(diào)控的輸沙流量Qp=4 000 m3/s（兼顧河勢調(diào)整需要）、歷時T=7 d，求出下游輸沙量約0.8億t，同小浪底水庫運(yùn)用以來下游年均輸沙量接近，且對應(yīng)的含沙量Sp也與水流挾沙力S*接近。年均來沙若為2.0億～2.5億m3，在Qp、S*不變條件下，即可估算未來下游年均輸沙用水量為60億～75億m3，加上黃河本身水量也減少約100億m3，看來很難擠出較多水量用于生態(tài)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

此外，1987年經(jīng)國務(wù)院原則同意的黃河可供水量分配方案（稱為“八七”分水方案），是以1980年實(shí)際用水量為基礎(chǔ)，綜合考慮沿黃省區(qū)的灌溉規(guī)模、工業(yè)和城市用水增長情況，為黃河水權(quán)確定的。該方案實(shí)施30多a來，經(jīng)濟(jì)格局已發(fā)生了很大變化，各省區(qū)水資源供需矛盾日益加劇，為此在南水北調(diào)東線、中線工程相繼通水后，不少省區(qū)要求調(diào)整分水方案。其實(shí)，分水指標(biāo)多寡關(guān)系著自身的長遠(yuǎn)發(fā)展，方案一旦確定，再調(diào)整就會涉及利益調(diào)整，各省區(qū)對于利益攸關(guān)問題各不相讓，表明調(diào)整敏感而棘手的分水格局并非易事。

5 解決黃河水少的對策

5.1 解決黃河水少的戰(zhàn)略措施是外流域調(diào)水

水少是黃河沖積河段河床不斷淤積升高的主要動力因素，也是黃河難治的另一原因。黃河是唯一流經(jīng)干旱缺水的西北地區(qū)與我國經(jīng)濟(jì)版圖中相當(dāng)重要的華北地區(qū)的大河，其獨(dú)具的地理位置必須肩負(fù)著向相近流域供水的重任。相關(guān)地區(qū)地域遼闊、土地肥沃、光熱資源豐富、晝夜溫差大、日照時間長，有利于多種名、優(yōu)、特糧油和經(jīng)濟(jì)作物生長。黃河中上游地區(qū)具有“富甲能源熱土，唯缺水資源”的突出特點(diǎn)，黃河上游豐茂的草原和寧蒙平原是我國畜牧業(yè)和糧食生產(chǎn)基地，中游的汾渭盆地以及下游的沿黃平原是我國糧食、棉花、油料的重要產(chǎn)區(qū)，只要有了水源，即可做到優(yōu)質(zhì)糧食的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，支撐國家糧食安全，支撐國家能源安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展[28]。然而，黃河年均徑流量不到全國河川徑流量的2%，但養(yǎng)育了全國12%的人口，貢獻(xiàn)了全國14%的GDP，支撐著全國15%的耕地，擔(dān)負(fù)著60多座大中城市以及陜甘寧蒙晉接壤地區(qū)能源基地和中原、勝利兩大油田的供水任務(wù)，還通過引黃濟(jì)津、引黃入冀、引黃濟(jì)青工程等，緩解了其他流域城市生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展用水的燃眉之急[36]。

人口的增長、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及城市化速率的加快，對水資源的需求急速增加，而今環(huán)境安全風(fēng)險日趨增大，尤其華北不少地區(qū)出現(xiàn)了江河斷流、湖泊萎縮、濕地干涸、地下水超采、地面沉降、海水入浸、土壤沙化、森林草原退化，導(dǎo)致土地荒漠化等水生態(tài)災(zāi)害。這里幾千年經(jīng)濟(jì)社會活動形成了巨大人口壓力，其自身水資源已難以維持自然生態(tài)平衡，近幾年國家還在河北雄安地區(qū)建設(shè)國家級新區(qū)，京津冀和膠東等相關(guān)地區(qū)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)日益對黃河供水提出越來越高的要求。但水資源客觀上是華北與黃河中上游地區(qū)持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的最大制約因素，是可持續(xù)支撐我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的剛性條件。特別是黃河水資源嚴(yán)重短缺屬長期性、區(qū)域性、資源性缺水，若依靠節(jié)水工程，大力改造農(nóng)業(yè)設(shè)施，甚至改變農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，則需要巨額的投資，對于財政基礎(chǔ)不好的甘寧青等省區(qū)來說困難很大，也很難長期維持，故必須向黃河增補(bǔ)水源，才能破解黃河水資源短缺與經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的矛盾。根據(jù)我國中長期水資源需求態(tài)勢和水資源安全形勢，應(yīng)該著實(shí)提高黃河流域水安全保障水平，將外流域調(diào)水作為國家水資源安全保障的重大舉措，當(dāng)成保障黃河流域與華北地區(qū)生態(tài)環(huán)境美好、經(jīng)濟(jì)騰飛的戰(zhàn)略措施。

