黃河演變過程的宏觀分析——再論21世紀(jì)“水沙分離，高效輸沙”治黃設(shè)想
1、引言
筆者于2001年參加研究21世紀(jì)治黃新思路時(shí)寫過一篇題為《潘季馴束水攻沙理論研究——兼論21世紀(jì)“水沙分離，高效輸沙”治黃設(shè)想》的文章，水信息網(wǎng)很快予以刊登，至今已有1000多人看到該文，深表感謝。
上文通過對(duì)潘季馴束水攻沙理論不斷發(fā)展的過程以及黃河目前的現(xiàn)實(shí)如水資源利用率大幅度提高、河道淤積嚴(yán)重、平灘流量大幅度下降、徑流量銳減等情況的分析，認(rèn)為治黃措施亟待調(diào)整；以水土保持為基礎(chǔ)，建立在水庫(kù)群調(diào)控下的水沙分離、高效輸沙機(jī)制是解決下游河道嚴(yán)重淤積問題切實(shí)有效的措施之一。
本文是對(duì)上文的補(bǔ)充論述。潘季馴束水攻沙理論和實(shí)踐強(qiáng)調(diào)利用下游河道排沙，在實(shí)踐過程中以前有難度今后難度更大。利用上中游攔沙減淤是1955年黃河規(guī)劃報(bào)告的基本思想，在實(shí)踐過程中發(fā)展為“上攔下排”以及“攔、排、調(diào)、用”的思想。“水沙分離，高效輸沙”治黃設(shè)想符合這種思想。
2、黃河演變過程
黃河在漫長(zhǎng)的演變歷史過程中大致可以分為以下5個(gè)階段。
（1）自然狀態(tài)階段。時(shí)間以萬年計(jì)。在這個(gè)階段，黃河沒有束縛，隨心所欲，來回?cái)[動(dòng)，填海造陸，創(chuàng)造出極其廣大的陸地。
（2）在堤防系統(tǒng)束縛下進(jìn)行橫向控制的“下排”階段。時(shí)間以千年計(jì)。在春秋時(shí)代，隨著人口增加，人類活動(dòng)增多，下游日漸開發(fā)，為了發(fā)展生產(chǎn)的需要，沿河諸侯各自為利，先后筑堤。至戰(zhàn)國(guó)時(shí)，兩岸堤防上下多連貫在一起，且具有一定規(guī)模。筑堤后，由于兩岸堤距之間容量有限，泥沙淤在河槽內(nèi)，河床逐漸抬高而成為地上河，防御洪水能力也隨河床淤高而降低，故決口改道逐漸增多。
（3）以水庫(kù)工程為主進(jìn)行縱向控制的“上攔”階段，或可稱為“蓄水?dāng)r沙”階段。1955年全國(guó)人大通過的黃河綜合規(guī)劃，具有很高的權(quán)威性，因此得到迅速貫徹執(zhí)行，對(duì)治黃工作影響極大。黃河綜合規(guī)劃明確提出所應(yīng)采取的方針就是“蓄水?dāng)r沙”。主要措施有二：第一，在黃河的干流和支流上修建一系列的攔河壩和水庫(kù)，可以攔蓄洪水和泥沙，防止水害；可以調(diào)節(jié)水量，發(fā)展灌溉和航運(yùn)；可以取得大量的廉價(jià)的動(dòng)力。第二，在黃河水土流失嚴(yán)重地區(qū)，開展大規(guī)模的水土保持工作。這樣既避免了中游地區(qū)的水土流失，也消除了下游水害的根源。為了首先解決黃河的防洪、發(fā)電、灌溉和其他方面最迫切的問題，提出第一期計(jì)劃。其中最為關(guān)鍵和迫切的工程是決定修建三門峽樞紐工程和為保護(hù)三門峽水庫(kù)在中游地區(qū)修建攔泥庫(kù)工程。
（4）“上攔下排”階段。在總結(jié)三門峽水利樞紐工程經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，1963年3月，王化云提出：“在上中游攔泥蓄水，在下游防洪排沙，一句話‘上攔下排’，是今后治黃工作的總方向。”過去總認(rèn)為黃河治本只是上中游的事，上中游問題解決了，下游的問題就好辦了。從失誤和挫折中，當(dāng)時(shí)認(rèn)識(shí)到“黃河治本不再只是上中游的事，而是上中下游整體的一項(xiàng)長(zhǎng)期艱巨的任務(wù)”，“下游也有治本任務(wù)”。
從“蓄水?dāng)r沙”到“上攔下排”，可以說是治黃指導(dǎo)思想上的一次重要發(fā)展。在這一思想指導(dǎo)下，治黃工作一方面在黃河中游進(jìn)行調(diào)查研究，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，抓緊進(jìn)行“上攔”工程的試驗(yàn)和探索；一方面在下游加強(qiáng)“下排”措施，大力恢復(fù)下游河道的防洪能力，進(jìn)一步推動(dòng)了治黃的實(shí)踐。
（5）“上攔下排，兩岸分滯”及“攔、用、調(diào)、排”階段。1975年8月上旬，淮河流域發(fā)生了一場(chǎng)罕見的特大暴雨，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)帶來了嚴(yán)重?fù)p失。遵照國(guó)務(wù)院關(guān)于要嚴(yán)肅對(duì)待特大洪水的批示，1975年12月中旬在鄭州召開了“黃河下游防洪座談會(huì)”。一致認(rèn)為，黃河下游花園口站有可能發(fā)生46000立方米每秒的洪水，建議采取重大工程措施，逐步提高下游防洪能力，努力保障黃淮海平原的安全。會(huì)后，水電部和河南、山東兩省聯(lián)名向國(guó)務(wù)院報(bào)送了《關(guān)于防御黃河下游特大洪水的報(bào)告》！秷(bào)告》提出：當(dāng)前黃河下游防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低，河道逐年淤高，遠(yuǎn)不能適應(yīng)防御特大洪水的需要，“擬采取‘上攔下排，兩岸分滯’的方針，即在三門峽以下興建干支流工程，攔蓄洪水；改建現(xiàn)有滯洪設(shè)施，提高分滯能力；加大下游河道泄量，排洪入海。”
