黄河流域保护和发展存在的问题与对策

摘 要：梳理了黃河流域生态保护和经济发展现存的主要问题：下游宽河段治理对策同水沙条件不适应，水沙调控体系的主体构架尚未形成，中上游区域经济发展基础差、生态环境恶劣且水资源短缺。基于前人与现状黄河治理思路，提出黄河治理的对策：①宽河段治理采用“两道防线”与生态治河结合方案，即运用长距离高浓度管道输沙技术等手段，重构“二滩”农业集成、高滩移民建镇的功能空间，将依托高标准堤防的高滩解放出来;采用预制板桩组合坝结构高标准修建控导工程与防护堤，以加强第一道防线建设，发挥控制流路、束流输沙的作用，保障“二滩”设防流量下不遭受洪灾，将河势调整作为上中游水库调度运用的子目标，通过河道工程引导河势与提升输沙能力，实现宽滩区有效利用、中水河势稳定控制与特殊洪水行洪都适应的良性治理目标。②尽早修建古贤与黑山峡工程，构建黄河水沙调控体系的主体水库，通过全河水沙调控防灾促进流域生态建设与区域经济协调发展，这事关人口集中贫困区、革命老区、少数民族聚集区的社会经济发展，事关西部经济振兴与国家生态、粮食、能源安全和社会稳定大局。③利用现代工程措施改变侵蚀基准面，把黄土高原水土严重流失区改造成错落有致的相对平原，辅以生物措施，大量拦减入黄泥沙量并持续发挥生态效益。④实施西线南水北调与藏水外调工程，解决黄河流域和华北地区水资源紧缺状况与生态环境严重退化的问题，为国家供水安全、能源安全、粮食安全、生态安全提供水资源保障，这（藏水济黄）是关系中华民族永续发展的根本大计。

关键词：治理对策;水沙调控;生态保护;水土保持;外流域调水;黄河流域

中图分类号：TV213.4;TV87;TV882.1   文献标志码：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

黄河发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓海拔4 500 m的约古宗列盆地，流经青、川、甘、宁、蒙、晋、陕、豫、鲁等九省（区），在山东垦利流入渤海，全长约5 464 km，流域面积79.5万km2， 其中上中游流域面积约占总面积的95%，下游两岸属黄河塑造的黄淮海平原[1]。以内蒙古托克托县河口镇与河南荥阳市桃花峪为节点将黄河分为上、中、下游三段，河长相应约为3 472、1 224、768 km。

黄河上游段占黄河总长的63.5%，多年平均天然径流量约占黄河总径流量的62%，是全河主要来水区。该河段落差3 496 m，蕴藏着丰富的水能资源。玛曲至龙羊峡段，黄河从高山峡谷中穿过;龙羊峡至黑山峡段，川峡相间，落差集中，水能资源丰富，因支流入汇而含沙量逐渐增大[2]。黄河上游跨越了青藏高原和内蒙古高原两大高原地区[3]：兰州以上主要是青藏高原地区;兰州以下至河口镇为内蒙古高原，包括宁夏和内蒙古两大河套平原，其中宁蒙河段全长约1 203 km，河道平面形状呈∩形大弯曲[4]。

黄河中游地区绝大部分属黄土高原。在土壤强烈侵蚀及水土严重流失的动力因素暴雨作用下，黄土高原被切割得支离破碎、沟壑纵横，使大量泥沙入黄，黄河泥沙的80%来自河口镇与潼关间的多沙区[5]。按教科书给出的数据[6]，长江宜昌站多年平均径流量是黄河花园口站的9.3倍，但花园口多年平均输沙量却是宜昌的2.5倍;恒河多年平均输沙量与黄河花园口站相差不大，但多年平均径流量是花园口的8倍。黄河水少沙多这一特点，导致由暴雨洪水和冰凌洪水造成的水灾几乎遍及上中下游及其支流[1]。

黄河下游是泥沙长期淤积形成的举世闻名的地上“悬河”，成为淮河、海河流域的分水岭，河道具有“善淤、善决、善徙”特性，突出表现为频繁的洪水決口、泛滥和河流改道，严重威胁着黄淮海平原的安全[7]。从公元前602年至1938年的2 540 a中，经历了26次改道，其中有5次大改道迁徙。因历史上战乱与人烟稀少等而难以对黄河决口改道进行完全统计，黄河下游至少是“三年两决口，百年一改道”，洪灾范围纵横25万km2，洪流所到之处房屋被埋、良田沙化、河道淤塞、人畜湮没，对生态与环境也造成了严重且长期的破坏[8]。根据平面形态，可将黄河下游河道分为游荡型河段（桃花峪至高村）、过渡型河段（高村至陶城铺）、限制性弯曲型河段（陶城铺至利津），其中游荡型与过渡型河段河道呈宽窄相间的藕节状，被称为下游宽河段，堤距最宽处达20 km，黄河下游广阔滩地上因居住了近190万村民，故被称为“滩区” [9]。陶城铺至利津河段因受两岸险工及控导工程的约束而被称为山东窄河段。

其实，宁蒙河段也分属不同河型[10]。例如，内蒙古221 km长的巴彦高勒—三湖河口河段为游荡型河段，126.4 km长的三湖河口—昭君坟河段为过渡型河段，184 km长的昭君坟—头道拐河段为弯曲型河段，宁蒙不同河段比降同黄河下游河段类似河型对应的比降接近。近几十年来因水沙过程失衡凸显，宁蒙河段河槽淤积萎缩加重，洪凌灾害频发，危及群众生活、生产、生态用水安全，其中11条多沙支流突发性洪水易淤堵黄河干流、引起决堤洪灾，春初上游开河后流冰又易卡冰结坝导致决堤凌灾[4]，黄河上游沙质河段演变规律与致灾成因同样复杂。

