我国大江大河长治久安的工程性保障措施是高坝大库吗？

【专家解说】：高坝大库是我国大江大河长治久安的工程性保障措施 李 东 黄河水利委员会水文局 摘要：2010年我国先是西南特大干旱，连饮水都严重困难，之后接着南方、东北出现水灾，长江三峡水库拦蓄比“1998”要大的洪峰，全球变暖导致气候异常频繁发生。尽管我们大江大河防洪体系已经初步建立，但防止特大洪水我们还没有足够的准备，“大水涨上天怎么办？”，总库容是流域径流量2倍以上才可能保障有效防汛库容，需要特大型的水库，骨干控制性工程，高坝大库容工程措施是保障；同时也是“洪水资源化利用”的必需要求。规划中干支流的水电站可设计为高坝大库容，平时低水位运用，到了汛期可作为防洪库容应用，尽量多地把洪水拦蓄在水库里，减少入海和出境径流，提高水资源可开发利用量和水能资源的利用，为国家建设提供充足的水资源和优质的绿色能源，结合科学化管理调度，同时为大江大河的长治久安提供工程性保障措施。 关键词： 高坝大库 防汛库容 大江大河 长治久安 洪水资源化 1. 气候异常防大水 全球变暖导致气候异常频繁发生，2010年中国西南大旱范围波及五省市区（云南、贵州、广西、四川及重庆）并蔓延到湖南等省市。旱灾影响范围由传统的农业扩展到工业、城乡居民生活、生态环境等领域，工农业争水、城乡争水、超采地下水和挤占生态用水现象越来越严重，特别是人畜饮水严重困难，花费很大人力物力。 紧接着南方、东北发生水灾，长江三峡水库拦蓄比“1998”更大的洪峰。这标志着我国水旱极端灾害性天气突发多发，发展趋势和严重程度呈现暴雨强度大、灾害分布广、受灾程度重。 近年“百年一遇旱涝”不绝入耳，全球气候变化是否预示水文系列的异常有可能频发，大尺度天气灾难的出现概率有可能增多，“大水涨上天怎么办？”，这是我们面临思考的严峻问题。黄河上曾有“道光二十三，洪水涨上天，冲走太阳渡，捎带万锦滩”之说。 毫不讳言，经过数十年的经济发展，水利“兴利除弊”的大江大河防洪体系已有了长足的发展，抵御洪水灾难的体系已经形成，这是水利史上的辉煌成就。标志性的是黄河小浪底枢纽工程和长江三峡枢纽工程的建成。 然而，我们必须清醒地认识到这仍不够。尽管我们大江大河防洪体系已经初步建立，但防止特大洪水我们还没有足够的准备。比如黄河流域水库库容早已超过了年平均径流量，但是，真正在防洪中起到作用的只有小浪底水库。 “万里长江险在荆江”，有了三峡水库，把荆江大堤的防洪标准提高到百年一遇，三峡水库有约221.5亿m3的防洪库容，2010年7月流量达7万m3/s的特大洪峰，三峡水库有效消峰40%以上，拦蓄洪水70亿m3左右。 尽管三峡可以抵御9.88万m3/s的洪峰，但对整个长江的防洪尤其是支流防洪所起的作用不会全包，三峡解决不了整个长江流域的洪水。在中国大众会有一种概念，好像有了三峡，就什么都解决了，这是不可能的，它需要干支流、上中下完整体系。 “国际水事要览”提出2010年：洪水之年？2010年，我国洪涝灾害种类多、分布范围广、灾情程度重，有7座小二型水库和1座小一型水库垮坝，上千座水库出险，但是需要指出的是出险与溃坝的仅是中小型水库。 2. 防洪体系需要多库联调 我国水库大坝的建设多在山岭峡谷与多泥沙河流，水库的库容受沙泥的淤积和泥石流、滑坡塌岸等堆积，有效库容减少。尤其是黄河上的水库最为明显，如三门峡水库的泥沙淤积，库容锐减，只得改建，设计防洪能力远远不能达到。 我国水库大多不能达到多年调节，如黄河龙羊峡水库设计蓄水位2600m，总库容247亿m3，调节库容194亿m3，是一座具有多年调节性能的大型综合利用枢纽工程，也是我国水库中为数不多的多年调节水库，但也没能起到多年调节作用。三峡水库具有我国最大的库容，但也仅仅属于季调节。 无论是防汛水库或是水力发电、灌溉供水水库（坝）均要求汛期来临时放空水库，留出防汛库容，以备防止大洪水。 防汛是“宁信其有，不信其无，宁信其大，不信其小；宁可备而不用，不可用而不备”。因此，我国为了防洪需要把有限的水库腾出，而把大量宝贵的水资源放流入大海；黄河小浪底为了充分利用这“弃水”，实施了“调水调沙”，让“弃水”顺便把库区淤积的泥沙排走，提高水库的使用寿命，同时冲刷下游河道降低高程，从而减轻下游河道淤积，甚至达到冲刷或不淤的效果，实现下游河床不抬高的目的。 