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小浪底大坝多高(小浪底大坝结构图)

黄河是一条多沙河流,每年会产生数亿吨泥沙,粗颗粒的泥沙在回水区末端下沉淤积,较细的泥沙则潜入水下,向前淤积在河床和库区中。泥沙淤积不仅会侵占水库的有效库容,还会导致河道主槽的过洪能力下降,洪水隐患加大。

与此同时,黄河的细沙和粗砂又是一种储量丰富的矿产资源,在工程建筑、烧制灰砖、修筑堤防、吹填造地等方面都具有重要价值。这也使得黄河的采砂现象比其他河流更加普遍,非法采砂横行一时。如何规范黄河流域的采砂管理,自然也就成为了治理黄河的重中之重。

小浪底大坝多高(小浪底大坝结构图)

1997年10月,小浪底水库实现大河截流,从上游三门峡河段涌入的泥沙开始在小浪底库区内淤积。1999年10月,小浪底大坝正式下闸蓄水;2001年,主体拦河治沙工程正式完工;2002年,库区首次开始调水调沙试验,之后基本一年一调沙。

经统计,从1997~2015年,利用断面法计算出的库区淤沙量就已经超过了30亿m3。自2015年以来,库区内的泥沙量依然在升高,但是幅度明显减缓。截止到2020年,库区淤沙量仅为31.46亿m3,占设计拦沙库容的42%。

小浪底水库共有75.5亿m3的拦沙库容,如果不进行调水调沙,早在2020年整个库区就会被淤平。如今,小浪底水库依然稳健运行,一年一次的调水调沙试验(个别年份一年调2次沙)可以说是功不可没。

要进一步延长小浪底水库的使用年限,就必须尽快实现冲淤平衡,继续提高排沙比,使冲沙量多于淤沙量,实现水库净排沙,逐步夺回失去的拦沙库容。至于具体该如何实施,还需要水利专家们进一步的探讨、论证。1969年实施的“蓄清排浑”以及2018年实施的“一高一低治黄河”等策略,都是水库调度的创新思路,大大延长了水库的使用寿命。

近年来,小浪底水库的排沙效率有了很大提高

根据库区泥沙淤积程度的不同,小浪底水库的运用可分为拦沙初期、拦沙后期以及正常运用期三个阶段。其中,拦沙后期对应的淤沙量在42亿m3之前,目前的小浪底水库正处于这一阶段。相信有了水库调度的新思路,小浪底水利枢纽一定能顺利进入正常运用期,保障黄河中游的水沙安全。

小浪底库区的淤沙量超过30亿立方米,远多于长江三峡水库的18亿吨蓄积量(约10.8~12.6亿立方米),但是,库区的泥沙却不能随意开采,否则就可能面临行政甚至刑事处罚。

比如在2021年2月,小浪底库区管理中心的工作人员通过卫星遥感技术展开巡查,结果发现五福涧清水河河道的影像存在异常,疑似非法采砂。经地面执法人员核实,确认为夏县祁家河乡的一位农户在非法采砂。最终,垣曲县自然资源局对采砂者处以“停止违法行为、自行整改并处以罚款”的行政处罚,有效打击了私人采砂的猖獗势头。

为什么要禁止私自采砂?这主要是为了保障小浪底库区的水事秩序,同时也是为了便于行洪、保证河道畅通、稳定河势。无序的采砂会带来很多负面影响,包括妨碍防洪、影响供水、阻碍通航、破坏生态环境等等。尤其是在桥梁、水坝等涉水建筑物附近,抽沙行为容易导致坝基不稳,威胁建筑物安全,严重的还有可能引发坍塌事件。

河道采砂

这里要说明一点,小浪底库区并不仅仅是指坝前的水库(静水区),而是还包括上游的黄河干流以及支流,长达130km,库区流域总面积69.4万平方公里(范围见下图)。库区牵涉面太广,私人采砂很可能引发恶性循环,不利于生态保护和防洪运行。

在整个黄河流域,扩大禁采范围、整治私人采砂是大势所趋。即便要采,最好的方式也是由国营企业负责开采,能兼顾河流生态和河道安全,对采砂量、采砂地点也有严格限制,更容易统一、规范作业。