我国劳动人民在黄河沿岸生存发展，采取各种措施趋利避害、治理黄河、控制洪水，尤其人民治黄以来在黄河干支流修建了一批水利枢纽工程，在中上游大力开展水土保持工作[5]，在下游修建了大量河道整治工程，取得了黄河下游河道70余a伏秋大汛不决口的奇迹[11]，但还存在黄河水沙调控体系主体框架尚未构建等问题[12]。本文以笔者2019年8月9日在北京参加“黄河流域保护和发展专家座谈会”发言材料为基础，从梳理现存问题入手，谈其治理对策。

2 黄河存在的问题及下游宽河段治理对策

2.1 黄河下游宽河段治理对策同水沙条件不适应

2.1.1 宽河段治理过程概述

1949年及以前黄河下游宽河段河道工程很少，主槽有充分的横向摆动余地。1950年以后两岸修建了险工和护滩工程[13]，但直到1967年宽河段工程仍较少，该年洪水使马庄至西兰庄长达5 km的高滩坍塌，汛末发展至东兰庄并刷滩坐弯，主流急转南下，直冲花园口东大坝以下的赵兰庄滩地，直逼平工堤段，不得不在滩地上修建6道坝、1个垛，方使河势得到改善[7]。由此人们才认识到有计划整治河道的意义，于是黄河防汛部门在1968—1974年在花园口上下游的对岸先后修建了马庄与双井控导工程，使其同南岸花园口、马渡两座险工上下呼应，形成了马庄→花园口→双井→马渡流路[9]，被视为下游游荡型河段的“龙头工程”，甚至被称为河道整治布局的“模范河段”。堤防最薄弱的东坝头至髙村河段，通过修建禅房（1972年）、大留寺（1974年）、马厂（1968年）、大王寨（1972年）、王高寨（1969年）、辛店集（1969年）等工程，使河势得到改善，但由于工程长度不足，因此不少河段主流仍摆动不定，其中油房寨以下主流摆至右岸，王高寨、辛店集两工程修建后靠溜，主流受工程挑流折向左岸，在周营工程以上岸滩靠溜，该时期主流线摆幅为3 000 m左右。1974年修建周营上延和老君堂工程，使河势得以控制，但是局部河势变化仍较大，如禅房、大留寺两工程相距较远，无法限制主流摆动，故又于1976年修建了单寨工程和1979年修建了蔡集、王夹堤工程，至此，东坝头至髙村河段工程布点基本完成。此后至20世纪80年代后期，这段河势比较稳定，从而将宽河段整治重点转移到来童寨至夹河滩河段[9]。

“98·8”三江大水之后，国家加大对大江大河治理的投资力度，使黄河下游加快了整治步伐，其中东坝头至高村河段通过工程上延、下续，提高了控导能力，在控制河势、缩小主流游荡范围、减少“横河”“斜河”发生的几率等方面，发挥了重要作用[14]，但从河床综合稳定指标判断[15]，其游荡河型仍没改变。

2.1.2 宽河段处于“二级悬河”不利局面

20世纪后期黄河来水量减少使洪水漫滩几率减小，泥沙淤积导致河槽萎缩，特别是中小流量的高含沙洪水频发，进一步导致河槽淤积抬升[16]，且1958年以来滩区群众大量修筑生产堤，影响了滩槽水沙交换[17]，泥沙主要淤在主槽和嫩滩，逐渐使宽河段形成了“槽高、滩低、堤根洼”的所谓“二级悬河”态势[16，18]，其河床普遍高出两岸地面4～6 m，部分河段达10 m以上，高出河外平原更多[19-20]。

从滩唇向堤根普遍存在远大于河道纵比降的横比降[21]，一旦发生大洪水，滩区过流比增大，极有可能发生主流顶冲堤防、顺堤行洪的险情[22-23]。据笔者在黄科院开展的模型试验预测，如发生特大洪水，禅房控导工程以下河段在主槽淤积、水流大漫滩过流的情况下，可能出现“滚河”之险，威胁沿岸人民的生存与发展。

2.1.3 来水来沙条件同宽河段边界不适应

受水库调节及气候变化等因素影响，现在进入下游较大流量的洪水明显减少[24]，已建整治工程治导线参数同河势不相适应[25]。小浪底水库投入运用至今，不让洪水上滩的运行方式对下游河道影响很大，河道与滩区治理的局面仍较被动[22]。以2003年兰考蔡集工程附近河势为例[26]，汛前即出现如下问题：边滩散乱分布、数量明显增加，部分河段河宽有所缩窄;禅房工程下游过渡段主溜坐弯、摆动走湾之处遭到心滩、大边滩的阻碍，大河被分成2～3股;蔡集工程上游局部出现畸形河势。2003年汛期来流不大，河势没能得到有效调整，当8月下旬受“华西秋雨”影响发生秋汛时，小浪底水库按花园口站流量为2 600 m3/s控泄，9月18日一股边溜将蔡集工程上游生产堤冲决，口门最大分流量约800 m3/s，水流上滩后很快将滩区12万群众围困，使东明愈40 km黄河大堤偎水长达一个半月，造成堤防出现临河遭受冲刷、背河渗水甚至管涌的严重险情（下游若没老君堂控导工程的上堤路发挥“格堤”作用，大堤险情会更严重），经近万军民抢险多日，生产堤堵口均未果，只得让小浪底水库冒险拦洪，到10月29日抢险方告成功。

河道与滩区治理面临问题归纳如下：河道整治工程布局有待完善，由主流线套绘图看出，具有“流性习散、河性习弯”的特点[25];控导工程的结构还不适应洪水漫顶，低频率洪水防御能力低;小流量过程较多，与现有整治工程边界不相适应[25]，若为提高小水河槽束流攻沙能力而再建流路控制工程，则势必减小过洪宽度[27]，同行洪安全产生矛盾，因此河道尤其是“二级悬河”整治提升困难;滩区群众安全和发展问题突出，滩区人河争地，滩地开垦力度加大，社会发展与河道治理之间矛盾重重[14]。

