高壩大庫是我國大江大河長治久安的工程性保障措施論文
摘要：2010年我國先是西南特大干旱，連飲水都嚴(yán)重困難，之后接著南方、東北出現(xiàn)水災(zāi)，長江三峽水庫攔蓄比“1998”要大的洪峰，全球變暖導(dǎo)致氣候異常頻繁發(fā)生。盡管我們大江大河防洪體系已經(jīng)初步建立，但防止特大洪水我們還沒有足夠的準(zhǔn)備，“大水漲上天怎么辦？”，總庫容是流域徑流量2倍以上才可能保障有效防汛庫容，需要特大型的水庫，骨干控制性工程，高壩大庫容工程措施是保障；同時也是“洪水資源化利用”的必需要求。規(guī)劃中干支流的水電站可設(shè)計為高壩大庫容，平時低水位運(yùn)用，到了汛期可作為防洪庫容應(yīng)用，盡量多地把洪水?dāng)r蓄在水庫里，減少入海和出境徑流，提高水資源可開發(fā)利用量和水能資源的利用，為國家建設(shè)提供充足的水資源和優(yōu)質(zhì)的綠色能源，結(jié)合科學(xué)化管理調(diào)度，同時為大江大河的長治久安提供工程性保障措施。
關(guān)鍵詞： 高壩大庫 防汛庫容 大江大河 長治久安 洪水資源化
1.氣候異常防大水
全球變暖導(dǎo)致氣候異常頻繁發(fā)生，2010年中國西南大旱范圍波及五省市區(qū)（云南、貴州、廣西、四川及重慶）并蔓延到湖南等省市。旱災(zāi)影響范圍由傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)擴(kuò)展到工業(yè)、城鄉(xiāng)居民生活、生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域，工農(nóng)業(yè)爭水、城鄉(xiāng)爭水、超采地下水和擠占生態(tài)用水現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，特別是人畜飲水嚴(yán)重困難，花費(fèi)很大人力物力。
緊接著南方、東北發(fā)生水災(zāi)，長江三峽水庫攔蓄比“1998”更大的洪峰。這標(biāo)志著我國水旱極端災(zāi)害性天氣突發(fā)多發(fā)，發(fā)展趨勢和嚴(yán)重程度呈現(xiàn)暴雨強(qiáng)度大、災(zāi)害分布廣、受災(zāi)程度重。
近年“百年一遇旱澇”不絕入耳，全球氣候變化是否預(yù)示水文系列的異常有可能頻發(fā)，大尺度天氣災(zāi)難的出現(xiàn)概率有可能增多，“大水漲上天怎么辦？”，這是我們面臨思考的嚴(yán)峻問題。黃河上曾有“道光二十三，洪水漲上天，沖走太陽渡，捎帶萬錦灘”之說。
毫不諱言，經(jīng)過數(shù)十年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，水利“興利除弊”的大江大河防洪體系已有了長足的發(fā)展，抵御洪水災(zāi)難的體系已經(jīng)形成，這是水利史上的輝煌成就。標(biāo)志性的是黃河小浪底樞紐工程和長江三峽樞紐工程的建成。
然而，我們必須清醒地認(rèn)識到這仍不夠。盡管我們大江大河防洪體系已經(jīng)初步建立，但防止特大洪水我們還沒有足夠的準(zhǔn)備。比如黃河流域水庫庫容早已超過了年平均徑流量，但是，真正在防洪中起到作用的只有小浪底水庫。
“萬里長江險在荊江”，有了三峽水庫，把荊江大堤的防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到百年一遇，三峽水庫有約221.5億m3的防洪庫容，2010年7月流量達(dá)7萬m3/s的特大洪峰，三峽水庫有效消峰40%以上，攔蓄洪水70億m3左右。