不用抽沙船抽沙,除了客观上不允许之外,还有以下两个原因:

其一,小浪底库区的沙质不佳,开发成本高。理想的建筑用砂对粒径有一定要求,而小浪底库区的泥沙粒径较细,大多在0.025~0.15mm之间,而且杂质较多,开发成本高。

其二,小浪底库区是排水排沙的关键区域,是黄河水沙调度的咽喉枢纽。小浪底水库和三门峡水库排沙任务紧迫,民间的采砂行为会对排水排沙造成不利影响。有些采砂户会将抽出的黄沙堆积在河道或者岸边,影响严重汛期行洪,安全隐患大。

2021年10月10日,黄河第三号洪峰过境郑州

尤其是近两年,黄河汛期来水量变大,水势迅猛,洪水威胁呈增大态势。今年秋季,山西多个河段迎来了罕见的秋汛,汾河下游40年来最大的洪峰涌入黄河。有专家预测,今后黄河中游发生的极端降雨的概率或将增加。这就对黄河河道的安全整治提出了更高的要求,而河道采砂首当其冲,是整治的重点对象。

黄河流域的总面积为75万平方公里,砂石主要分布在上游干流和附属支流中。经统计,黄河的一级支流有111条,入黄泥沙大于5000万吨的支流有13条,渭河中下游、大汶河、沁河下游以及东平湖的老湖区都蕴藏着丰富的砂石资源。

渭河注入黄河

《人民黄河》上一篇题为《黄河流域重要河道采砂管理规划综述》的报告指出:现阶段,黄河下游每年的公益性采砂量多达1亿吨,前3次堤防加固共消耗沙量5.6亿吨。这里提到的公益性采砂是黄河流域采砂的一种常见形式,与之相对的则是营利性采砂。

营利性采砂主要用于建筑施工,每年的采砂量多达数千万吨。在黄河干流,采砂最主要的河段是大北干流河段,也就是从河口镇到禹门口的干流河段。该河段长725km,河宽为300~800m,是山西、陕西两省的界河,砂石资源储量多而且品相优良。

从上世纪80年代开始,黄河大北干流的采砂业就已经初具规模,采砂量逐年攀升。随着建筑行业对砂石资源需求量的增大,民间采砂的范围和规模迅速扩大,一度陷入乱抽滥采的混乱局面。

当时,陕西、山西两省还未对黄河采砂形成统一规范,采砂许可和监管漏洞较多,各地无证采挖、汛期河道大规模堆砂的现象很严重。仅大北干流河段,一年的实际产砂量就多达3000万吨,其中陕西境内的采砂量为1400万吨,山西省为1600万吨。

2018年,黄委的水利专家编定了《黄河大北干流晋陕河段河道采砂管理规划总体方案》。《方案》指出,采砂管理工作由沿黄各县(市)人民政府的水行政主管部门负责,包括采砂申请的受理、审批以及采砂许可证的发放。2020年,黄委发布《黄河流域重要河段河道采砂管理规划(2020~2025年)》,进一步规范了黄河采砂。

如今,黄河流域的采砂管理方案日渐完善,严格划分了禁采区、可采区,切实保障了黄河的防洪安全、生态安全。

清除黄河河道内的淤沙,最有效、最合理的方式还是以小浪底水库为主、三门峡水库为辅,借助水库的联合调度实施排水排沙。水库冲沙还是最安全、最便捷的清淤方式,借助上游洪水的天然动能,排沙效果立竿见影。

例如在2019年,小浪底水库在汛期前将水位下放到209.12米,当年入库沙量为2.8亿吨,得益于“一高一低”的排沙运作,出库沙量达到了5.4亿吨。这一年,小浪底水库的排沙比达到了193%,净冲刷掉2.6亿吨泥沙,大大延长了使用寿命。

相信有了小浪底水库这一利器,黄河中游的“沙患”终能得到控制。而在优化调度方案的基础上,水库调度也必将发挥越来越重要的作用。

对于小浪底库区的采沙、排沙,您怎么看?欢迎在评论区留言讨论!

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