2.2 黄河水沙调控体系主体构架还没有形成

为河流治理与生态保护而进行调水调沙的效果，主要取决于冲沙排沙时是否有水可用、有沙可调[12，28]。小浪底水库与其下游入黄的少沙支流伊洛河和沁河上的陆浑、故县、河口村3座水库，基本构成了下游防洪减灾体系的主体[11]，但小浪底水库自身调水与调沙存在矛盾，现已显现出调水调沙库容不大与冲沙排沙效率不高的问题。预估2040年小浪底水库拦沙库容将淤满，没有能够塑造较大流量高含沙洪水过程的入库水沙条件，导致小浪底水库异重流排沙能力发挥不出来，不能发挥理想的调水调沙效果，此后黄河下游河床仍会抬升，因此必须完善干流上下游的控制性工程[29]。2013年国务院批复的《黄河流域综合规划（2012—2030年）》，确定了“以干流的龙羊峡、刘家峡、黑山峡、碛口、古贤、三门峡和小浪底等7座大型骨干水库为核心的黄河水沙调控体系”[11]。目前黄河只建成4座大型骨干水库，且工程布控局限性较大，其中：刘家峡水库现有库容不大，水沙调控能力有限，距内蒙古淤积与凌灾严重河段超过1 000 km，无法发挥防洪（凌）减灾与冲沙调控作用[4];三门峡水库为避免潼关高程抬升影响渭河下游防洪而不能蓄水运用，很难为小浪底水库提供较大的水动力条件和高含沙洪水过程。因此，具有调控作用的大型骨干水库只有龙羊峡、小浪底两座相距数千千米的水库，且上游龙羊峡水库下泄清水而为小浪底水库提供不了泥沙调控的条件，两者之間缺乏具有承上启下作用的关键水库[29]。目前黄河水沙调控体系的主体构架还没有形成，不能对宁蒙河段、小北干流以及下游泥沙与水资源进行调节，无法满足流域生态保护、治理调控和经济发展的迫切需求。

此外，中上游区域经济发展基础薄弱、生态环境恶劣、水资源短缺，也长期是黄河治理保护与经济发展的“软肋”。

2.3 黄河下游宽河段的治理对策

基于前人与现状治河思路，笔者于2003年提出“两道防线”治理方案[18]，近几年主持国家重点研发计划项目“黄河下游河道与滩区治理研究”（简称“黄河治理研发项目”），对于该方案表述为：在河弯工程与改建的“束流节制工程”对入流强力控制下，靠溜险工及控导工程与以生产堤为基础改建的防护堤共同构成第一道防线，发挥控制流路、束流输沙及避免中常洪灾的作用;在大堤上加固修建防滚河工程后成为第二道防线，再对大堤至控导工程的道路进行提升加固后形成格堤，即可抑制溜走堤河险情的发生。

按排洪需要大规模布控中水稳定输沙的工程边界，能够解决强力控导河势与防洪相协调且使河槽具有“束水攻沙”功能的问题。防护堤即使按10 000 m3/s设防，在干支流水库调控后下游实际上也很难出现这么大流量。为此，对于防护堤与布置在对稳定性要求高之部位的控导护滩工程，采用改进的预制板桩组合坝结构，高标准修建。采用此技术在黄河三角洲北部利津县刁口乡海域修建的150 m海堤，经受了台风考验。而黄河三角洲采用传统技术建设的堤坝，不仅每年加固花费巨大投资，而且还会付出沉重代价，例如，1992年9月2日台风冲毁了胜利油田某段防潮堤坝，造成34位抢险人员身亡。

“黄河治理研发项目”正在开展的示范工程，建设在老君堂上游约6 km处的辛店集控导29号丁坝以下40

0 m处，采用水力喷射沉桩技术续建长240 m的钢筋混凝土预制桩板组合顺坝，预制桩与板的长度均增加到16 m，桩宽为1.5 m。放大模型试验发现，桩顶比板顶降低3 m后对洪水流速较大的中上部水流运动干扰较小，尽少影响水流输沙效率，且能利用桩坝漫顶原理，在缓解主流冲击的同时尽量促使泥沙在两桩坝之间落淤。预制桩顶比板顶低3 m后就向河床多插3 m，使基础更加稳定。试验表明，流场改变后局部稳定冲刷坑水深一般不超过7.5 m，设计时取其为9 m。预制板与桩的组合便于平顺导流，可达到“平顺护弯、顺弯导流”的整治效果，不仅提升河槽输沙能力，且能适应大洪水漫顶需要。该技术具有施工快、造价低、基础一次稳定、抗水毁能力强、占地少等优点，可有效解决控导河势与防洪不协调的问题。

“黄河治理研发项目”课题5从空间视角揭示了宽滩河流空间的城镇功能、农业功能及生态功能属性，提出了黄河下游生态治理方略[23，30-31]，即将由黄河主槽向大堤的滩地依次分区改造为 “嫩滩”“二滩”“高滩”，使得滩区生态治理规划与沿河城镇（城市）群总体规划有效衔接，建立起滩区功能约束及滩槽协同治理体系。在“高滩”集中安置滩区移民，使其可作为被解放的滩区;“二滩”为高滩与控导工程之间的滩区，作为超标准洪水上滩的空间;“嫩滩”作为生态修复的区域，与河槽一起作为中常洪水运行的空间。未来泥沙淤积可能不再是下游河道治理的最主要问题，该成果已为近年开展黄河下游生态廊道建设提供了技术支撑，使黄河不再是当地经济社会发展的制约因素。若进一步同“两道防线”方案相结合，运用长距离高浓度管道输沙技术等手段，重构“二滩”农业集成、高滩移民建镇的功能空间或宽滩理想形态，以“第一道防线”保障“二滩”和“嫩滩”区域的相对稳定，将河势调整作为上中游水库调度运用的子目标，通过河道工程引导河势与提升输沙能力，实现宽滩区有效利用、中水河势稳定控制与特殊洪水行洪共同适应的良性治理目标。

菏泽黄河工程局建设“黄河治理研发项目”示范工程时，将汇流集浆器组合系统输沙技术升级为长距离精准高效管道输沙技术，成功提高了淤建滩区村台的效率，为改善宽滩河流形态积累了经验。