以后，修建了小浪底、洛河故縣水庫(kù)工程，加高加固了堤防等。人民治黃以來，黃河下游先后興建了以干支流水庫(kù)、堤防、河道整治工程、分滯洪區(qū)為主體的“上攔下排、兩岸分滯”的防洪工程體系。同時(shí)水文、信息網(wǎng)絡(luò)、通信及防洪組織管理等非工程措施也得到了進(jìn)一步加強(qiáng)，初步形成了較為完善的黃河下游防洪體系。
王化云回顧40余年人民治黃的歷程，認(rèn)為：通過修建干支流水庫(kù)，特別是三門峽水庫(kù)的運(yùn)用實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)在黃河上修建水庫(kù)，既能調(diào)節(jié)徑流，還能調(diào)節(jié)泥沙。通過干支流水庫(kù)（主要是干流七大水庫(kù)），調(diào)水調(diào)沙，變水沙不平衡為水沙相適應(yīng)，更好地排洪、排沙入海，同時(shí)充分利用黃河水資源，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。
王化云認(rèn)為，今后治理黃河主要還得靠干流。擬建的小浪底、磧口、龍門（后改為古賢）、大柳樹水庫(kù)，連同已建的三門峽、劉家峽、龍羊峽共七大水庫(kù)，是黃河干流上對(duì)水沙調(diào)節(jié)有重要作用的骨干工程。“攔”（攔水?dāng)r沙）、“用”（用洪用沙）、“調(diào)”（調(diào)水調(diào)沙）、“排”（排洪排沙），其中哪一項(xiàng)也離不開七大水庫(kù)的重要作用。“七大”水庫(kù)建成后，連同伊、洛、沁河支流水庫(kù)，全河即可形成比較完整的、綜合利用的工程體系，實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度，調(diào)水調(diào)沙，充分利用黃河水沙資源，發(fā)揮最大綜合效益。
總起來說，王化云把整個(gè)黃河看成了一個(gè)大系統(tǒng)，主張運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法，通過攔水?dāng)r沙、用洪用沙、調(diào)水調(diào)沙、排洪排沙等多種途徑和綜合措施，主要依靠黃河自身的力量來治理黃河。他認(rèn)為，從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，黃河水資源不足，還要進(jìn)行南水北調(diào)。到那時(shí)，黃河將發(fā)生根本性的變化，真正成為一條利河了。
3、對(duì)黃河演變過程的評(píng)析
（1）淤積、改道、再淤積、再改道是黃河的自然特性。這是形成華北平原并奠定黃河是中華民族“母親河”地位的原因之一。1933年李儀祉先生就指出：“觀黃河者須知孟津、天津、淮陰三角形，直可以三角洲視之，魯西山地昔海島也，則此三角形面積中俱黃淮諸流淤積而成也。所以如此之廣者，遷徙之功也”。
提出這一觀點(diǎn)與當(dāng)前權(quán)威性的表述并不矛盾。例如近年完成的《黃河流域防洪規(guī)劃》指出：“黃河水沙具有水少沙多、水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)的顯著特點(diǎn)。主要表現(xiàn)三個(gè)特點(diǎn)：一是水少沙多，進(jìn)入黃河下游天然水量?jī)H有560億立方米，輸沙量高達(dá)16億噸，多年平均含沙量28.6千克每立方米，實(shí)測(cè)最大含沙量911千克每立方米(1977年)，輸沙量和含沙量均為大江大河之最；二是水沙異源，水量主要來自上游蘭州以上，沙量主要來自河口鎮(zhèn)至三門峽區(qū)間，蘭州以上來水占全河55.6％，遠(yuǎn)超過流域面積占全河流域面積30%的比例，河口鎮(zhèn)至三門峽區(qū)間來沙占全河91％，遠(yuǎn)高于流域面積占全河46%的比例；三是天然水沙量分布不均，主要集中在汛期7月～10月，水量約占全年的60%，沙量更為集中，占90％，且往往集中在幾場(chǎng)洪水，水沙量年際間變化也很大，沙量更為集中，往往集中在幾個(gè)大沙年份。” 在上述三個(gè)特點(diǎn)作用下，在黃河自然發(fā)展或者人類缺乏有效干預(yù)手段時(shí)結(jié)果就是淤積甚至強(qiáng)烈淤積，淤積的結(jié)果就是改道。
黃河在形成華北平原過程中淤積了多少泥沙才得以形成這一面積達(dá)到25萬平方公里的大平原。目前只能依據(jù)現(xiàn)有資料進(jìn)行估算。例如如果采用黃河切穿三門峽的時(shí)間為距今15萬年前，黃河下游年均輸沙量16億噸，那么淤積總量約是240萬億噸。由于采用方法、技術(shù)路線和條件不同，就會(huì)得出不同的結(jié)果。但泥沙淤積總量至少在200萬億噸以上被一些學(xué)者所認(rèn)同。