5.2 西線南水北調(diào)與藏水外調(diào)結(jié)合是民族永續(xù)發(fā)展的根本大計

南水北調(diào)西線調(diào)水方案已研究論證了67 a，即使自1987年原國家計委決定開展西線工程超前期規(guī)劃以來，迄今也有32 a，2001年完成的《南水北調(diào)西線工程規(guī)劃綱要及第一期工程規(guī)劃》已納入《南水北調(diào)工程總體規(guī)劃》近20 a。該工程擬從四川境內(nèi)的長江上游調(diào)引一定水量進(jìn)入黃河上游，實(shí)施后可減少氣候變暖對長江流域洪災(zāi)影響，解決黃河流域水資源緊缺狀況[44]。

需要指出的是，跨流域調(diào)水工程建設(shè)決策面臨地方利益博弈難題，西線調(diào)水一期方案擬定調(diào)水量不足200億m3，供水區(qū)即出現(xiàn)較為強(qiáng)烈反對的聲音，畢竟工程還會減少長江上游水力發(fā)電量。鑒于工程的復(fù)雜性，迄今尚沒有被列入國民經(jīng)濟(jì)及社會發(fā)展的規(guī)劃綱要。

2010年筆者到西藏等地調(diào)研后認(rèn)為，西藏豐富的水資源及特殊的地理位置，是有效解決西北及華北大平原水資源短缺問題、破解上述矛盾的潛力所在[40]，即可利用西藏之水置換或補(bǔ)充西線調(diào)水區(qū)四川所需水量，減少西線調(diào)水工程對四川調(diào)水區(qū)的影響，同原西線調(diào)水結(jié)合而言，就是“川水濟(jì)黃、藏水補(bǔ)川”方案。由于藏水補(bǔ)川水量比西線方案調(diào)水量明顯少，工程投資與難度相對不大，何況這又是以彌補(bǔ)南水北調(diào)西線方案調(diào)水區(qū)四川省的水量為目的，西藏與四川存在界河，即不難通過不同部位及不同河流的溝通實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水，不必對海拔高程要求過高，便于充分利用已建或規(guī)劃的梯級樞紐。初期先在昌都（瀾滄江在當(dāng)?shù)啬陱搅髁繛?30億m3）至江達(dá)一帶溝通瀾滄江水系和金沙江水系，將金沙江與雅礱江連通，再由南水北調(diào)西線調(diào)水方案的線路，通過黃河上游支流賈曲自流入黃，賈曲口高程3 442 m，位于甘肅省甘南州瑪曲縣與四川阿壩州阿壩縣的交界處，下距黃河目前唯一能夠長期保持巨大有效庫容的龍羊峽水庫數(shù)百千米。為逐漸增大藏水外調(diào)的水量，可進(jìn)一步溝通怒江、瀾滄江與雅魯藏布江，以調(diào)取更多西藏之水。如果按調(diào)水比例35%計，調(diào)水規(guī)模近400億m3，不僅發(fā)揮“藏水”對四川的補(bǔ)給作用，而且能夠發(fā)揮對黃河與華北平原供水的巨大作用，從而通過加大黃河中上游和鄰近的河西走廊地區(qū)植被與農(nóng)作物種植面積，持續(xù)為國家能源安全、糧食安全、生態(tài)安全提供支撐。為推動相關(guān)工作，2011年筆者在全國政協(xié)十一屆四次會議提交的發(fā)言材料中建議“實(shí)施‘川水濟(jì)黃、藏水補(bǔ)川方案，及早解決西北水資源短缺問題”“及時深入開展南水北調(diào)西線工程前期工作”，得到國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)批示后，受到有關(guān)部門的重視。