黄河口治理采用“输”“挖”“分”三策。“输”就是输沙入海。黄河口治理专家李殿魁提出“三约束”理论，尤其巧用海洋动力颇为科学。数模计算[4]发现，入海泥沙主要堆积在海岸附近，充分利用海洋动力即可把刚淤在近岸的泥沙掀起输运它处。近海区束水攻沙要按照李殿魁的双导堤布局方案，运用上述板桩组合坝技术，可消除拦门沙。“挖”就是挖沙疏浚，以降低侵蚀基准面。“分”就是伺机分洪，利用刁口河流路分洪，其实出现流量大于10 000 m3/s洪水的几率很小，且通过分洪（而非改道）同样能满足西河口水位不超过12 m的要求。

3 构建水沙调控体系才能科学治理与保护黄河

3.1 黄河流域保护与发展需依靠水利工程

黄河流域尤其是黄河中上游地区，是我国少见的能源富集区、革命老区、少数民族聚集区、贫困人口相对集中地区、传统特色农牧区。随着我国能源产业的有序调整和经济发展的升级，东部沿海地区对黄河中上游地区能源资源的依赖性会更强。黄河上中游地区地处干旱、半干旱地带，区域生态环境恶劣[5]，受外部环境胁迫和自然因素制约，土地沙化与水土流失严重，其影响不仅仅局限于當地，还会影响到中东部环境质量乃至周边广大地区的生态安全与区域经济社会的可持续发展，实为我国生态文明建设和扶贫攻坚的主战场[28]。

黄河是区域经济社会发展最为重要的水资源依托，许多地方“有水一片绿，无水一片沙”，尤其黄河宁蒙河段洪凌灾害和用水困难导致黄河中上游地区土地资源、能源资源、矿产资源富集的优势难以发挥。为此，只有加快黄河治理开发利用步伐，通过水沙调控合理配置水资源，方能破解区域“水”的短板，协调人口、资源、环境矛盾。建设保护生态环境、利于当地群众生存与经济增长的水利工程，是实现黄河流域经济可持续发展的必由之路[28，32]。

众所周知，黄河水少沙多且时空分布不均，倘若干支流现没建这些水库作为储蓄水的“盆盆罐罐”，拦蓄来水并合理控泄与调节，那么洪水期下游不仅常出现洪灾，而且在沿黄省区工农业与生态用水争先恐后的现状下，枯水期下游河道断流无疑在所难免[33]。即使最近两年因降雨丰沛，现有水库已尽量蓄满，但仍先后有331亿、310亿m3水量入海，远大于下游输沙与河口生态所需水量，使黄河失去了积极为严重缺水的中上游和华北平原等地区生态保护与经济发展难得的贡献良机。黄河流域从自然状况看属于资源性缺水，从区域发展角度讲实际属于工程性缺水。因此，为促进区域生态建设、扶贫开发、经济发展、民族团结，笔者曾在全国政协十一届五次会议的大会发言材料《构建水沙调控体系，确保黄河长治久安》中，建议尽早上马古贤和黑山峡水利工程，建成黄河水沙调控体系的主要构架，发挥黄河水沙调节的最佳效果。

3.2 黄河中游古贤水利枢纽工程开工建设正当其时

古贤水利枢纽工程位于黄河中游北干流河段，在水沙调控体系中战略地位重要，对其下游调控能力强大，具有显著的经济、社会和生态环境效益[34]。按水利部审查通过的《黄河古贤水利枢纽项目建议书》，推荐方案将总库容从164亿m3降至129亿m3，大大降低了水库淹没损失及经济社会影响，该水利枢纽有如下重要作用和意义。

（1）与小浪底水库联合运用，对黄河下游河床减淤与维持河槽过流能力作用显著。古贤水库可拦沙140亿t，调控能力强劲。如按2025年前后投入运用估算，古贤、小浪底水库联合运用60 a可减少下游淤积量110亿t左右，扣除小浪底水库的减淤作用后，古贤水库可减少下游河道淤积量近80亿t[35]。该水库和小浪底水库联合调水调沙，还可把小洪水过程塑造成协调的水沙关系，使下游中水河槽行洪输沙能力得到维持[36-37]，将未来进入下游的泥沙排泄入海，确保本世纪黄河下游河床不抬升，为多年后才能建成生效的大柳树水利工程争取时间。

（2）降低潼关高程，减轻渭河下游防洪压力，减少三门峡库区淹没损失。研究表明[38]，古贤水库能明显改善其下游水沙条件，使小北干流河段显著冲刷，使潼关高程冲刷降低约1.3 m，导致渭河溯源冲刷至泾河口附近，渭河下游河槽萎缩状况得到改善，减小渭河防洪压力。防洪运用时若再对古贤入库洪水分级控制，即能减少三门峡库区滩地淹没损失与泥沙淤积。若进一步降低“上大类型”洪水时三门峡水库滞洪水位，大幅减少滩库容损失，则三门峡水库可在提高发电效益的同时，发挥削减下游洪水的作用，且能在潼关来沙量大为减少的客观条件下“蓄清排浑”[39]，从而使三门峡水库重新发挥大型骨干水库的调控作用。

（3）开发水能资源，为“黄河金三角”及两岸地区经济社会发展和生态改善提供保障。兴建古贤水库可改善两岸供水灌溉条件，降低抽水扬程110 m，灌溉迈入自流取水时代[36]，确保区域供水、生态和粮食安全。库区形成的200 km长、面积230 km2的绿水青山带，可改善区域生态环境，促进两岸旅游业发展，建立新的经济增长极，推动欠发达地区转型发展与区域一体化进程。该工程淹没区涉及较多贫困县，有的还是深度贫困县，通过征地移民安置、周边群众就业、带动服务业发展等途径，助推相关区域经济发展、群众致富。

古贤水库可提供优质的电力、电量和调峰容量，缓解相关省份电网调峰矛盾，对减少环境污染也有重要意义。同时，位于西北和华北电网交界处的古贤水电站，将是这两区电网联网的重要电源节点，对“西电东送”作用很大。