對(duì)應(yīng)上述階段劃分，黃河填海造陸主要是在自然狀態(tài)階段取得的。由此也可以看出黃河泥沙是寶貴的自然資源。認(rèn)識(shí)自然規(guī)律、服從自然規(guī)律、把握自然規(guī)律，讓寶貴的自然資源服務(wù)于社會(huì)和人民是治黃的根本所在。
（2）隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，為實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)生存發(fā)展和在華北平原進(jìn)行開發(fā)生產(chǎn)就必須用必要的措施把自然狀態(tài)的黃河也包括威脅人類社會(huì)生存發(fā)展的其它河流加以約束。這是堤防產(chǎn)生的原因也是人與河流斗爭(zhēng)的開始。由于黃河淤積、改道、再淤積、再改道的自然特性十分顯著，當(dāng)?shù)谭兰s束力小于黃河自然力時(shí)黃河就發(fā)生決口改道。因此，歷代對(duì)黃河造成的災(zāi)害特別是洪水災(zāi)害史不絕書。根據(jù)《黃河下游防洪減淤規(guī)劃》：“黃河下游的水患?xì)v來為世人所矚目。從周定王五年（公元前602年）到1938年花園口扒口的2540年中，有記載的決口泛濫年份有543年，決堤次數(shù)達(dá)1590余次，經(jīng)歷了五次大改道和遷徙。洪災(zāi)波及范圍北達(dá)天津，南抵江淮，包括冀、魯、豫、皖、蘇五省的黃淮海平原，縱橫25萬平方公里，造成了巨大的災(zāi)難。” 必須防治嚴(yán)重的洪水災(zāi)害，使人民少受洪水威脅。因此，在理論和技術(shù)水平相對(duì)較低的時(shí)代治黃的主要任務(wù)就是防洪。
在明清時(shí)期出現(xiàn)了一種劃時(shí)代的治河思想，以潘季馴治河思想為代表的“束水攻沙”理論。在這一理論指導(dǎo)下，開展了修建窄堤，約束洪水，努力“下排”的實(shí)踐；進(jìn)行了根據(jù)“淮清河濁，淮弱河強(qiáng)”的特點(diǎn)，一方面筑堤防止黃水南侵入洪澤湖，另一方面加強(qiáng)洪澤湖東岸的高家堰，充分利用洪澤湖蓄淮河之水，以清刷黃，黃淮二水相匯，河不旁決則槽固定，沖刷力強(qiáng)，有利排沙入海，竭力“下排”，即“蓄清刷黃”的實(shí)踐。但從潘季馴等的治河實(shí)踐可以看出無論束窄堤距還是增水沖沙對(duì)下游河道減淤都有積極影響，同時(shí)又受到各種因素的制約，有其局限性。這種實(shí)踐以清咸豐五年 (1855年) 黃河再次決口改道而結(jié)束。實(shí)施“束水攻沙”措施對(duì)延長(zhǎng)黃河下游河道壽命起到的作用是重大的，充分說明人類在自然規(guī)律面前具有能動(dòng)作用。
但是，在堤防系統(tǒng)束縛下進(jìn)行橫向控制的“下排”階段進(jìn)行的長(zhǎng)期的治黃實(shí)踐和探索也告訴我們只依靠堤防約束進(jìn)行“下排”并不能夠完全解決黃河下游的淤積問題，“下排”不掉的泥沙造成的河道淤積仍然十分嚴(yán)重。試想如果人類具有與河道淤積相對(duì)應(yīng)的筑堤技術(shù)和能力，把25萬平方公里上的泥沙予以堆積，堤防真有上天的可能。因此，當(dāng)時(shí)出現(xiàn)了黃河下游堤防“隆之于天”的議論。
（3）自1946年人民治黃以來，黨和國(guó)家對(duì)治黃工作的高度重視，治河理論和實(shí)踐的探索都有突破性發(fā)展。王化云根據(jù)國(guó)家的方針政策，結(jié)合黃河實(shí)際，使治黃工作由下游防洪走向全河治理，使黃河的面貌發(fā)生了很大變化。
1954年10月，編制完成的《黃河綜合利用規(guī)劃技術(shù)經(jīng)濟(jì)報(bào)告》(簡(jiǎn)稱《技經(jīng)報(bào)告》) ，后經(jīng)全國(guó)人大通過，具有很高的權(quán)威性，因此得到迅速貫徹執(zhí)行，對(duì)治黃工作影響極大！都冀(jīng)報(bào)告》選定三門峽水利樞紐為實(shí)施黃河規(guī)劃的第一期重點(diǎn)工程！都冀(jīng)報(bào)告》指出：“在選擇第一期工程時(shí)，必須能夠解決防洪、攔沙、灌溉、發(fā)電以及航運(yùn)等綜合利用任務(wù)。在黃河中游，只有三門峽是唯一能夠達(dá)到這樣要求的水利樞紐。” 國(guó)務(wù)院副總理鄧子恢在第一屆全國(guó)人大會(huì)第二次會(huì)議上作的《關(guān)于根治黃河水害和開發(fā)黃河水利的綜合規(guī)劃的報(bào)告》中指出：“我國(guó)人民從古以來就希望治好黃河和利用黃河。在實(shí)行送走水、送走泥沙的治河辦法同時(shí)，控制水、控制泥沙而加以利用的想法，古時(shí)也早有人提出過。例如公元前七年，西漢的賈讓就曾向當(dāng)時(shí)的皇帝漢成帝提出了一個(gè)沒有被采納的建議，要在現(xiàn)今河南？h附近的黃河北岸修筑三百余里的石堤，堤下多設(shè)水門并修渠，‘旱則開東方下水門溉冀州，水則開西方高門分河流’。我國(guó)近代的水利學(xué)者李儀祉，首先指出了從中游著手治河的必要，并提出過在中游防沙的兩種方法：‘（一）防止沖刷，以減少其來源。（二）設(shè)置谷坊，以堵截其去路。’