水是易輸送的資源，向需水區(qū)供水可以成為促進(jìn)調(diào)水區(qū)經(jīng)濟(jì)增長的途徑。所以，可充分利用藏東南水汽資源豐富、溫濕條件好、環(huán)境修復(fù)快的優(yōu)勢，憑借有利的地形條件，探尋便于實(shí)施的路徑，通過常規(guī)的筑壩截流、開鑿隧道等工程，不排除局部用筑壩所發(fā)之電抽水外調(diào)，或在凍土層以下埋設(shè)輸水管道的方式（實(shí)際上，沿線埋設(shè)輸水管道，具有對生態(tài)環(huán)境影響小及便于分期擴(kuò)大規(guī)模的優(yōu)點(diǎn)），將西藏豐富之水作為特殊資源開發(fā)出來[40]，成為西藏未來經(jīng)濟(jì)增長的途徑。沿途合理設(shè)置調(diào)蓄池（湖），洪水期盡多引蓄災(zāi)害水以減輕調(diào)水區(qū)下游防洪壓力，同時也能在當(dāng)?shù)匕l(fā)揮效益。實(shí)際上不僅是北調(diào)，而且也可向云南等缺水地區(qū)補(bǔ)水，由于西藏與這些地區(qū)水系密切相關(guān)，因此不難實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置。

我國目前國力完全具有對調(diào)水工程的承受能力，藏水外調(diào)工程只要注重方案的可行性或經(jīng)濟(jì)性，避開泥石流、大滑坡和強(qiáng)震區(qū)，減少淹沒損失，力求減少對高原環(huán)境與生態(tài)的影響，結(jié)合受水區(qū)的用水需求、工程規(guī)模等因素，就能在工程實(shí)施階段先易后難、由近及遠(yuǎn)分期推進(jìn)，逐步增加調(diào)水量，在不斷發(fā)揮效益的過程中滾動開發(fā)。

黃河勘測規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司對一期項(xiàng)目建議書進(jìn)行優(yōu)化，提出調(diào)水線路盡量利用隧洞穿越、西線下移方案。其優(yōu)點(diǎn)為：調(diào)水?dāng)嗝嫠砍渑?，調(diào)水比例小，對河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境影響小;利用在建電站作為調(diào)蓄水庫，回避水庫淹沒移民占地及宗教設(shè)施影響問題;后續(xù)水源充足，可為進(jìn)一步實(shí)施西部調(diào)水創(chuàng)造條件。盡管單位調(diào)水量投資較大，調(diào)水到黃河后減少了長江上游水力發(fā)電量，且沒滿足原規(guī)劃調(diào)水目標(biāo)及受水區(qū)需求，但卻能為“藏水補(bǔ)川”和“藏水濟(jì)黃”創(chuàng)造條件?？紤]國家戰(zhàn)略需要，建議將西線南水北調(diào)工程建設(shè)列入國民經(jīng)濟(jì)及社會發(fā)展“十四五”規(guī)劃綱要，方案優(yōu)化時應(yīng)注重同“藏水外調(diào)”相結(jié)合，以“藏水補(bǔ)川”消除對調(diào)水區(qū)的不利影響，并使“藏水濟(jì)黃”這一中華民族永續(xù)發(fā)展的根本大計成為國家經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略支撐和強(qiáng)大的動力源泉。

5.3 以“河南運(yùn)河”增加黃河下游輸沙與生態(tài)用水量

為增加黃河下游水量，可利用黃河以南所處優(yōu)越地理位置開挖有航運(yùn)功能的運(yùn)河（在南水北調(diào)中線線路以東），在鄭州以西桃花峪規(guī)劃壩址上游的入黃口設(shè)置調(diào)節(jié)閘，利用桃花峪水利工程對入黃之水加以調(diào)節(jié)。古籍《漢書》問世前只有黃河才獨(dú)稱為“河”，因該運(yùn)河在黃河以南，故稱之為“河南運(yùn)河”[45]。該運(yùn)河沿途同淮河、漢江流域溝通，直達(dá)丹江口水庫，與相關(guān)防洪體系結(jié)合形成“串聯(lián)水庫”，將淮河、漢江流域無法承受的洪量調(diào)入黃河，將黃河下游河道作為淮河及漢江上游各支流洪水的入海通道，把其他流域的災(zāi)害水變成了黃河下游河道的沖沙、灌溉及生態(tài)用水，減輕黃河水資源供需壓力，從而達(dá)到保證輸沙與河口地區(qū)生態(tài)用水量、減少下游河道淤積之目的。于是在黃河干流水庫調(diào)水調(diào)沙時就有更多余地，且相關(guān)水庫可按“高水高用”原則，相機(jī)調(diào)水北上。再通過河北水系的調(diào)整接濟(jì)京津，實(shí)現(xiàn)黃淮海平原的水資源優(yōu)化配置。實(shí)際上，李殿魁與易賢命兩位著名專家分別提出的水系聯(lián)通治水方案[46-48]，都頗為合理和可行，其中易賢命提出的“南水北調(diào)中線引長江出三峽之水濟(jì)黃圓千年發(fā)展之夢”，思路相當(dāng)開闊。