（4）基本解除壶口至潼关河段冰凌灾害，为小北干流大规模处理泥沙创造条件。在古贤水库的拦蓄作用下，冬季将不再有大量流冰进入壶口至潼关河段，消除冰块壅塞形成冰坝的现象;该水库运用后小北干流河槽过流能力将大幅提高，也能增强水流输冰能力，对消除冰凌灾害有重要作用[38]。此外，若利用上游来水冲刷库区淤沙，人工塑造适合小北干流放淤的水沙过程，其放淤量可相当于小浪底水库的拦沙量。

古贤水利枢纽工程建设期约10 a，如现即开工，建成后联合上中游水库协调水沙关系，就能接续解决黄河下游防洪减淤问题。该工程符合国家加大基础设施投资的政策，能带动关联产业发展，拉动经济增长。显然，古贤水利枢纽工程开工建设正当其时。

3.3 黄河上游大柳树水利枢纽工程对于形成全河水沙调控主体构架意义重大

水利部规划的黑山峡水利枢纽工程也称为大柳树水利工程，位于黑山峡出口以上2 km的宁夏中卫市境内，该工程有如下重要作用和意义。

（1）可长期保持巨大有效库容，维系黄河生态健康。大柳树水库地理位置不可替代，战略地位重要，可在全河调水、调沙、调电中发挥承上启下功能。据著名专家赵业安等半个多世纪研究[16]：“黄河上修建水库进行径流年调节及多年调节，其必要条件是总库容至少相当于年入库沙量的100倍”。黄河已建和规划的大型水库中，只有龙羊峡水库和大柳树水库总库容符合这一条件，能够长期保持巨大的有效库容。此外，清华大学、北京大学、中国科学院、黄河水利科学研究院等联合研究表明[4，40]：“黑山峡水利工程通过水库调蓄并提高下泄水温，使宁夏河段不再封河，基本解决内蒙古河段上段的冰塞问题，并消除洪水危害;通过对上游梯级电站反调节多发电，增加巨大效益，且使上游龙羊峡、刘家峡水库放手参与水沙调控，有效增加河道内汛期的输沙水量，有效恢复宁蒙河段行洪输沙能力，扭转黄河宁蒙河段、小北干流及渭河下游水沙失衡及河情恶化趋势;上游这三座大型骨干工程与中游古贤、三门峡和小浪底三座大型水库联合运行，在黄河主要来沙期泄放高效造床输沙流量，促使三门峡库尾的潼关高程降低与渭河下游溯源冲刷，减轻渭河下游严峻的防洪压力，再进一步发挥三门峡水库的泥沙调控作用，即不难提高小浪底水库的调水调沙效果，为黄河下游冲沙减淤提供足够的动力条件。远期黑山峡水库作为国家‘四横三纵水利布局中重要的控制性骨干工程，能够调节南水北调西线工程入黄水量，实现黄河流域水资源合理配置，提高调水调沙效果的可持續性，确保黄河长治久安”。

（2）可破解区域经济社会发展难题。大柳树水利工程能从时空上优化配置水资源，解决陕甘宁蒙能源资源、矿产资源富集区的经济社会发展用水问题，显著改善黄河中上游相关地区发展条件，加快经济发展和民生改善。未来可根据国家战略需要，新增生态灌区，大幅增强区域农牧业生产发展能力，实现生产空间集约高效，对保障国家粮食安全发挥重大作用。

该水库建成后，陕甘宁蒙区域所蕴藏的巨大发展潜力和地缘优势短期即能显现（例如向甘肃陇东能源基地供水），推动资源优势向经济优势转化，实现区域经济社会跨越式发展，辐射带动城乡社会事业进步。此外，该工程可满足近远期反调节和调水调沙、防凌防洪以及径流调节对库容的需求，有利于充分发挥上游梯级电站的发电效益，更好地实现河段的开发目标。同时结合河段水能开发利用，保障国家能源安全。

（3）可改善区域生态环境，构建西北生态屏障。大柳树水库建成后，依托枢纽布置东西两条干渠，解决相关地区生态建设用水问题，显著提高区域环境承载能力，改变区域土地沙化、水土流失加剧的被动局面。通过高水位向甘肃民勤补水，遏制当地生态环境恶化态势;实现周边23万km2沙漠、沙地、黄土丘陵地区休耕、休牧、封育保护和生产空间集约高效。随着灌区建设发展，可与现有灌区一起形成以河套平原为主、以灌区外围生态修复区为辅，辐射黄土丘陵区、毛乌素沙地、腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠的西北绿洲生态系统。加上周边地区森林覆盖率和退化草场植被盖度提高，即可构建北起阴山、南抵六盘山的西北生态屏障，减少风沙对国家中东部和首都经济圈的侵袭，生态效益巨大。

2015年笔者与施祖麟、张纲、杨忠岐、徐嵩龄、李武、樊希安、王辉耀等8位参事向国务院提交了《关于尽快推动黄河黑山峡水利工程建设的建议》：①通盘考虑全局利弊和国家战略要求，本着局部利益服从整体利益、近期利益服从长远利益的原则，突出黄河治理开发保护要求，及早果断决策;②建立行之有效的省区联席会议制度，国务院组建一个高层领导机构，负责统筹周边地区建设发展和国家大局需要，协调相关省区利益，促使省区合作，加强论证工作的领导和组织协调，解决前期工作中出现的问题与矛盾，管理黑山峡水利工程建设遇到的问题;③加快推进黑山峡河段开发论证工作，在科学利用河段优势条件的同时，重视论证工程建设对环境、移民及景泰石林地质遗迹等可能产生的影响及解决途径，合理考虑甘肃省的意见，客观确定工程开发方案。该建议得到国务院领导批示后，黑山峡水利工程于2016年被列入国民经济及社会发展“十三五”规划纲要。该工程尽管在向石羊河流域供水、促进白银市经济社会发展等方面对甘肃发展作用巨大，但毕竟水库淹没主要在甘肃，即甘肃是最大的社会成本承担方，在该工程对于黄河治理开发乃至保障国家生态、能源、粮食安全和社会稳定等方面的非凡意义已形成共识的前提下，在利税分配、移民压力承担等方面必须向甘肃倾斜，在甘肃得到足够利益后，再将工程建成后使上游梯级电站多发电增加的巨大效益部分反馈给库区移民，甚至采取淹没土地入股的形式，使移民持续得到实惠。