他們的理想只有到我們今天的時(shí)代，人民民主的毛澤東時(shí)代，才有可能實(shí)現(xiàn)——當(dāng)然是高得多的水平上實(shí)現(xiàn)。國(guó)民黨政府在一九四六年請(qǐng)來的美國(guó)顧問雷巴德、薩凡奇、葛羅同，在他們的作的‘治理黃河初步報(bào)告’中，雖然承認(rèn)水土保持工作的重要，卻認(rèn)為‘以之推行于整個(gè)區(qū)域而生效，需時(shí)或?qū)?shù)百年’。這不能不叫人想起周朝的人早就說過的說：‘俟河之清，人壽幾何！’但是現(xiàn)在我們不需要幾百年，只需要幾十年，就可以看到水土保持工作在整個(gè)黃土區(qū)域生效；并且只要六年，在三門峽水庫(kù)完成以后，就可以看到黃河下游的河水基本上變清。我們?cè)谧母魑淮砗腿珖?guó)人民，不要多久就可以在黃河下游看到幾千來人民所夢(mèng)想的這一天——看到‘黃河清’！”
當(dāng)時(shí)主要設(shè)想以“上攔”工程，控制水、控制泥沙而加以利用，這是“上攔”階段的開始。
三門峽工程于1957年4月開工，1960年9月開始蓄水?dāng)r沙。但原設(shè)想的支流攔泥庫(kù)工程未能修建，水土保持工作也沒有達(dá)到如期效果。由于水庫(kù)淤積嚴(yán)重和庫(kù)區(qū)移民工作困難，1962年3月改為“滯洪排沙”運(yùn)用。70年代三門峽工程改為“蓄清排渾”運(yùn)用。水庫(kù)改變運(yùn)用后，在“滯洪排沙”運(yùn)用期間，庫(kù)區(qū)淤積有所減緩，但潼關(guān)河底高程并未降低，庫(kù)區(qū)“翹尾巴”現(xiàn)象仍在繼續(xù)發(fā)展。因而在1957年、1962年、1963年、1964年展開了多次治黃大爭(zhēng)論并決定對(duì)三門峽工程進(jìn)行了兩次改建。
錢正英指出：中華人民共和國(guó)成立后，江河治理取得很大成功，但也曾發(fā)生過失誤。最大的失誤是1955年有關(guān)治黃方案的決策。由于對(duì)客觀規(guī)律認(rèn)識(shí)不足，制定了“節(jié)節(jié)攔泥，層層蓄水”的治黃規(guī)劃，要求以水土保持、支流攔泥水庫(kù)和干流三門峽水利樞紐等三道防線，把黃河的洪水和泥沙全部攔蓄在中游，解除下游的防洪負(fù)擔(dān)，并使黃河下游變清。但實(shí)踐證明這個(gè)決策是錯(cuò)誤的；水土保持不能達(dá)到預(yù)期效果；攔泥水庫(kù)的代價(jià)太大，大多數(shù)不能修建；三門峽的淤積嚴(yán)重，超過預(yù)計(jì)，特別是淤積部位向上游發(fā)展，形成“翹尾巴”威脅西安。經(jīng)過反復(fù)調(diào)查后，三門峽從原來“蓄水?dāng)r沙”的高壩大庫(kù)大電站，改為“蓄清排渾”的低水頭徑流電站；下游河道從原來的完全依靠三門峽及上中游解決洪水泥沙，改為通過綜合治理，盡量發(fā)揮河道的排洪排沙作用。由于及時(shí)修改了規(guī)劃思想，使治黃事業(yè)走向正確的道路，取得了巨大成就。
“上攔”階段時(shí)間不長(zhǎng)，但通過這次實(shí)踐，有諸多啟示。
第一，僅依靠“上攔”工程的縱向約束也有局限性，“上攔”庫(kù)容相對(duì)于源源不斷的泥沙明顯不足。攔在水庫(kù)里的泥沙應(yīng)是“暫存”，而不應(yīng)是“永存”。有人把水庫(kù)比做水銀行，是對(duì)水庫(kù)調(diào)蓄徑流的形象比喻。水庫(kù)對(duì)泥沙也應(yīng)該是調(diào)蓄，而非“死攔”。只有調(diào)蓄才能可持續(xù)發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展才是水庫(kù)特別是多沙河流水庫(kù)應(yīng)該遵循的發(fā)展道路。如果“死攔”對(duì)河流生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響是顯而易見的。如果我們?cè)谥杏谓ǖ娜舾伤畮?kù)，都和三門峽水庫(kù)同樣的結(jié)果，由于泥沙淤積在壩后形成所謂“河道型”水庫(kù)，不僅對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響，而且隱含著日后的危機(jī)。當(dāng)前正在進(jìn)行的病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工作，就包括許多類似的水庫(kù)。水庫(kù)終究是有生命的，超越生命的工程是不存在的。當(dāng)水庫(kù)壽命終結(jié)之時(shí)，對(duì)于清水河流水庫(kù)采取放空等措施可以減輕災(zāi)害，但對(duì)于多沙河流水庫(kù)泥沙不能如水般容易排空，后果要比清水河流水庫(kù)嚴(yán)重。
