淺議黃河洪水資源化及其保障措施

　1 引言 
　　洪水給人類帶來過巨大災(zāi)難，但其本身并不單具有災(zāi)害屬性，在某種程度上還具有資源屬性，即具有水害和水利雙重特性。隨著水資源短缺的加劇，愈來愈多的水利專家學(xué)者開始關(guān)注洪水資源化問題，并取得一些初步研究成果[1]。 
　　黃河為中國的第二大河，但河川徑流量僅為全國河川徑流量的2%，流域內(nèi)耕地畝均占有河川徑流量和人均占有河川徑流量分別為全國平均數(shù)的16％和25％。如果扣除調(diào)往外流域的100多億m3水量，流域內(nèi)人均和耕地畝均水量則更少，黃河水資源則更加短缺[2]。近年來，不斷擴(kuò)大的供水范圍和持續(xù)增長的供水需求，超過了黃河水資源的承載能力，造成供需矛盾尖銳、河道斷流頻繁，嚴(yán)重制約流域社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，并威脅本就脆弱的生態(tài)環(huán)境安全。黃河水資源緊迫形勢要求我們必須多視角、全方位尋求開源、節(jié)流措施。從洪水的水害和水利的雙重屬性來看，黃河洪水是可以資源化的，黃河流域歷史上就有引洪淤灌的洪水資源化例證。面對科技發(fā)達(dá)但水資源短缺的今天，我們更應(yīng)該研究黃河洪水資源化，或許會起到預(yù)想不到的開源效果。 
　　黃河流域洪水集中在汛期，中下游洪水尤其集中發(fā)生在7、8月份，洪水量級大，三門峽（陜縣）站實(shí)測最大洪峰流量為22000 m3/s（1933年），花園口實(shí)測最大洪峰流量22300 m3/s（1958年）， 1982年8月，花園口發(fā)生15300 m3/s的大洪水，東平湖分滯洪區(qū)分洪運(yùn)用[3]。為了防御大洪水，目前黃河已初步建成 “上攔下排、兩岸分滯”的防洪工程體系，并有與之相應(yīng)的防洪調(diào)度原則：充分使用水庫攔蓄洪水；在確保大堤安全條件下，盡量利用河道排泄洪水；相機(jī)運(yùn)用分滯洪區(qū)分滯洪水[4]。這種防洪調(diào)度原則是把洪水作為一種自然災(zāi)害來對待，是以把洪水災(zāi)害減至最小為目標(biāo)而制定的，沒有考慮到洪水的資源特性。黃河的河川徑流主要集中在汛期，干流及主要支流7月至10月徑流量一般占年徑流量的60%以上，這為洪水資源化客觀上提供了很好物質(zhì)基礎(chǔ)。目前黃河下游防洪工程體系基本形成，特別是小浪底水庫的建成，將為洪水資源化提供必要的調(diào)控手段。 
　　本文根據(jù)對洪水資源化的理解，探討了黃河洪水資源化的幾種可能途徑，并對洪水資源化的保障措施也略加討論。 
　　2 黃河洪水資源化幾種可能途徑 
　　黃河流域洪水集中在汛期發(fā)生，各地區(qū)的較大洪水多發(fā)生在7至9月份，上游地區(qū)以7月和9月居多，中游地區(qū)則主要集中于7、8兩月。花園口以上的大洪水和特大洪水主要來自黃河中游，上游蘭州以上洪水僅組成花園口大洪水和特大洪水的基流。黃河中游洪水根據(jù)不同的來源區(qū)分為“上大洪水”和“下大洪水”，“上大洪水”來源于河口鎮(zhèn)至三門峽區(qū)間，洪水具有洪峰高、洪量大、含沙量大的特點(diǎn)；“下大洪水”來源于三門峽至花園口區(qū)間，洪水漲勢猛、洪峰高、洪量集中、含沙量小。[3] 
　　根據(jù)黃河洪水特性，洪水的資源化有以下幾個途徑： 
　　（1）通過水庫蓄水，將汛期洪水轉(zhuǎn)化為非汛期供水。水庫是調(diào)節(jié)水資源分配的重要工程措施，適當(dāng)抬高水庫的汛限水位，多蓄汛期洪水，是確保黃河下游河道不斷流的一個有力途徑。 
　　適當(dāng)抬高水庫的汛限水位包括兩種方法，一是根據(jù)近年來黃河來水量偏小的趨勢，適當(dāng)抬高水庫汛期的防洪限制水位；二是由于黃河中下游洪水主要集中于7、8月，9、10月份洪水明顯小于7、8月份，根據(jù)洪水分期的特點(diǎn)，可以抬高9、10月份（后期）水庫的防洪限制水位，使水庫多攔蓄汛期的洪水，提高水庫非汛期蓄水的保證率，充分發(fā)揮水庫的綜合利用效益。 