综上所述，古贤与大柳树水利工程凭借其独特的区位优势，可强力推动区域生态保护和人口集中贫困区、革命老区、少数民族聚集区的发展，又能成为增强区域经济协调与持续健康发展的强大引擎，从而事关国家经济发展与生态安全大局，故应及早决策。

4 黄河沙多的治理对策

黄河难治的症结在于沙多，其原因是黄土高原严重的水土流失[5]。笔者认为：黄河治理必须与依靠工程措施对黄土高原的治理相结合，不能仅局限于水土保持的传统模式，而用现代工程减弱黄土侵蚀强度，控制入黄泥沙，实乃治本之策[41];可采用现代工程措施，如修筑控制性拦沙工程、淤地坝系及必要的挡土墙，采取人工定向爆破等措施使一座座梁卯填充沟壑，变沟壑为平地、变坡地为相对平原，同时辅以必要的生物措施[8]。长期试验与实践表明，从最基本的流域单元入手，通过修建淤地坝治理黄土高原沟道侵蚀是有效的，按照现在的经济实力、技术水平与施工能力，应明显扩大坝系工程实施范围与规模。运用坝系相对稳定原理，在干支沟上下游对工程合理布控，改变水土严重流失区的侵蚀基准面，再通过现代施工手段，着重把仅占黄土高原地区总面积约20%而入黄泥沙却占总入黄沙量80%左右的水土严重流失区改造成错落有致的相对平原，同时在其上种草植树以产生生态效益，即可在有限时间内将入黄泥沙减少80%左右[8]。其实减沙过多会使黄河口岸线蚀退，到那时就需通过三门峡水库排沙设施改造发挥中游水库群调控作用。

《黄土黄河黄种人》记者在1997年第3期对笔者上述对策描述到：“一块块高耸的卯卯梁梁在炮声中填平了深谷，一片片崭崭的小平原诞生了……，未来的黄土高原，就由这一片片相对的错落有致的平原和一座座控制性工程组成，黄土高原的绝对高程就这样被降低着，冲刷和水土流失就这样被遏止着，黄河的泥沙来源就这样被最大幅度地削减……”。而今黄土高原有两个地区近年进行了大规模削山填谷行动，削平数百座山头，填平山谷，规模之大令人关注。有学者称，该举措的学术基础是上述减少入黄沙量之对策，笔者对此喜忧参半。喜的是该举措对改变水土流失区的侵蚀基准面、减少入黄泥沙肯定有效，忧的是当地削山填沟的目的是大规模“造地、建城”，引导开发商投身于主观“削山造城填平沟壑”、客观“减少进入黄河沙量”的行动无可厚非，况且还有一定的政策支持，但应在技术、地质、环境和经济层面谨慎论证后，预留出排洪通道，尤其注意黄土多具湿陷性，土质一旦受到人工干扰，其受力结构发生变化就容易遇水导致变形崩塌，甚至诱发山体滑坡、崩塌、地面塌陷等地质灾害。

不少学者认为黄河流域采取自然修复的手段，是对生态最有效的保护。其实不然，黄土高原自古就是世界上黄土覆盖最深厚、黄土地形最典型的地区。20世纪30年代前，人类活动对植被破坏较少，基本处于自然修复状态，甚至被认为“整个黄河流域植被覆盖率应好于现状” [23]，但当遭遇1933年高强度降雨后，陕县水文站出现了39.1亿t的罕见输沙量，黄河下游发生的大洪水造成两岸决口50余处，泛及冀、鲁、豫、苏、皖5个省30个县，灾民数十万、死亡1.27万人;再如，林草植被覆盖率在85%以上的汾川河， 2013年出现高强度降雨后，该河控制站新市河水文站实测输沙量达到了建站以来的最大值1 600万t。由此可见，采用自然修复手段，在高强度降雨期减沙作用有限。面向未来我国经济发展向西部转移大局，利用现代工程措施主动拦减入黄泥沙量，从社会与生态环境协调的角度讲是必要的。

附带指出，在进入下游的沙量大幅减小的情况下[41]，不少人企望将省出的输沙用水量挪用它处。岂不知洪水几率变小会引起输沙动力不足，又因水流挟沙力与含沙量呈正相关关系[42]，来水含沙量减小较多后河道输沙效率也降低不少，且当年确定输沙用水量对应的河床仍可能出现淤积[43]，而今若以“河床不抬高”为目标，输送的泥沙必然粗化，冲沙效率也不乐观。由笔者早期建立的黄河下游洪水冲淤强度关系式，给出冲淤平衡条件SpQ0.5p=2 000，两端同乘以Qp0.5T即得输沙量Ws=SpQpT=2 000Qp0.5T，按水库调控的输沙流量Qp=4 000 m3/s（兼顾河势调整需要）、历时T=7 d，求出下游输沙量约0.8亿t，同小浪底水库运用以来下游年均输沙量接近，且对应的含沙量Sp也与水流挟沙力S*接近。年均来沙若为2.0亿～2.5亿m3，在Qp、S*不变条件下，即可估算未来下游年均输沙用水量为60亿～75亿m3，加上黄河本身水量也减少约100亿m3，看来很难挤出较多水量用于生态与经济发展。

此外，1987年经国务院原则同意的黄河可供水量分配方案（称为“八七”分水方案），是以1980年实际用水量为基础，综合考虑沿黄省区的灌溉规模、工业和城市用水增长情况，为黄河水权确定的。该方案实施30多a来，经济格局已发生了很大变化，各省区水资源供需矛盾日益加剧，为此在南水北调东线、中线工程相继通水后，不少省区要求调整分水方案。其实，分水指标多寡关系着自身的长远发展，方案一旦确定，再调整就会涉及利益调整，各省区对于利益攸关问题各不相让，表明调整敏感而棘手的分水格局并非易事。