第二，三門峽水庫(kù)是一座高壩大庫(kù)，由原蘇聯(lián)列寧格勒水電設(shè)計(jì)院按蓄水?dāng)r沙(基本上不排沙)運(yùn)用方式設(shè)計(jì)，1960年9月建成后水庫(kù)經(jīng)常保持在高水位，造成泥沙大量淤積在水庫(kù)內(nèi)，淤積末端向上游延伸的速度很快，影響了陜西關(guān)中平原的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活；到1964年10月，三門峽水庫(kù)330米水位以下的庫(kù)容已由58.9億立方米減少到22.1億立方米，損失庫(kù)容62％。這時(shí)，周恩來總理親自主持會(huì)議研究決定三門峽水庫(kù)進(jìn)行改建，主要工程是將大壩內(nèi)低高程的、已封堵的導(dǎo)流底孔打開，改建成泄洪排沙底孔。至1972年二期改建工程完成后，不僅使庫(kù)水位315米時(shí)的泄洪能力從4000立方米每秒增加到10000立方米每秒，還使入庫(kù)泥沙可以完全排出庫(kù)外，并沖刷了以前的泥沙淤積，水庫(kù)水位330米以下庫(kù)容也由22.1億立方米，恢復(fù)到31億立方米，并且一直保持到現(xiàn)在。1972年到現(xiàn)在，水庫(kù)雖然經(jīng)過多次滯洪運(yùn)用，水庫(kù)庫(kù)容沒再受到影響。三門峽水庫(kù)的運(yùn)用實(shí)踐有力地證明，“蓄清排渾”是迄今惟一可行的長(zhǎng)期保留多泥沙河流水庫(kù)興利庫(kù)容的運(yùn)用方式。“蓄清排渾”方法還在鬧德海、黑松林等多座水庫(kù)運(yùn)用，均取得了良好的、預(yù)期的效果。因此，這是我國(guó)泥沙專家和工程技術(shù)人員從建設(shè)實(shí)踐中總結(jié)出來的、行之有效的多泥沙河流上的水庫(kù)運(yùn)用方式。
通過三門峽等水庫(kù)的實(shí)踐，總結(jié)出“蓄清排渾”等應(yīng)對(duì)泥沙淤積的措施，這種在痛苦教訓(xùn)中的技術(shù)“改良”完全必要，能夠保持水庫(kù)長(zhǎng)期運(yùn)用，對(duì)于下游防洪、防凌十分重要。但是黃河的主要問題有兩個(gè)：一是洪（凌），一是泥沙淤積。第一個(gè)問題的根源在第二個(gè)問題，對(duì)應(yīng)的是“防”和“治”。三門峽水庫(kù)采用“蓄清排渾” 運(yùn)用方式，表明對(duì)泥沙的“上攔”已經(jīng)貢獻(xiàn)不大。如果這種方法推而廣之，以后中游的若干水庫(kù)的結(jié)果就可以明了。
也就是說，水庫(kù)運(yùn)用可劃分為兩個(gè)階段：一是水庫(kù)運(yùn)用初期，與三門峽等水庫(kù)“上攔”基本類似，待水庫(kù)達(dá)到一定淤積量后結(jié)束。其中，運(yùn)用初期又分為攔沙初期、 攔沙后期和形成高灘深槽三個(gè)階段。在攔沙初期, 水庫(kù)泥沙的運(yùn)行規(guī)律決定庫(kù)區(qū)排沙有限，逐步淤積。這一時(shí)期水庫(kù)主要下泄的是含沙量較低的“清水”。相應(yīng)地，“清水”沖刷是下游河道減淤的主體。下游河道各河段有沖有淤，但以沖為主。該時(shí)期隨著水庫(kù)的運(yùn)用，水庫(kù)的淤積形態(tài)、庫(kù)容及其分布不斷發(fā)生變化，下游的河槽形態(tài)、床沙組成及行洪排沙能力等也會(huì)發(fā)生變化。攔沙后期是水庫(kù)攔沙運(yùn)用的主要階段，歷時(shí)較長(zhǎng)，其運(yùn)用直接關(guān)系著水庫(kù)對(duì)下游減淤作用的發(fā)揮和攔沙庫(kù)容的使用年限。二是正常運(yùn)用期，運(yùn)用庫(kù)區(qū)灘面以下槽庫(kù)容。這個(gè)階段，與三門峽等水庫(kù)“蓄清排渾”很相似。三門峽水庫(kù)“蓄清排渾”的改建方案是根據(jù)黃河泥沙多，在年內(nèi)分配不均勻，泥沙又主要集中在汛期，非汛期來水較清，及艾山以下河道流量大于3000立方米每秒，河道輸沙特性呈現(xiàn)“多來多排”的特點(diǎn)提出的。把非汛期的泥沙調(diào)到汛期排，利用非汛期來水含沙量低，蓄水?dāng)r沙發(fā)電、防凌，并進(jìn)行水量調(diào)節(jié)盡可能滿足下游灌溉用水需求。在汛初降低壩前水位，利用汛期流量大，沖刷能力強(qiáng)，把汛期來沙連同非汛期淤在庫(kù)內(nèi)的泥沙全部排出庫(kù)外，達(dá)到年內(nèi)沖淤平衡。
三門峽水庫(kù)改建后，從1973年開始“蓄清排渾”運(yùn)用，利用潼關(guān)以下槽庫(kù)容進(jìn)行調(diào)沙，經(jīng)常出現(xiàn)小水排沙，造成黃河下游主槽強(qiáng)烈淤積的不利局面。據(jù)1974年～1986年的資料統(tǒng)計(jì)，有26%的泥沙由流量小于2000立方米每秒排出，而龍羊峽水庫(kù)投入運(yùn)用后，自1987年～2000年有48%的泥沙由流量小于2000立方米每秒排出。這是應(yīng)該注意的一種現(xiàn)象，隨著人類認(rèn)識(shí)和改造自然能力的提高，治黃矛盾出現(xiàn)多元化，而且越來越多，越來越復(fù)雜。這種現(xiàn)象的發(fā)展，可能導(dǎo)致“蓄清排渾”運(yùn)用方式汛期“無水”排沙的情況，即很難保持庫(kù)區(qū)沖淤平衡也很難遏止下游河道惡化的情況。
