
古贤水利枢纽位于壶口瀑布上游10千米处。坝址左岸为山西省吉县,右岸为陕西省宜川县。根据2002年7月国务院批复的《黄河近期重点治理开发规划》,黄河防洪减淤的基本思路是:“上拦下排、两岸分滞”,控制洪水;“拦、排、放、调、挖”,处理和利用泥沙。防洪减淤的总体布局中明确提出:在黄河上中游兴建一批水利水电工程,形成以龙羊峡、刘家峡、黑山峡河段工程(待建)、碛口(待建)、古贤(待建)、三门峡和小浪底7座骨干水利枢纽工程为主体的黄河水沙调控体系。国务院批复意见要求“近期要抓紧河口村、古贤水利枢纽等骨干工程和黑山峡河段开发的论证工作,加快南水北调西线前期工作步伐。”古贤水利枢纽是黄河水沙调控体系的重要组成部分,黄委从1999年即开展了古贤项目建议书编制工作,目前已基本完成,有待审查。
一、古贤水利枢纽在水沙调控体系中的战略地位
(一)黄河水沙调控体系总体工程布局。协调黄河水沙关系的根本途径为:增水、减沙和调水调沙。通过干流骨干水库拦沙和调水调沙,是改善黄河水沙关系、减少河道淤积、恢复主槽行洪排沙能力的行之有效的措施。按照黄河水沙调控体系的总体布局,黄河上游的龙羊峡、刘家峡和大柳树3座骨干工程构成黄河水沙调控体系的水量调控子体系,中游的碛口、古贤、三门峡和小浪底构成洪水、泥沙调控子体系。
(二)中游骨干工程的内在联系。碛口、古贤水库承接上游来水来沙和区间水沙,与三门峡、小浪底水库联合对泥沙进行多年调节,塑造和谐的水沙关系;在下级水库冲刷恢复有效库容时,上级水库提供水流动力条件;在上级水库排沙时,下级水库对水沙过程进一步控制,形成协调的水沙关系,避免下游主槽发生淤积。黄河上游的水量调节子体系和中游的洪水、泥沙调控子体系构成水沙调控体系主体。建设完善的黄河水沙调控体系,对径流、洪水、泥沙进行科学合理的统一调度和联合调控,才能长期协调水沙关系,减少河道淤积,维持中水河槽,保障防洪、防凌安全,实现黄河长治久安。
(三)古贤水利枢纽在水沙调控体系中的战略地位。古贤水利枢纽工程处于黄河北干流下段,控制了黄河泥沙的66%,粗泥沙的80%,其控制黄河北干流洪水、泥沙的能力都明显高于碛口水库。古贤水利枢纽距离小浪底水利枢纽较近,与小浪底水库联合拦沙和调水调沙、协调黄河下游水沙关系具有独特的地理位置优势。既可对上游来的水沙进行有效调控,又可为下游的三门峡、小浪底水库提供水流动力条件,在黄河水沙调控体系的总体布局中起着承上启下的作用,其战略地位极为重要。
二、古贤水利枢纽建设的必要性和重要作用
(一)建设古贤水库是减缓黄河下游河道淤积、保障下游防洪安全的战略措施。古贤水利枢纽工程基本控制河口镇至龙门区间的洪水和泥沙,根据1950系列、1919系列分析,扣除小浪底水库拦沙和调水调沙的减淤作用后,古贤运用60年,可减少黄河下游河道淤积量分别为102.25亿吨、107.62亿吨,分别相当于现状工程条件下河道36年、33年的淤积量。古贤水库投入运用后,下游河道基本处于微淤状态,下游防洪中面临的淤积问题基本得到控制。
(二)建设古贤水利枢纽可在一个较长时期内维持黄河下游中水河槽的行洪输沙功能。古贤水库拦沙并和小浪底水库联合调水调沙,可在较长时期内协调进入下游的水沙关系,对恢复和保持下游河道中水河槽行洪输沙能力具有十分重要的作用。
(三)建设古贤水利枢纽是降低潼关高程的重要战略措施。多年研究结果表明,潼关高程变化与黄、渭(包括北洛河)来水来沙条件、三门峡水库运用、前期河道淤积及河势条件等因素有关,规律复杂。古贤水库建成后,运用初期通过水库拦沙和调水调沙运用将从根本上改变潼关河段不利的水沙关系,从而使潼关高程显著下降。