5 解决黄河水少的对策

5.1 解决黄河水少的战略措施是外流域调水

水少是黄河冲积河段河床不断淤积升高的主要动力因素，也是黄河难治的另一原因。黄河是唯一流经干旱缺水的西北地区与我国经济版图中相当重要的华北地区的大河，其独具的地理位置必须肩负着向相近流域供水的重任。相关地区地域辽阔、土地肥沃、光热资源丰富、昼夜温差大、日照时间长，有利于多种名、优、特粮油和经济作物生长。黄河中上游地区具有“富甲能源热土，唯缺水资源”的突出特点，黄河上游丰茂的草原和宁蒙平原是我国畜牧业和粮食生产基地，中游的汾渭盆地以及下游的沿黄平原是我国粮食、棉花、油料的重要产区，只要有了水源，即可做到優质粮食的丰产稳产，支撑国家粮食安全，支撑国家能源安全和经济发展[28]。然而，黄河年均径流量不到全国河川径流量的2%，但养育了全国12%的人口，贡献了全国14%的GDP，支撑着全国15%的耕地，担负着60多座大中城市以及陕甘宁蒙晋接壤地区能源基地和中原、胜利两大油田的供水任务，还通过引黄济津、引黄入冀、引黄济青工程等，缓解了其他流域城市生活和经济发展用水的燃眉之急[36]。

人口的增长、经济的发展及城市化速率的加快，对水资源的需求急速增加，而今环境安全风险日趋增大，尤其华北不少地区出现了江河断流、湖泊萎缩、湿地干涸、地下水超采、地面沉降、海水入浸、土壤沙化、森林草原退化，导致土地荒漠化等水生态灾害。这里几千年经济社会活动形成了巨大人口压力，其自身水资源已难以维持自然生态平衡，近几年国家还在河北雄安地区建设国家级新区，京津冀和胶东等相关地区发展与生态环境保护日益对黄河供水提出越来越高的要求。但水资源客观上是华北与黄河中上游地区持续发展和生态环境保护的最大制约因素，是可持续支撑我国社会经济发展的刚性条件。特别是黄河水资源严重短缺属长期性、区域性、资源性缺水，若依靠节水工程，大力改造农业设施，甚至改变农业种植结构，则需要巨额的投资，对于财政基础不好的甘宁青等省区来说困难很大，也很难长期维持，故必须向黄河增补水源，才能破解黄河水资源短缺与经济社会可持续发展的矛盾。根据我国中长期水资源需求态势和水资源安全形势，应该着实提高黄河流域水安全保障水平，将外流域调水作为国家水资源安全保障的重大举措，当成保障黄河流域与华北地区生态环境美好、经济腾飞的战略措施。

5.2 西线南水北调与藏水外调结合是民族永续发展的根本大计

南水北调西线调水方案已研究论证了67 a，即使自1987年原国家计委决定开展西线工程超前期规划以来，迄今也有32 a，2001年完成的《南水北调西线工程规划纲要及第一期工程规划》已纳入《南水北调工程总体规划》近20 a。该工程拟从四川境内的长江上游调引一定水量进入黄河上游，实施后可减少气候变暖对长江流域洪灾影响，解决黄河流域水资源紧缺状况[44]。

需要指出的是，跨流域调水工程建设决策面临地方利益博弈难题，西线调水一期方案拟定调水量不足200亿m3，供水区即出现较为强烈反对的声音，毕竟工程还会减少长江上游水力发电量。鉴于工程的复杂性，迄今尚沒有被列入国民经济及社会发展的规划纲要。

2010年笔者到西藏等地调研后认为，西藏丰富的水资源及特殊的地理位置，是有效解决西北及华北大平原水资源短缺问题、破解上述矛盾的潜力所在[40]，即可利用西藏之水置换或补充西线调水区四川所需水量，减少西线调水工程对四川调水区的影响，同原西线调水结合而言，就是“川水济黄、藏水补川”方案。由于藏水补川水量比西线方案调水量明显少，工程投资与难度相对不大，何况这又是以弥补南水北调西线方案调水区四川省的水量为目的，西藏与四川存在界河，即不难通过不同部位及不同河流的沟通实现补水，不必对海拔高程要求过高，便于充分利用已建或规划的梯级枢纽。初期先在昌都（澜沧江在当地年径流量为230亿m3）至江达一带沟通澜沧江水系和金沙江水系，将金沙江与雅砻江连通，再由南水北调西线调水方案的线路，通过黄河上游支流贾曲自流入黄，贾曲口高程3 442 m，位于甘肃省甘南州玛曲县与四川阿坝州阿坝县的交界处，下距黄河目前唯一能够长期保持巨大有效库容的龙羊峡水库数百千米。为逐渐增大藏水外调的水量，可进一步沟通怒江、澜沧江与雅鲁藏布江，以调取更多西藏之水。如果按调水比例35%计，调水规模近400亿m3，不仅发挥“藏水”对四川的补给作用，而且能够发挥对黄河与华北平原供水的巨大作用，从而通过加大黄河中上游和邻近的河西走廊地区植被与农作物种植面积，持续为国家能源安全、粮食安全、生态安全提供支撑。为推动相关工作，2011年笔者在全国政协十一届四次会议提交的发言材料中建议“实施‘川水济黄、藏水补川方案，及早解决西北水资源短缺问题”“及时深入开展南水北调西线工程前期工作”，得到国务院领导批示后，受到有关部门的重视。