盡管三峽可以抵御9.88萬m3/s的洪峰，但對整個長江的防洪尤其是支流防洪所起的作用不會全包，三峽解決不了整個長江流域的洪水。在中國大眾會有一種概念，好像有了三峽，就什么都解決了，這是不可能的，它需要干支流、上中下完整體系。
“國際水事要覽”提出2010年：洪水之年？2010年，我國洪澇災(zāi)害種類多、分布范圍廣、災(zāi)情程度重，有7座小二型水庫和1座小一型水庫垮壩，上千座水庫出險，但是需要指出的是出險與潰壩的僅是中小型水庫。
2.防洪體系需要多庫聯(lián)調(diào)
我國水庫大壩的建設(shè)多在山嶺峽谷與多泥沙河流，水庫的庫容受沙泥的淤積和泥石流、滑坡塌岸等堆積，有效庫容減少。尤其是黃河上的水庫最為明顯，如三門峽水庫的泥沙淤積，庫容銳減，只得改建，設(shè)計防洪能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到。
我國水庫大多不能達(dá)到多年調(diào)節(jié)，如黃河龍羊峽水庫設(shè)計蓄水位2600m，總庫容247億m3，調(diào)節(jié)庫容194億m3，是一座具有多年調(diào)節(jié)性能的大型綜合利用樞紐工程，也是我國水庫中為數(shù)不多的多年調(diào)節(jié)水庫，但也沒能起到多年調(diào)節(jié)作用。三峽水庫具有我國最大的庫容，但也僅僅屬于季調(diào)節(jié)。
無論是防汛水庫或是水力發(fā)電、灌溉供水水庫（壩）均要求汛期來臨時放空水庫，留出防汛庫容，以備防止大洪水。
防汛是“寧信其有，不信其無，寧信其大，不信其��；寧可備而不用，不可用而不備”。因此，我國為了防洪需要把有限的水庫騰出，而把大量寶貴的水資源放流入大海；黃河小浪底為了充分利用這“棄水”，實施了“調(diào)水調(diào)沙”，讓“棄水”順便把庫區(qū)淤積的泥沙排走，提高水庫的使用壽命，同時沖刷下游河道降低高程，從而減輕下游河道淤積，甚至達(dá)到?jīng)_刷或不淤的效果，實現(xiàn)下游河床不抬高的目的。
應(yīng)對“大水漲上天怎么辦”，只能增加有效防洪庫容，多庫聯(lián)調(diào)，同時或錯峰蓄洪等措施把洪水?dāng)r蓄在水庫里，這就需要整個流域水庫聯(lián)合調(diào)度，比如黃河干流上的龍羊峽水庫、小浪底水庫，甚至啟用三門峽水庫，支流上的故縣水庫、陸渾水庫等的聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用，探討合理不棄水或少棄水的防洪。
3.水力發(fā)電大力發(fā)展應(yīng)更多承當(dāng)公益庫容
水電是我國僅次于煤炭的第二大常規(guī)能源資源，更是目前可再生和非化石能源中資源最明確、技術(shù)最成熟、最清潔和最經(jīng)濟(jì)的能源，水電對我國降低二氧化碳排放、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的作用和效果將愈加顯現(xiàn)。
水電的突出特點(diǎn)就是可再生與清潔，水電的綠色能源地位已成為共識。水電實際上是可再生能源、清潔能源中最現(xiàn)實、最成熟的能源，而且也是最豐富的`能源。
從水電能源來看，水是“蓄之不盡用之不竭”，水能是其它替代能源，因此“水變煤”，“水變油”，“水變氣”，通過高壩水庫變成了現(xiàn)實。