　　（2）利用洪水輸送水庫和河道泥沙，將洪水作為輸沙用水。黃河的關(guān)鍵問題是“水少沙多，水沙不平衡”，造成下游河道的淤積，河床不斷淤高[5]，利用洪水將水庫和河道的泥沙多輸送入海、輸送入田，減少下游河道淤積，是確保下游河床不抬高的有效措施。 
　　目前，三門峽水庫采用“蓄清排渾”的運(yùn)用方式，攔蓄非汛期的來水、來沙，汛期水庫敞泄運(yùn)用，將非汛期的泥沙集中在汛期排泄[5]，這實(shí)際上就是把洪水作為輸沙用水，汛初三門峽水庫排沙時經(jīng)常出現(xiàn)小水排大沙的情況，致使下游河道淤積嚴(yán)重。 “96·8”洪水花園口洪峰流量為7860m3/s，洪水位卻高達(dá)94.73m，創(chuàng)歷史最高，其中的一個主要原因就是汛初三門峽水庫排沙，造成“96·8”洪水前期河床集中淤積[6]。 
　　將洪水用于輸沙，可以考慮幾種方式，一種是蓄小水，放大水。對于1500 m3/s—3500 m3/s之間的“上大洪水”由于其含沙量大，可將其攔蓄于水庫，待蓄水量達(dá)到一定數(shù)值或發(fā)生更大洪水時以5000 m3/s——6000 m3/s左右的流量排向下游，同時保證流量持續(xù)的時間并控制下游的引水量。另一種是發(fā)生“下大洪水”時，排泄水庫泥沙。用含沙量小的下大洪水稀釋水庫的高含沙洪水，既排出了水庫的泥沙，又減小了下游河道的淤積。還有一種是對泥沙進(jìn)行多年調(diào)節(jié)，在平水、枯水年蓄水?dāng)r沙，在豐水年進(jìn)行集中泄空沖刷，形成大流量高含沙洪水輸沙[7]。 
　　（3）將汛期洪水用于補(bǔ)源和灌溉用水。黃河防洪工程和引黃灌溉工程的存在，為洪水安全合理的運(yùn)用提供了條件，發(fā)生一定量級的“下大洪水”或洪水含沙量較小時，利用防洪工程將洪水引于渠系河網(wǎng)，一方面洪水可以用于灌溉，另一方面上游水庫控制運(yùn)用，延長洪水的發(fā)生時間，采用深溝遠(yuǎn)引的方式，將洪水遠(yuǎn)距離輸送到引黃補(bǔ)源灌區(qū)，補(bǔ)充當(dāng)?shù)氐叵滤�資源，或利用河口地區(qū)平原水庫，對其補(bǔ)水。
　3 洪水資源化對防洪調(diào)度的要求 
　　洪水資源化對防洪調(diào)度提出了更高的要求，洪水資源化的實(shí)現(xiàn)使得防洪調(diào)度將要承受更大的風(fēng)險，洪水資源化和防洪調(diào)度恰如興利與防洪一樣是相互矛盾的，如何達(dá)到矛盾的統(tǒng)一，并把風(fēng)險降到最小，是防洪調(diào)度要解決的新課題。 
　　首先洪水資源化要求防洪調(diào)度應(yīng)針對不同的來水情況制定不同的防洪調(diào)度原則，不是像以往那樣，單一的以防御大洪水為原則盡量把洪水排泄入海，而是要有放、有調(diào)、有蓄，作到汛期洪水的“綜合利用”。 
　　從來水的量級來說，可以把洪水分為大洪水、中等洪水和小洪水。對大洪水，防洪調(diào)度應(yīng)側(cè)重防洪安全，在可能的條件下與輸沙用水和補(bǔ)源用水相結(jié)合；對中等洪水，防洪調(diào)度時應(yīng)以用洪為重，主要考慮將洪水用于水庫輸沙和補(bǔ)源灌溉用水；對于小洪水，可將其攔蓄于水庫，即減少下游河道淤積又提高水庫的蓄水保障。 
　　從不同的來源可以把洪水分為“上大洪水”和“下大洪水”，對“上大洪水”因其含沙量大，防洪調(diào)度時可主要考慮洪水與輸沙用水相結(jié)合，而“下大洪水”因其含沙量小，防洪調(diào)度時還要適時考慮防洪與補(bǔ)源灌溉相結(jié)合。 
　　其次，根據(jù)黃河洪水發(fā)生的時間特點(diǎn)，不同的時期可以有不同的防洪調(diào)度原則。7、8月份尤其是7月下旬到8月上旬黃河發(fā)生大洪水的幾率最高，這一時期的防洪調(diào)度還應(yīng)以防御大洪水為主。9、10月份，洪水相對較小，這時要以蓄洪為主防洪為輔，盡量為非汛期多蓄水，緩解下游水資源短缺的局面。 