（4）“上攔下排，兩岸分滯”及“攔、用、調(diào)、排”綜合處理和利用水沙資源，是按照周恩來總理在上世紀(jì)60年代要讓黃河水沙資源在上、中、下游都有利于生產(chǎn)的重要指示，長(zhǎng)期治黃實(shí)踐和探索的結(jié)果，也是實(shí)現(xiàn)黃河長(zhǎng)治久安和“維持黃河健康生命”的關(guān)鍵。黃河治本問題應(yīng)該從上、中、下游同時(shí)考慮，按照“上攔下排，兩岸分滯”的方針，水沙兼治，標(biāo)本兼治，上中游要攔水?dāng)r沙、調(diào)水調(diào)沙，下游也要排水排沙，更要做好用水用沙。
4、黃河水沙關(guān)系發(fā)生的重大變化
（1）隨著流域及相關(guān)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鄉(xiāng)生活用水逐步增加，河道實(shí)際來水量明顯減少，越來越不能反映黃河的自然狀態(tài)。1950年，黃河流域總用水量?jī)H120億立方米，到2000年，在黃河遇到枯水年份的情況下，總用水量還達(dá)到了485億立方米，2000年與1950年相比，總用水量增加了3.0倍，其中地表用水量增加了2.8倍，地下用水量增加了3.8倍。
由于劉家峽、龍羊峽等大型水庫(kù)先后投入運(yùn)用，其調(diào)蓄作用和沿途引用黃河水，使黃河干流河道內(nèi)實(shí)際來水年內(nèi)分配發(fā)生了很大的變化，表現(xiàn)為汛期比例下降，非汛期比例上升。例如，花園口斷面實(shí)際來水量，自然情況下汛期來水一般占60%左右，1986年以后平均降到了47%左右。
同時(shí)，來沙情況與過去相比發(fā)生了顯著的變化。50年代～70年代與過去（1919年～1949年）沙量相比，變化不大，但80年代以后沙量明顯減少。1980年～2002年河口鎮(zhèn)、四站和進(jìn)入下游的沙量年均分別只有0.67億噸、7.46億噸和7.10億噸，與1919年～1949年平均沙量相比分別減少52%、53%和55%。通過利津送至河口地區(qū)的沙量年均只有4.52億噸，與1950年～1979年系列均值相比，減幅達(dá)57%。
（2）黃河水沙關(guān)系也已經(jīng)發(fā)生重大變化，特別是1986年龍羊峽水庫(kù)投入運(yùn)用后，減少了全河干流的中大流量過程，增加了小流量出現(xiàn)的幾率，年內(nèi)徑流過程調(diào)平，各主要沖積性河道的水沙關(guān)系向不協(xié)調(diào)方向發(fā)展，主要表現(xiàn)：高含沙量小洪水增多，來沙更為集中。水沙量在各流量級(jí)的重新分配造成不同流量級(jí)水沙量減少的幅度不同，從而含沙量在各流量級(jí)的變化很不一致，龍門以下干流各水文站1000立方米每秒以上、特別是3000立方米每秒以上以上（龍門、潼關(guān)、花園口1986年以來最大日均流量分別只有6710立方米每秒、6000立方米每秒和7270立方米每秒）流量含沙量增加較大，龍門、潼關(guān)和花園口站3000立方米每秒以上流量級(jí)的含沙量從91.2千克每立方米、60.4千克每立方米和42.7千克每立方米增加到176.3千克每立方米、104.9千克每立方米和80.1千克每立方米。1986年以后黃河干流中下游來沙系數(shù)S/Q（含沙量與流量之比）明顯增高，特別是1997年7月～8月潼關(guān)和進(jìn)入下游的來沙系數(shù)最高達(dá)0.31和0.22，是以前的數(shù)倍，反映出1986年以后水沙關(guān)系日益惡化。
三門峽水庫(kù)1960年9月～1962年3月蓄水?dāng)r沙運(yùn)用，下泄清水，水沙關(guān)系對(duì)下游河道演變有利；1964年11月～1973年10月滯洪排沙運(yùn)用，把進(jìn)庫(kù)時(shí)“大水帶大沙，小水帶小沙”的天然水沙關(guān)系調(diào)節(jié)為“大水帶小沙，小水帶大沙”，水沙關(guān)系十分不協(xié)調(diào)； 1973年11月以來，水庫(kù)實(shí)行“蓄清排渾”控制運(yùn)用，非汛期攔沙、汛期集中排沙，泥沙在汛期的集中程度更高。
黃河流域水土流失的治理重點(diǎn)是河口鎮(zhèn)至龍門區(qū)間黃河多沙粗沙主要來源區(qū)，治理措施以攔沙減蝕為主，因此減沙的作用大于減水，對(duì)緩和水少沙多的矛盾有利。
黃河下游自1958年開始大規(guī)模引水以來，引水量越來越大，1985年～1999年年均達(dá)100.7億立方米。引水量占來水量的比例在不斷提高，從20世紀(jì)50年代的6%增加到1985年～1999年的37%。而引沙量與該時(shí)期的水流含沙情況有關(guān)，且引沙比遠(yuǎn)小于引水比，1985年～1999年引沙量年均達(dá)到1.3億噸，引沙比僅為17%。
截至2000年，全流域已建成中小型水庫(kù)9300座，總庫(kù)容近60億立方米。這些水庫(kù)不僅增加了水面蒸發(fā)，而且對(duì)中常洪水有一定調(diào)節(jié)作用，減小了河道徑流，對(duì)黃河干流河道水沙關(guān)系也產(chǎn)生一定的影響。
總之，隨著黃河流域人類活動(dòng)明顯加強(qiáng)，對(duì)黃河的水沙關(guān)系產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，使得黃河的水沙關(guān)系更加不協(xié)調(diào)。