水力發(fā)電在利用公共水能資源的同時，應(yīng)該承擔(dān)公益性的義務(wù)，特別是汛期防洪更不用說了。水利公益性項目大多數(shù)是為社會提供公共服務(wù),即主要提供非盈利的為社會大眾所需的項目,如防洪、排澇、水土保持等，也可能會包括一些盈利部分。我國大部分水庫工程都是國家為主建設(shè)的,其利用水力發(fā)電的收益相當(dāng)部分負(fù)擔(dān)維護(hù)工程保障其公益性功能的良性運(yùn)轉(zhuǎn)。
為水力發(fā)電而修建的水庫大壩等水利樞紐工程，今后需要考慮承擔(dān)除防洪外的更多公益性義務(wù)，這也是在利用公共水能資源的同時，對社會的一個補(bǔ)償，包括兼顧農(nóng)田灌溉、城市生活與工業(yè)供水、飲水安全、構(gòu)建黃金航道、跨流域調(diào)水等，還應(yīng)維護(hù)河道以便形成良好生態(tài)環(huán)境與優(yōu)美風(fēng)景景觀。除外更重要的是考慮洪水資源化，這不但是水量的合理利用，也是水能資源的充分利用，是雙贏的考慮，這需要在水力發(fā)電設(shè)計時更多考慮承擔(dān)社會公益性的庫容，以便使興建工程在滿足充分利用水能發(fā)電同時，發(fā)揮更多的社會公益性義務(wù)�？傊�，水利工程體系與人類生活生產(chǎn)密不可分，現(xiàn)在與將來一定為社會發(fā)展與進(jìn)步做出不可或缺的貢獻(xiàn)，有助于中華民族走向復(fù)興，無法估量的社會公益性是第一位的也將是永恒的。
4.高壩大庫在“洪水資源化利用”中的作用
要想“洪水資源化”，需要攔截洪水，使其留下來而被利用，大型高壩大庫的建立為大江大河洪水資源化利用帶來了可能。
只有通過建立高壩大庫有更多的蓄水庫容，才有可能實現(xiàn)“洪水資源化”。我國建設(shè)了小浪底，特別是三峽水利樞紐工程，具備了特大型水庫的建設(shè)經(jīng)驗和能力。有具有調(diào)節(jié)洪水能力大庫高壩大系統(tǒng)骨干工程作基礎(chǔ)，依靠關(guān)鍵技術(shù)作支撐，才能攔蓄更多洪水，用于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和河道自身環(huán)境維護(hù)。
洪水資源化就是把入海汛期洪水?dāng)r截下來留在陸地以備利用，增加水力發(fā)電水量、作為社會供水和生態(tài)環(huán)境用水等。根據(jù)目前情況，黃河干支流大中型水庫興利庫容達(dá)到453.6億m3，約占黃河多年平均徑流量591.8億m3的76.6%（不含內(nèi)流區(qū)），其中大型水庫興利庫容約408.1億m3，約占黃河多年平均徑流量的69.0%，這種比例已相當(dāng)高，正因為黃河擁有較高比例的高壩大庫，所以基本能夠控制住徑流，包括汛期一般的洪水，也正因為有較高的比例的高壩大庫，才可以對徑流進(jìn)行較為合理的調(diào)度,使得斷流得以解決；才有可能進(jìn)行調(diào)水調(diào)沙嘗試，并取得較好效果。而長江根據(jù)有關(guān)文章，至2009年底，長江流域已經(jīng)建成各類水庫4.6萬座，總庫容超過2500多億m3，總興利庫容超過1200多億m3，其中大型水庫166座，總庫容1908億m3，總興利庫容966億m3。大型水庫占長江水庫總庫容及總興利水庫的比例分別為76%和81%，可見大型水庫數(shù)量雖然不多，但總庫容所占比例很大。與多年平均地表徑流量9856億m3比較，長江已建水庫總庫容及總興利庫容分別占到25%和12%，其中大型水庫總庫容及總興利庫容分別占長江地表水量的19%和10%，所以長江要想較為充分合理利用水資源和水能資源，還需要興建大量的高壩大庫。
5.高壩大庫對黃河調(diào)水調(diào)沙作用