　　另外，洪水資源化要求在防洪調(diào)度中，不僅要考慮水量的調(diào)度，還要考慮沙量的調(diào)度，對不同的庫區(qū)淤積、不同的下游河道情況、不同含沙量的洪水應(yīng)有不同的調(diào)度方式。 
　　4 洪水資源化的保障措施 
　　（1）實(shí)現(xiàn)洪水的資源化，要求防洪調(diào)度更細(xì)化、更靈活，根據(jù)水沙的具體情況實(shí)施不同的調(diào)度方式，同時，洪水的資源化對預(yù)報提出了更高的要求，要把洪水資源化的風(fēng)險降到最小，必需要有完善的預(yù)報系統(tǒng)與其相適應(yīng)。 
　　適當(dāng)抬高水庫的汛限水位后，水庫的防洪調(diào)度必然要承受更大的風(fēng)險，準(zhǔn)確及時的洪水預(yù)報可以降低水庫的防洪調(diào)度風(fēng)險。水庫根據(jù)大洪水預(yù)報可預(yù)泄水庫蓄水，降低水庫蓄水位，騰出更多的庫容防洪；若預(yù)報來水量級不大，水庫可及時進(jìn)行資源化調(diào)度。 
　　為了使防洪調(diào)度做到洪水資源化，不僅要做來水預(yù)報，還要做來沙預(yù)報，實(shí)現(xiàn)水沙統(tǒng)一調(diào)度；不僅要做短期預(yù)報，還要做水沙量的中期、長期預(yù)報，使水量、沙量的多年調(diào)節(jié)成為可能。防洪調(diào)度與來水預(yù)報緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)黃河防洪的預(yù)報調(diào)度。 
　　（2）實(shí)現(xiàn)洪水的資源化，要求汛期不僅要做防洪調(diào)度，還要做水量調(diào)度，使洪水資源得到充分利用。對用于下游補(bǔ)源和灌溉的洪水，防洪調(diào)度和水量調(diào)度要緊密聯(lián)系、相互兼顧，水量調(diào)度視具體情況確定引黃補(bǔ)源、灌溉的地點(diǎn)和水量，防洪調(diào)度根據(jù)洪水情況和水量調(diào)度的要求，調(diào)控各水利防洪工程，在確保防洪安全的同時盡量滿足下游的水量調(diào)度，使黃河洪水安全、合理成為可利用的水資源。 
　　（3）汛期洪水輸沙與小浪底水庫的調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用相結(jié)合，突破小浪底水庫調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用與防洪調(diào)度運(yùn)用分離的局面。目前小浪底水庫是以調(diào)控庫容8億m3（正常運(yùn)用期的調(diào)控庫容為10.5億m3）、調(diào)控上限流量2600 m3/s作為調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用的控制條件，汛期用于調(diào)水調(diào)沙的庫容只有8億m3，洪水大時就轉(zhuǎn)入防洪運(yùn)用[8]，這對水庫和下游河道輸沙并不是最有利的。洪水用作輸沙用水時，則可以綜合考慮調(diào)水調(diào)沙與洪水輸沙運(yùn)用，把調(diào)水調(diào)沙庫容和一定的防洪庫容相結(jié)合，以最優(yōu)的流量和方式輸送黃河泥沙，提高輸沙率、節(jié)約輸沙用水。 
　　5 結(jié)語 
　　任何事物都有雙重特性，洪水能給人類帶來災(zāi)害，也可以為人類所利用。黃河水資源匱乏的現(xiàn)實(shí)，要求我們轉(zhuǎn)變對待洪水的態(tài)度，積極研究洪水資源化問題。洪水資源化的實(shí)現(xiàn)要求防洪調(diào)度突破對洪水以排為主的局面，做到有排、有調(diào)、有蓄，這樣才能解決防洪調(diào)度與洪水資源化的矛盾。洪水的資源化要遵循普遍聯(lián)系的原理，防洪調(diào)度要與水量調(diào)度、沙量調(diào)度相結(jié)合，綜合考慮統(tǒng)籌兼顧，最終達(dá)到矛盾的統(tǒng)一 ，既保證黃河的防洪安全，又能充分利用洪水緩解黃河下游的水資源問題和泥沙淤積問題。