（3）針對(duì)黃河水沙關(guān)系發(fā)生的重大變化，治黃的戰(zhàn)略和措施應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。筆者在《潘季馴束水攻沙理論研究——兼論21世紀(jì)“水沙分離，高效輸沙”治黃設(shè)想》一文中，認(rèn)為以水土保持為基礎(chǔ)，建立在水庫(kù)群調(diào)控下的水沙分離、高效輸沙機(jī)制是解決下游河道嚴(yán)重淤積問題切實(shí)有效的措施之一，就是對(duì)這種調(diào)整的一種探討。
5、“攔、排、調(diào)、用”
（1）從上述的階段劃分：自然狀態(tài)階段——在堤防系統(tǒng)束縛下進(jìn)行橫向控制的“下排”階段——以水庫(kù)工程為主進(jìn)行縱向控制的“上攔”階段（或可稱為“蓄水?dāng)r沙”階段）——“上攔下排”階段——“上攔下排，兩岸分滯”及“攔、排、調(diào)、用”階段，可以看出，人類認(rèn)識(shí)和改造黃河的能力逐步提高，在今后治黃實(shí)踐過程中，應(yīng)該著眼于“攔、排、調(diào)、用”，把泥沙作為一種寶貴資源，與水資源放在同等重要的地位，按照周恩來總理在上世紀(jì)60年代要讓黃河水沙資源在上、中、下游都有利于生產(chǎn)的重要指示，使寶貴的水沙資源服務(wù)社會(huì)和人民。
（2）“攔”，從1955年全國(guó)人大通過黃河綜合規(guī)劃以來，以水庫(kù)工程為主進(jìn)行縱向控制的“上攔”實(shí)踐已經(jīng)走過半個(gè)多世紀(jì)的歷程。實(shí)踐已經(jīng)說明，黃河的泥沙攔不勝攔，攔不是解決泥沙問題的歸宿，而是其中的過程。
（3）“排”，在堤防系統(tǒng)束縛下進(jìn)行橫向控制的“下排”實(shí)踐時(shí)間更為長(zhǎng)久，從春秋時(shí)代就已開始。筑堤的目的，起初是為了保護(hù)和發(fā)展生產(chǎn)，隨著人類認(rèn)識(shí)水平的提高又增加了排沙的內(nèi)容。但從實(shí)踐效果看，由于兩岸堤距之間容量有限，泥沙淤在河槽內(nèi)，河床逐漸抬高而成為地上河，防洪壓力增大；同時(shí)，減淤效果也不如人意。當(dāng)然，減淤效果與堤距、坡降、來水來沙情況等有著密切關(guān)系。對(duì)于黃河這樣一條情況十分復(fù)雜的大河，綜合考慮這些因素及其變化是十分困難的。
同樣，把泥沙排出水庫(kù)，進(jìn)入河道，并不是解決泥沙問題的歸宿，而是其中的過程。只有把泥沙送到可以利用的地方，泥沙才可以服務(wù)于社會(huì)和人民。在黃河沒有束縛的自然狀態(tài)階段，由于來回?cái)[動(dòng)，填海造陸，泥沙沉積創(chuàng)造出極其廣大的陸地。因此，我們有了息棲、生存和發(fā)展的華北平原。由此可見，黃河泥沙是寶貴的自然資源，最基本也是最偉大的功能就是填海造陸，擴(kuò)大我們生存的陸地面積。隨著下游陸地的生成，河海之間的距離增長(zhǎng)，依靠黃河的自然力量發(fā)揮填海造陸的功能日益困難，黃河送不走的泥沙在華北平原不斷淤積，形成災(zāi)害。隨著人類對(duì)水資源重視程度和開發(fā)利用能力的不斷提高，黃河水沙關(guān)系已經(jīng)發(fā)生了重大變化，在這種情況下，依靠黃河的自然力量，發(fā)揮填海造陸的功能更加困難。因此，必須尋找有效途徑，提高黃河“排”的能力，讓寶貴的泥沙資源服務(wù)于社會(huì)和人民。
（4）“調(diào)”，是王化云從40余年人民治黃的歷程中對(duì)黃河規(guī)律性的認(rèn)識(shí)，對(duì)治黃實(shí)踐具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。“調(diào)”的主要思想是通過干支流水庫(kù)（主要是干流7大水庫(kù)），調(diào)水調(diào)沙，變水沙不平衡為水沙相適應(yīng)，更好地排洪、排沙入海，同時(shí)充分利用黃河水資源，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。因此，“調(diào)”的目的是為改變水沙關(guān)系，更好地實(shí)現(xiàn)“排”。調(diào)也不是解決泥沙問題的歸宿，而是其中的過程。
隨著黃河流域人類活動(dòng)明顯加強(qiáng)，對(duì)黃河的水沙關(guān)系產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，使得黃河的水沙關(guān)系更加不協(xié)調(diào)。也就是說，變水沙不平衡為水沙相適應(yīng)的難度在增加。水庫(kù)的修建為人類開發(fā)和利用水資源創(chuàng)造了條件，對(duì)于解決黃河防洪問題意義重大，同時(shí)客觀上改變了黃河的天然來水來沙過程。王化云曾經(jīng)設(shè)想，“七大”水庫(kù)建成后，連同伊、洛、沁河支流水庫(kù)，全河即可形成比較完整的、綜合利用的工程體系，實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度，調(diào)水調(diào)沙，充分利用黃河水沙資源，發(fā)揮最大綜合效益。但是，目前水庫(kù)隸屬關(guān)系各異，而且是企業(yè)行為，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，不可避免地會(huì)出現(xiàn)企業(yè)追求經(jīng)濟(jì)效益最大化與治黃追求社會(huì)效益最大化之間的矛盾。這是新時(shí)期出現(xiàn)的新情況、新問題、新矛盾。無疑又增加了變水沙不平衡為水沙相適應(yīng)的難度。