20世紀(jì)50年代按“梯級開發(fā)”治理思路，在黃河下游修建了位山工程，由此形成了華北平原治水以黃河為界、南北分治的格局，使京杭運(yùn)河黃河以北段斷航，水資源不能南北互補(bǔ)，引發(fā)了華北平原嚴(yán)重缺水和大范圍地面沉降的地質(zhì)災(zāi)害。為在南水北調(diào)西線工程實(shí)施前緩解這種局面，我們正在研究如何將京杭運(yùn)河南北連通并努力恢復(fù)全線航運(yùn)，發(fā)揮京杭運(yùn)河對華北水生態(tài)修復(fù)與我國區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的巨大作用，力爭實(shí)現(xiàn)李殿魁“黃（河）運(yùn)（河）立交、黃運(yùn)分治、以湖濟(jì)運(yùn)，恢復(fù)其通航，有效解決黃運(yùn)矛盾”的治水目標(biāo)[46-47]。

6 結(jié) 論

（1）黃河流域生態(tài)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)存的主要問題是，下游寬河段工程布局同水沙條件不適應(yīng)，尚未形成水沙調(diào)控體系的主體構(gòu)架，中上游區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)薄弱、生態(tài)環(huán)境脆弱，且黃河存在資源性與工程性缺水，水資源短缺一直是協(xié)調(diào)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展關(guān)系的軟肋。

（2）解決黃河下游寬河段治理的對策是，“兩道防線”與生態(tài)治河結(jié)合方案，即運(yùn)用長距離高濃度管道輸沙等手段，重構(gòu)“二灘”農(nóng)業(yè)集成、高灘移民建鎮(zhèn)的功能空間，將高灘解放出來;采用預(yù)制板樁組合壩結(jié)構(gòu)高標(biāo)準(zhǔn)修筑控導(dǎo)工程與防護(hù)堤，以加強(qiáng)第一道防線，有效發(fā)揮控制流路、束流輸沙的作用，保障“二灘”不遭受中常洪災(zāi)，將河勢調(diào)整作為上中游水庫調(diào)度運(yùn)用的子目標(biāo)，通過河道工程引導(dǎo)河勢與提升輸沙能力，實(shí)現(xiàn)寬灘有效利用、中水河勢穩(wěn)定控制與特殊洪水行洪均適應(yīng)的良性治理目標(biāo)。

（3）及早修建古賢與黑山峽水利樞紐工程，構(gòu)成黃河水沙調(diào)控體系的主體，通過全河水沙調(diào)控，促進(jìn)流域生態(tài)建設(shè)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展相協(xié)調(diào)，事關(guān)西部經(jīng)濟(jì)振興與國家生態(tài)、糧食、能源安全大局，因而相關(guān)省區(qū)應(yīng)以國家發(fā)展利益為重統(tǒng)籌考慮，國家要以超前眼光和科學(xué)態(tài)度果斷決策。

（4）為減少進(jìn)入黃河的泥沙量，利用現(xiàn)代工程措施改變侵蝕基準(zhǔn)面，把僅占黃土高原地區(qū)總面積約20%而入黃泥沙卻占總?cè)朦S沙量約80%的水土嚴(yán)重流失區(qū)改造成錯落有致的相對平原，輔以生物措施，主動攔減入黃泥沙并持續(xù)發(fā)揮生態(tài)效益。