(四)建设古贤水利枢纽可为小北干流大规模放淤创造条件。小北干流放淤是处理黄河粗泥沙的重要措施之一。现状工程条件下,主要通过在滩地修建放淤闸实施无坝自流放淤,放淤量少、机会小,作用有限。古贤水库和放淤工程联合运用,可以充分发挥放淤效果,也有利于延长古贤拦沙运用年限。
(五)建设古贤水利枢纽是进一步管理黄河洪水的需要。古贤水库防洪运用,可显著减轻小北干流河段的洪水威胁,保障滩区安全。古贤水库建成蓄水运用后,预计出库水温将提高约4摄氏度左右,可基本解决小北干流河段防凌问题。
(六)古贤水利枢纽可显著改善附近地区供水条件。供水区抽黄工程目前主要存在问题,一是泵站经常脱流,水源不稳定;另一方面缺乏调节工程,供水保证率低。古贤水库可对径流进行调节,改善抽黄工程引水条件,提高供水保证率。
(七)建设古贤水利枢纽是西北、华北地区电力发展的需要。黄河北干流河段是我国12大水电基地之一,古贤水利枢纽位于晋、陕两省和西北、华北电网的交界部位。建设古贤水利枢纽不仅使该河段水能资源得到开发利用,而且调节性能好,可提供优质的电力、电量和调峰容量,不仅对两岸地区经济发展非常有利,而且可减少环境污染,同时为“西电东送”创造条件。
三、古贤水利枢纽建设的紧迫性和建设时机
(一)黄河下游河道防洪减淤迫切要求早日建设古贤水利枢纽工程。小浪底水库拦沙完成后,若不及时修建古贤水利枢纽工程,黄河下游河道河床仍将以每年0.07~0.08米的速度淤积抬高,由此引发的洪水位逐年抬升,二级悬河逐年凸显,河道整治及滩区安全建设措施、防洪标准逐年下降等问题将给黄河下游防洪造成极大的被动。因此,古贤水库投入运用越早,对黄河下游减淤作用也越大。
(二)早日建成古贤水利枢纽,可尽快冲刷降低潼关高程。现状工程条件下,潼关高程仍会以年均0.013米的速度抬升。古贤水库及早投入运用,可迅速扭转小北干流河段逐年淤积的局面,使潼关高程由缓慢抬升转为逐年冲刷降低,并且水库投入运用越早,潼关高程保持较低水平的年限越长。
(三)古贤水利枢纽应争取在2020年前后建成生效。黄河下游河道的防洪减淤和在一个较长时期内维持中水河槽行洪输沙能力,客观上要求古贤水库尽早投入运用。古贤水库2017年与2023年投入运用相比,可在2080年之前维持潼关高程328米以下的年数多7年;古贤水库早日投入运用,可减轻三门峡库容损失4.98亿~7.46亿立方米;早日建成古贤水库,还可及早发挥水库的供水和发电效益,积极推进两岸经济的可持续发展。古贤水库建设工期约需10年,前期论证技术复杂,工作量大,从黄河治理开发的客观需要和工程建设工期可能两方面考虑,应争取2020年前后建成生效。
四、建议
目前,黄河干流已建成龙羊峡、刘家峡、三门峡和小浪底等4座骨干工程,在防洪、防凌、减淤、调水调沙和水量调度等方面发挥了巨大作用,有力地支持了沿黄地区经济社会的持续发展。但在调控黄河水沙方面存在很大的局限性,既不能长期维持下游合适的中水河槽,又很难恢复宁蒙河段和禹门口至潼关河段的河道泄洪排沙功能。小浪底单库调水调沙不仅存在调水调沙水流动力不足的问题,且单库对黄河泥沙进行调节存在着拦沙库容淤积较快、控制出库水沙条件困难、长期有效库容难以保持等问题。解决黄河水沙不协调问题,必须建设完善的水沙调控体系。
古贤水利枢纽控制了黄河洪水、泥沙的主要来源区,特别是粗泥沙来源区,距离小浪底水利枢纽较近,与小浪底水库联合拦沙和调水调沙、协调黄河下游水沙关系具有独特的地理优势,在黄河水沙调控体系的总体布局中起着承上启下的作用,其战略地位极为重要,应尽早开发建设。
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