应对“大水涨上天怎么办”，只能增加有效防洪库容，多库联调，同时或错峰蓄洪等措施把洪水拦蓄在水库里，这就需要整个流域水库联合调度，比如黄河干流上的龙羊峡水库、小浪底水库，甚至启用三门峡水库，支流上的故县水库、陆浑水库等的联合调度运用，探讨合理不弃水或少弃水的防洪。 3. 水力发电大力发展应更多承当公益库容 水电是我国仅次于煤炭的第二大常规能源资源，更是目前可再生和非化石能源中资源最明确、技术最成熟、最清洁和最经济的能源，水电对我国降低二氧化碳排放、发展低碳经济的作用和效果将愈加显现。 水电的突出特点就是可再生与清洁，水电的绿色能源地位已成为共识。水电实际上是可再生能源、清洁能源中最现实、最成熟的能源，而且也是最丰富的能源。 从水电能源来看，水是“蓄之不尽用之不竭”，水能是其它替代能源，因此“水变煤”，“水变油”，“水变气”，通过高坝水库变成了现实。 水力发电在利用公共水能资源的同时，应该承担公益性的义务，特别是汛期防洪更不用说了。水利公益性项目大多数是为社会提供公共服务,即主要提供非盈利的为社会大众所需的项目,如防洪、排涝、水土保持等，也可能会包括一些盈利部分。我国大部分水库工程都是国家为主建设的,其利用水力发电的收益相当部分负担维护工程保障其公益性功能的良性运转。 为水力发电而修建的水库大坝等水利枢纽工程，今后需要考虑承担除防洪外的更多公益性义务，这也是在利用公共水能资源的同时，对社会的一个补偿，包括兼顾农田灌溉、城市生活与工业供水、饮水安全、构建黄金航道、跨流域调水等，还应维护河道以便形成良好生态环境与优美风景景观。除外更重要的是考虑洪水资源化，这不但是水量的合理利用，也是水能资源的充分利用，是双赢的考虑，这需要在水力发电设计时更多考虑承担社会公益性的库容，以便使兴建工程在满足充分利用水能发电同时，发挥更多的社会公益性义务。总之，水利工程体系与人类生活生产密不可分，现在与将来一定为社会发展与进步做出不可或缺的贡献，有助于中华民族走向复兴，无法估量的社会公益性是第一位的也将是永恒的。 4. 高坝大库在“洪水资源化利用”中的作用 要想“洪水资源化”，需要拦截洪水，使其留下来而被利用，大型高坝大库的建立为大江大河洪水资源化利用带来了可能。 只有通过建立高坝大库有更多的蓄水库容，才有可能实现“洪水资源化”。我国建设了小浪底，特别是三峡水利枢纽工程，具备了特大型水库的建设经验和能力。有具有调节洪水能力大库高坝大系统骨干工程作基础，依靠关键技术作支撑，才能拦蓄更多洪水，用于社会经济发展和河道自身环境维护。 洪水资源化就是把入海汛期洪水拦截下来留在陆地以备利用，增加水力发电水量、作为社会供水和生态环境用水等。根据目前情况，黄河干支流大中型水库兴利库容达到453.6亿m3，约占黄河多年平均径流量591.8亿m3的76.6%（不含内流区），其中大型水库兴利库容约408.1亿m3，约占黄河多年平均径流量的69.0%，这种比例已相当高，正因为黄河拥有较高比例的高坝大库，所以基本能够控制住径流，包括汛期一般的洪水，也正因为有较高的比例的高坝大库，才可以对径流进行较为合理的调度,使得断流得以解决；才有可能进行调水调沙尝试，并取得较好效果。当然，如果保持黄河长治久安仍需要建立骨干控制性工程。 而长江根据有关文献，至2009年底，长江流域已经建成各类水库4.6万座，总库容超过2500多亿m3，总兴利库容超过1200多亿m3，其中大型水库166座，总库容1908亿m3，总兴利库容966亿m3。大型水库占长江水库总库容及总兴利水库的比例分别为76%和81%，可见大型水库数量虽然不多，但总库容所占比例很大。与多年平均地表径流量9856亿m3比较，长江已建水库总库容及总兴利库容分别占到25%和12%，其中大型水库总库容及总兴利库容分别占长江地表水量的19%和10%，所以长江要想较为充分合理利用水资源和水能资源，还需要兴建大量的高坝大库。 5. 高坝大库对黄河调水调沙作用 利用洪水通过水库调度水沙把库区和河道内的泥沙排入大海。只有在小浪底水库建成才得以实现，1999年10月25日总库容126.5亿m3的黄河小浪底水利枢纽下闸蓄水，2000年实现了自1991年以来黄河首次全年不断流。小浪底水利枢纽建成蓄水为黄河下游保障不断流提供了强大的保障措施。也为黄河开展了大规模性调水调沙提供了可能。 黄河特点是“水少沙多、水沙不平衡”，首任黄河水利委员会主任、著名水利专家王化云和他的同事们，在“上拦下排”的治黄方针的基础上比较系统地提出了“调水调沙”的治黄思想。三门峡工程的运用实践工程中进行了“调水调沙”试验，小浪底水库正式建成使用为调水调沙由理论到实践的飞跃提供了先决条件。 