利用洪水通過水庫調(diào)度水沙把庫區(qū)和河道內(nèi)的泥沙排入大海。只有在小浪底水庫建成才得以實現(xiàn)，1999年10月25日總庫容126.5億m3的黃河小浪底水利樞紐下閘蓄水，2000年實現(xiàn)了自1991年以來黃河首次全年不斷流。小浪底水利樞紐建成蓄水為黃河下游保障不斷流提供了強(qiáng)大的保障措施。也為黃河開展了大規(guī)模性調(diào)水調(diào)沙提供了可能。
黃河特點(diǎn)是“水少沙多、水沙不平衡”，首任黃河水利委員會主任、著名水利專家王化云和他的同事們，在“上攔下排”的治黃方針的基礎(chǔ)上比較系統(tǒng)地提出了“調(diào)水調(diào)沙”的治黃思想。三門峽工程的運(yùn)用實踐工程中進(jìn)行了“調(diào)水調(diào)沙”試驗，小浪底水庫正式建成使用為調(diào)水調(diào)沙由理論到實踐的飛躍提供了先決條件。
黃河水利委員會主任李國英說：“多年來，治黃人一直在探索通過人工手段，塑造一種人工的理想的水沙關(guān)系，利用自然規(guī)律改變當(dāng)前天然不平衡的水沙關(guān)系，但這要有兩個前提，一是要有大型調(diào)節(jié)水庫，二是運(yùn)用現(xiàn)代化的科技手段�！�
但必須指出，隨著小浪底水庫的淤積，小浪底水庫單庫調(diào)水調(diào)沙水動力不足的局面已逐步顯現(xiàn)。因此，應(yīng)盡快上馬古賢水庫，構(gòu)建完善的黃河中下游水沙調(diào)控體系，發(fā)揮黃河調(diào)水調(diào)沙的長期效益。
從黃河水沙的特性來看，黃河下游有“大水帶大沙”及“大水出好河”的規(guī)律，水沙搭配協(xié)調(diào)，充分認(rèn)識并利用自然規(guī)律，可能會起到四兩撥千斤的作用。所以探討黃河中常洪水的“洪水資源化”利用，實施大規(guī)模調(diào)水調(diào)沙將有可能使調(diào)水調(diào)沙事半功倍。
大柳樹水利樞紐的開發(fā)任務(wù)是：優(yōu)化配置黃河水資源，緩解下游斷流；改善水沙條件，減輕河道淤積萎縮；為自流和低揚(yáng)程灌溉創(chuàng)造條件，改善生態(tài)環(huán)境，幫助群眾脫貧致富，保障糧食安全；發(fā)電；寧蒙河段防洪防凌；南水北調(diào)工程實施后進(jìn)行水量調(diào)節(jié)等。
從資料上看，黃河黑山峽段含沙少、落差大，蘊(yùn)藏著豐富的水資源。黑山峽是黃河上游具有修建大型水庫條件的峽谷之一，也是黃河上游最后一個可建高壩水庫的峽谷。
寧夏和甘肅兩個省區(qū)之間的關(guān)系問題，大家都希望把這個工程建在自己省區(qū)內(nèi)，這與現(xiàn)行的財政稅收政策有關(guān)。原國家計委、水利部審查通過的《黃河治理開發(fā)規(guī)劃綱要》，將大柳樹樞紐列為黃河水沙調(diào)控體系7大控制性骨干工程
6.高壩大庫容以發(fā)電為主低水位運(yùn)行，遇到大洪水年份盡可能蓄洪
1998年長江大洪水以來，我國不斷健全完善突發(fā)事件應(yīng)急處置機(jī)制，不斷完善突發(fā)事件信息收集、統(tǒng)計和發(fā)布機(jī)制。對干支流上已建水庫，設(shè)法增大防洪庫容，做好三峽工程建設(shè)。加快建設(shè)干支流上新水庫，對病險水庫除險加固。
在采取工程同時，還需要提高防洪現(xiàn)代化技術(shù)，建設(shè)防洪指揮系統(tǒng)，發(fā)展氣象衛(wèi)星，配備現(xiàn)代化水文觀測設(shè)施，加強(qiáng)氣象預(yù)報和洪水預(yù)報，加強(qiáng)抗洪搶險方面的科研工作，以便全面了解和掌握洪水發(fā)生、發(fā)展和消退規(guī)律，采取正常情況下低水位發(fā)電運(yùn)行，遇到洪水、或大洪水時盡可能蓄洪，以便能夠改變以往的泄洪防汛運(yùn)作，爭取盡量多攔蓄部分洪水徑流。