（5）“用”，就是要把水和沙都作為資源并且加以利用。周恩來總理在上世紀(jì)60年代就高瞻遠(yuǎn)矚地指出，要讓黃河水沙資源在上、中、下游都有利于生產(chǎn)。其核心就是要用水用沙，充分利用黃河水沙資源，發(fā)揮最大綜合效益。這才是解決黃河水沙問題的歸宿。
6、“水沙分離，高效輸沙”設(shè)想符合“攔、排、調(diào)、用”的要求
筆者在《潘季馴束水攻沙理論研究——兼論21世紀(jì)“水沙分離，高效輸沙”治黃設(shè)想》一文中提出利用“水沙分離，高效輸沙”的機(jī)制控制和處理泥沙的步驟有三個(gè)：
（1）在加強(qiáng)水土保持的基礎(chǔ)上，在中游修建必要的干支流水庫(kù)群，通過水庫(kù)群的攔蓄，特別是上級(jí)水庫(kù)對(duì)下級(jí)水庫(kù)來水來沙的有效控制，使下級(jí)水庫(kù)沉降分離水沙后，能夠利用機(jī)械、管道進(jìn)行輸沙，體現(xiàn)了“攔”和“調(diào)”的作用。
（2）從中游水庫(kù)群以下到河口鋪建專門的輸沙管道，利用比較成熟的固體物料的漿體管道輸送技術(shù)，輸沙入海，可以有效減少輸沙水量，提高輸沙效率，而且不造成下游河道淤積，體現(xiàn)了“排”的作用。
（3）由于利用輸沙管道，提高了輸沙效率，有更多的泥沙進(jìn)入大海，可以發(fā)揮填海造陸的功能，同時(shí)由于人為控制的輸沙管道，可以調(diào)節(jié)。例如，不同海域需要泥沙補(bǔ)給，可以布置不同管線；中下游需要補(bǔ)給泥沙、改善生產(chǎn)條件的地區(qū)，也可以通過管線布置，予以解決。總之，能夠更好地落實(shí)周恩來總理要讓黃河水沙資源在上、中、下游都有利于生產(chǎn)的重要指示。這體現(xiàn)了“用”的作用。
7、結(jié)語(yǔ)
（1）從自然狀態(tài)階段——在堤防系統(tǒng)束縛下進(jìn)行橫向控制的“下排”階段——以水庫(kù)工程為主進(jìn)行縱向控制的“上攔”階段（或可稱為“蓄水?dāng)r沙”階段）——“上攔下排”階段——“上攔下排，兩岸分滯”及“攔、排、調(diào)、用”階段，可以看出人類認(rèn)識(shí)和改造黃河的能力在逐步提高。
（2）“攔、排、調(diào)、用”是經(jīng)過幾十年治黃實(shí)踐取得的處理黃河沙的珍貴經(jīng)驗(yàn)。在今后治黃實(shí)踐過程中，應(yīng)該著眼于“攔、排、調(diào)、用”，把泥沙作為一種寶貴資源，與水資源放在同等重要的地位，按照周恩來總理在上世紀(jì)60年代要讓黃河水沙資源在上、中、下游都有利于生產(chǎn)的重要指示，使寶貴的水沙資源服務(wù)社會(huì)和人民。
（3）“攔”、“排”、“調(diào)”不是解決泥沙問題的歸宿，而是其中的過程，“用”才是其合理歸宿。
（4）由于黃河的水沙關(guān)系更加不協(xié)調(diào)，也由于在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，不可避免地會(huì)出現(xiàn)企業(yè)追求經(jīng)濟(jì)效益最大化與治黃追求社會(huì)效益最大化之間的矛盾，增加了變水沙不平衡為水沙相適應(yīng)的難度。在這種情況下，需要根據(jù)“攔、排、調(diào)、用”的思想，尋找有效措施，提高黃河“排”的能力，讓寶貴的泥沙資源服務(wù)于社會(huì)和人民。
（5）“水沙分離，高效輸沙”的設(shè)想符合“攔、排、調(diào)、用”的思想，而且從技術(shù)角度也是比較成熟的（筆者將另文專述）。
（6）筆者認(rèn)為：以水土保持為基礎(chǔ)，建立在水庫(kù)群調(diào)控下的水沙分離、高效輸沙機(jī)制是解決下游河道嚴(yán)重淤積問題切實(shí)有效的措施之一。當(dāng)前應(yīng)盡早制定21世紀(jì)黃河治理長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，建議把上述措施做為規(guī)劃內(nèi)容之一并進(jìn)行深入研究。
主要參考文獻(xiàn)
①侯起秀，潘季馴束水攻沙理論研究----兼論21世紀(jì)“水沙分離、高效輸沙”治黃設(shè)想，水信息網(wǎng)，2001年9月24日。
②侯起秀，黃河下游治河方略的演變歷史，水信息網(wǎng)，2004年2月24日 。
③侯起秀，21世紀(jì)修建黃河水庫(kù)工程制約因素分析，水信息網(wǎng)，2001年7月19日
④涂啟華、張俊華、曾芹，小浪底水庫(kù)減淤運(yùn)用方式及作用，人民黃河，1993年3期
⑤任美鍔，黃河的輸沙量:過去、現(xiàn)在和將來——距今15萬年以來的黃河泥沙收支表，地球科學(xué)進(jìn)展，2006 年06期
（作者單位：水利部黃河水利委員會(huì)總工辦）
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