（5）實(shí)施西線南水北調(diào)（“川水濟(jì)黃”）與藏水外調(diào)（“藏水補(bǔ)川”乃至“藏水濟(jì)黃”）工程，能為黃河全流域的水沙調(diào)控增加強(qiáng)大動力，以保持河流功能的長久性，為國家供水安全、能源安全、糧食安全、生態(tài)安全提供可持續(xù)的水資源保障。因此，“川水濟(jì)黃、藏水補(bǔ)川”“藏水外調(diào)”為黃河流域與華北平原戰(zhàn)略性水資源科學(xué)配置方案，西線南水北調(diào)和未來的“藏水濟(jì)黃”是關(guān)系中華民族永續(xù)發(fā)展的根本大計，應(yīng)將其列入國民經(jīng)濟(jì)及社會發(fā)展規(guī)劃綱要。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張紅武.根治黃河的對策[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報，2001（3）： 19-22.

[2] 趙業(yè)安，潘賢娣.泥沙研究在黃河治理開發(fā)中的戰(zhàn)略地位[C]//趙文林.黃河泥沙.鄭州：黃河水利出版社，1996：25-34.

[3] 李國英.治理黃河思辯與踐行[M].北京：中國水利水電出版社，2003：1-340.

[4] 張紅武，李振山，黃河清，等.寧蒙黃河治理對策研究報告[R].北京：清華大學(xué)黃河研究中心，2016：1-380.

[5] 張紅武，張歐陽，徐向舟，等.黃土高原溝道侵蝕及壩系相對穩(wěn)定原理與工程規(guī)劃研究[M].鄭州：黃河水利出版社，2010：1-286.

[6] 謝鑒衡.河流泥沙工程學(xué)：上冊[M].北京：水利電力出版社，1981：1-371.

[7] 胡一三，張紅武，劉貴芝，等.黃河下游游蕩型河段河道整治[M].鄭州：黃河水利出版社，1998：1-216.

[8] 張紅武，張俊華，姚文藝.黃河治理方略[J].泥沙研究，1999（4）： 1-7.

[9] 張紅武，江恩惠，陳書奎，等.黃河花園口至東壩頭河道整治模型試驗(yàn)研究[M].鄭州：黃河水利出版社， 2001：1-217.

[10] 王新軍，張紅武，鐘徳鈺，等.黃河上游水沙調(diào)控的關(guān)鍵科學(xué)問題與研究重點(diǎn)[J].人民黃河，2015，37（3）：8-11.

[11] 李文學(xué).黃河治理開發(fā)與保護(hù)70年效益分析[J].人民黃河，2016，38（10）：1-6.

[12] 張紅武.黃河治理及區(qū)域發(fā)展需及早構(gòu)建全流域水沙調(diào)控體系[J].黃河黃土黃種人（水與中國），2013（2）： 1-5.

[13] 張俊華，張紅武.黃河下游河道整治約束機(jī)制及調(diào)控效應(yīng)[G]//黃河水科學(xué)前沿.北京：科學(xué)出版社， 2009 ：318-345.

[14] 張紅武，李振山，安催花，等.黃河下游河道與灘區(qū)治理研究的趨勢與進(jìn)展[J].人民黃河，2016，38（12）：1-10.

[15] 張紅武，江恩惠，白詠梅，等.黃河高含沙洪水模型的相似律[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，1994： 1-216.

[16] 趙業(yè)安，周文浩，潘賢娣，等.黃河下游河道演變基本規(guī)律[M].鄭州：黃河水利出版社，1998：1-200.

[17] 江恩惠，韓其為，李軍華，等.黃河河床演變的典型現(xiàn)象及相關(guān)研究概述[J].人民黃河，2010，32（8）：12-16.

[18] 張紅武.黃河下游“二級懸河”成因及治理對策[C]//黃河下游“二級懸河”成因及治理措施學(xué)術(shù)研討會論文集.鄭州：黃河水利出版社，2003： 171-178.

[19] 王光謙，張紅武，夏軍強(qiáng).游蕩型河流演變及模擬[M].北京：科學(xué)出版社，2006：1-380.

[20] 韋直林.關(guān)于黃河下游治理方略的一點(diǎn)淺見[J].人民黃河，2004，36（6）：17-18.

[21] 寧遠(yuǎn)，胡春宏，張紅武，等.黃河下游河道與灘區(qū)治理考察報告[R].鄭州：黃河水利委員會，2012：1-65.