水是易输送的资源，向需水区供水可以成为促进调水区经济增长的途径。所以，可充分利用藏东南水汽资源丰富、温湿条件好、环境修复快的优势，凭借有利的地形条件，探寻便于实施的路径，通过常规的筑坝截流、开凿隧道等工程，不排除局部用筑坝所发之电抽水外调，或在冻土层以下埋设输水管道的方式（实际上，沿线埋设输水管道，具有对生态环境影响小及便于分期扩大规模的优点），将西藏丰富之水作为特殊资源开发出来[40]，成为西藏未来经济增长的途径。沿途合理设置调蓄池（湖），洪水期尽多引蓄灾害水以减轻调水区下游防洪压力，同时也能在当地发挥效益。实际上不仅是北调，而且也可向云南等缺水地区补水，由于西藏与这些地区水系密切相关，因此不难实现水资源优化配置。

我国目前国力完全具有对调水工程的承受能力，藏水外调工程只要注重方案的可行性或经济性，避开泥石流、大滑坡和强震区，减少淹没损失，力求减少对高原环境与生态的影响，结合受水区的用水需求、工程规模等因素，就能在工程实施阶段先易后难、由近及远分期推进，逐步增加调水量，在不断发挥效益的过程中滚动开发。

黄河勘测规划设计研究院有限公司对一期项目建议书进行优化，提出调水线路尽量利用隧洞穿越、西线下移方案。其优点为：调水断面水量充沛，调水比例小，对河道内生态环境影响小;利用在建电站作为调蓄水库，回避水库淹没移民占地及宗教设施影响问题;后续水源充足，可为进一步实施西部调水创造条件。尽管单位调水量投资较大，调水到黄河后减少了长江上游水力发电量，且没满足原规划调水目标及受水区需求，但却能为“藏水补川”和“藏水济黄”创造条件。考虑国家战略需要，建议将西线南水北调工程建设列入国民经济及社会发展“十四五”规划纲要，方案优化时应注重同“藏水外调”相结合，以“藏水补川”消除对调水区的不利影响，并使“藏水济黄”这一中华民族永续发展的根本大计成为国家经济持续发展的重要战略支撑和强大的动力源泉。

5.3 以“河南运河”增加黄河下游输沙与生态用水量

为增加黄河下游水量，可利用黄河以南所处优越地理位置开挖有航运功能的运河（在南水北调中线线路以东），在郑州以西桃花峪规划坝址上游的入黄口设置调节闸，利用桃花峪水利工程对入黄之水加以调节。古籍《汉书》问世前只有黄河才独称为“河”，因该运河在黄河以南，故称之为“河南运河”[45]。该运河沿途同淮河、汉江流域沟通，直达丹江口水库，与相关防洪体系结合形成“串联水库”，将淮河、汉江流域无法承受的洪量调入黄河，将黄河下游河道作为淮河及汉江上游各支流洪水的入海通道，把其他流域的灾害水变成了黄河下游河道的冲沙、灌溉及生态用水，减轻黄河水资源供需压力，从而达到保证输沙与河口地区生态用水量、减少下游河道淤积之目的。于是在黄河干流水库调水调沙时就有更多余地，且相关水库可按“高水高用”原则，相机调水北上。再通过河北水系的调整接济京津，实现黄淮海平原的水资源优化配置。实际上，李殿魁与易贤命两位著名专家分别提出的水系联通治水方案[46-48]，都颇为合理和可行，其中易贤命提出的“南水北调中线引长江出三峡之水济黄圆千年发展之梦”，思路相当开阔。

20世纪50年代按“梯级开发”治理思路，在黄河下游修建了位山工程，由此形成了华北平原治水以黄河为界、南北分治的格局，使京杭运河黄河以北段断航，水资源不能南北互补，引发了华北平原严重缺水和大范围地面沉降的地质灾害。为在南水北调西线工程实施前缓解这种局面，我们正在研究如何将京杭运河南北连通并努力恢复全线航运，发挥京杭运河对华北水生态修复与我国区域经济社会发展的巨大作用，力争实现李殿魁“黄（河）运（河）立交、黄运分治、以湖济运，恢复其通航，有效解决黄运矛盾”的治水目标[46-47]。

6 结 论

（1）黄河流域生态保护和经济发展现存的主要问题是，下游宽河段工程布局同水沙条件不适应，尚未形成水沙调控体系的主体构架，中上游区域经济发展基础薄弱、生态环境脆弱，且黄河存在资源性与工程性缺水，水资源短缺一直是协调生态、经济与社会发展关系的软肋。

（2）解决黄河下游宽河段治理的对策是，“两道防线”与生态治河结合方案，即运用长距离高浓度管道输沙等手段，重构“二滩”农业集成、高滩移民建镇的功能空间，将高滩解放出来;采用预制板桩组合坝结构高标准修筑控导工程与防护堤，以加强第一道防线，有效发挥控制流路、束流输沙的作用，保障“二滩”不遭受中常洪灾，将河势调整作为上中游水库调度运用的子目标，通过河道工程引导河势与提升输沙能力，实现宽滩有效利用、中水河势稳定控制与特殊洪水行洪均适应的良性治理目标。

（3）及早修建古贤与黑山峡水利枢纽工程，构成黄河水沙调控体系的主体，通过全河水沙调控，促进流域生态建设与区域经济发展相协调，事关西部经济振兴与国家生态、粮食、能源安全大局，因而相關省区应以国家发展利益为重统筹考虑，国家要以超前眼光和科学态度果断决策。

（4）为减少进入黄河的泥沙量，利用现代工程措施改变侵蚀基准面，把仅占黄土高原地区总面积约20%而入黄泥沙却占总入黄沙量约80%的水土严重流失区改造成错落有致的相对平原，辅以生物措施，主动拦减入黄泥沙并持续发挥生态效益。

（5）实施西线南水北调（“川水济黄”）与藏水外调（“藏水补川”乃至“藏水济黄”）工程，能为黄河全流域的水沙调控增加强大动力，以保持河流功能的长久性，为国家供水安全、能源安全、粮食安全、生态安全提供可持续的水资源保障。因此，“川水济黄、藏水补川”“藏水外调”为黄河流域与华北平原战略性水资源科学配置方案，西线南水北调和未来的“藏水济黄”是关系中华民族永续发展的根本大计，应将其列入国民经济及社会发展规划纲要。

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