黄河水利委员会主任李国英说：“多年来，治黄人一直在探索通过人工手段，塑造一种人工的理想的水沙关系，利用自然规律改变当前天然不平衡的水沙关系，但这要有两个前提，一是要有大型调节水库，二是运用现代化的科技手段。” 但必须指出，随着小浪底水库的淤积，小浪底水库单库调水调沙水动力不足的局面已逐步显现。因此，应尽快上马古贤水库，构建完善的黄河中下游水沙调控体系，发挥黄河调水调沙的长期效益。 从黄河水沙的特性来看，黄河下游有“大水带大沙”及“大水出好河”的规律，水沙搭配协调，充分认识并利用自然规律，可能会起到四两拨千斤的作用。所以探讨黄河中常洪水的“洪水资源化”利用，实施大规模调水调沙将有可能使调水调沙事半功倍。 大柳树水利枢纽的开发任务是：优化配置黄河水资源，缓解下游断流；改善水沙条件，减轻河道淤积萎缩；为自流和低扬程灌溉创造条件，改善生态环境，帮助群众脱贫致富，保障粮食安全；发电；宁蒙河段防洪防凌；南水北调工程实施后进行水量调节等。 从资料上看，黄河黑山峡段含沙少、落差大，蕴藏着丰富的水资源。黑山峡是黄河上游具有修建大型水库条件的峡谷之一，也是黄河上游最后一个可建高坝水库的峡谷。 宁夏和甘肃两个省区之间的关系问题，大家都希望把这个工程建在自己省区内，这与现行的财政税收政策有关。原国家计委、水利部审查通过的《黄河治理开发规划纲要》，将大柳树枢纽列为黄河水沙调控体系7大控制性骨干工程 6. 高坝大库容以发电为主低水位运行，遇到大洪水年份尽可能蓄洪 1998年长江大洪水以来，我国不断健全完善突发事件应急处置机制，不断完善突发事件信息收集、统计和发布机制。对干支流上已建水库，设法增大防洪库容，做好三峡工程建设。加快建设干支流上新水库，对病险水库除险加固。 在采取工程同时，还需要提高防洪现代化技术，建设防洪指挥系统，发展气象卫星，配备现代化水文观测设施，加强气象预报和洪水预报，加强抗洪抢险方面的科研工作，以便全面了解和掌握洪水发生、发展和消退规律，采取正常情况下低水位发电运行，遇到洪水、或大洪水时尽可能蓄洪，以便能够改变以往的泄洪防汛运作，争取尽量多拦蓄部分洪水径流。 正因为洪水期为了防洪，每年我国超过2万亿m3河川径流水资源没有被利用流入海或出境了。 我国水库调节能力有限有效防库容不足，比如黄河上仅有龙羊峡为多年调节水库，而著名的三峡水库也只是季调节水库。 为了大江大河的长治久安，总库容是年流域径流量2倍以上才可能保障有效防汛库容，需要特大型的水库，高坝大库容工程措施是保障。 把以洪水为主的水资源存储滞留在陆地，储蓄在大坝水库，减少流入大海大洋里也有助于减少海平面的升高趋势。 建议在可靠科学的长期预报基础上，长江流域以三峡水库以上可分为三级，在干支流前端的水库作为一级，可在汛期中蓄洪，中间大量水库依次8月中下旬蓄洪、三峡水库和丹江水库可在9月蓄洪，这样就形成了汛期中后期的蓄洪达到了梯级利用洪水发挥更大的效益。 7. 结合科学化系统化智能化管理高坝大库容确保大江大河安全 一位防汛办主任说，实施调度难在未来的不确定性，让我们很头疼，预报有一定误差。现在在汛期原则上防洪是首要任务，但是也要兼顾，充分发挥综合效益。 三峡大坝建好后保证下游枯水期流量不低于5000 m3/s有了可能，这样有利于下游的航运安全和最大效益，保障生态安全。 水库蓄不满水在我国是比较普遍存在的问题，一方面的确缺少骨干水库和梯级水库调节能力有局限，另一方面水库不敢蓄水是当前的最大问题，洪水难以资源化。保障大江大河安全与给予洪水出路结合，尽可能充分利用资源洪水。 跨流域调水与国际河流开发利用、减少入海径流“洪水资源化”通过建立高坝大库容达到这一目的，通过工程措施应对气候异常“超标准洪水”，结合管理科学化智能化，汛期前后“电调”严格服从于“水调”，达到大江大河的长治久安提供工程性保障措施。 建立国家级的流域水库联蓄群调管理体制和机制，全国一盘棋，以流域为单元统一水量蓄水机制与发电用水有机结合的体系。 以流域单元的水库联合调度系统的建设，使全国大型水利工程、骨干控制性工程、阶梯开发水库等成为一个调度整体，优化防洪抗旱、水量调度或水沙调控体系，建立与完善电力调度系统，优化电调与水调发挥最佳的协调关系。 在考虑我国未来二十年经济的发展和技术上可行，建设高坝大库的基本条件逐步成熟，高坝大库容将极大有利于防大洪、防凌，拦沙与多库调水调沙，发电，特别是洪水资源化成为可能。