正因為洪水期為了防洪，每年我國超過2萬億m3河川徑流水資源沒有被利用流入海或出境了。
我國水庫調(diào)節(jié)能力有限有效防庫容不足，比如黃河上僅有龍羊峽為多年調(diào)節(jié)水庫，而著名的三峽水庫也只是季調(diào)節(jié)水庫�？値烊菔悄炅饔驈搅髁�2倍以上才可能保障有效防汛庫容，需要特大型的水庫，高壩大庫容工程措施是保障
建議在可靠科學(xué)的長期預(yù)報基礎(chǔ)上，長江流域以三峽水庫以上可分為三級，在干支流前端的水庫作為一級，可在汛期中蓄洪，中間大量水庫依次8月中下旬蓄洪、三峽水庫和丹江水庫可在9月蓄洪，這樣就形成了汛期中后期的蓄洪達(dá)到了梯級利用洪水發(fā)揮更大的效益。
7.結(jié)合科學(xué)化系統(tǒng)化智能化管理高壩大庫容確保大江大河安全
長江委防汛辦主任說過，實施調(diào)度難在未來的不確定性，讓我們很頭疼，預(yù)報有一定誤差。像2010年70000m3/s下來，要保證沙市不過警戒水位，三峽水庫水位又不能太高，如果水位太高，來水風(fēng)險更大，造成不必要的損失�，F(xiàn)在在汛期原則上防洪是首要任務(wù)，但是也要兼顧，充分發(fā)揮綜合效益。2010年，我們考慮這個問題很細(xì)致，堅持滾動會商、滾動匯報。
三峽大壩建好后有可能保證下游枯水期流量不低于5000 m3/s，這樣有利于下游的航運(yùn)安全和最大效益，保障生態(tài)安全。
水庫蓄不滿水在我國是比較普遍存在的問題，一方面的確缺少骨干水庫和梯級水庫調(diào)節(jié)能力有局限，另一方面水庫不敢蓄水是當(dāng)前的最大問題，洪水難以資源化。保障大江大河安全與給予洪水出路結(jié)合，盡可能充分利用資源洪水。
跨流域調(diào)水與國際河流開發(fā)利用、減少入海徑流“洪水資源化”通過建立高壩大庫容達(dá)到這一目的，通過工程措施應(yīng)對氣候異�！俺瑯�(biāo)準(zhǔn)洪水”，結(jié)合管理科學(xué)化智能化，汛期前后“電調(diào)”嚴(yán)格服從于“水調(diào)”，達(dá)到大江大河的長治久安提供工程性保障措施。
建立國家級的流域水庫聯(lián)蓄群調(diào)管理體制和機(jī)制，全國一盤棋，以流域為單元統(tǒng)一水量蓄水機(jī)制與發(fā)電用水有機(jī)結(jié)合的體系。
以流域單元的水庫聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)，使全國大型水利工程、骨干控制性工程、階梯開發(fā)水庫等成為一個調(diào)度整體，優(yōu)化防洪抗旱、水量調(diào)度或水沙調(diào)控體系，建立與完善電力調(diào)度系統(tǒng)，優(yōu)化電調(diào)與水調(diào)發(fā)揮最佳的協(xié)調(diào)關(guān)系。
在考慮我國未來二十年經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)上可行，建設(shè)高壩大庫的基本條件逐步成熟，高壩大庫容將極大有利于防大洪、防凌，攔沙與多庫調(diào)水調(diào)沙，發(fā)電，特別是洪水資源化成為可能。
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