建设黄河大柳树水利枢纽是黑山峡河段开发的最佳选择

　　2010年12月3日，中国科学院以“科发学部字[2010]142号”文形式，向国务院报送了《中国科学院关于呈送〈关于黄河黑山峡段开发问题的建议〉的报告》（以下简称《报告》），在社会上造成了一定影响。笔者因工作需要参与黑山峡河段开发和大柳树水利枢纽前期工作已有30多年，曾先后参与了1991～1992年受国务院委托、由水利部组织的黑山峡河段开发方案论证和论证报告起草工作，1999～2001年受国务院委托、由中国工程院组织的西北水资源合理配置和重大水利工程课题组对黑山峡河段开发方案论证和论证报告的起草工作，2001～2006年受国家发改委委托、由中国国际工程咨询公司组织论证和阶段性报告的起草工作；同时，也曾具体负责过对大柳树水利枢纽可行性研究报告及初步设计中间成果的审查工作。本文对《报告》中存在的重大失真之处和存在的问题进行探讨，以尽量消除该《报告》对国家决策可能造成的不良影响。
　　一级方案还是四级方案
　　《报告》没有对几十年来黑山峡河段开发方案及其论证的全过程和论证主要意见进行全面阐述。长期以来，黑山峡河段开发方案一直围绕着大柳树高坝大库一级开发方案与小观音高坝加大柳树低坝二级开发方案进行论证，由于有关部门、单位和地方政府各持己见，国家至今未能决策。2008年以来，坚持二级开发方案的地方政府和单位又提出了四级径流电站的开发方案。争论的主要问题是：黑山峡河段开发的功能定位和任务，大柳树坝址的“活动断层”和“松动岩体”能否安全建设高坝大库，水库淹没及移民安置与权益分配；黑山峡河段水库与龙羊峡及刘家峡水库联合运用、调水调沙、电力调度如何发挥最大效益等。WwW.11665.cOm由于大柳树高坝与小观音高坝的水库设计正常蓄水位同为1380m，其中水库的淹没及移民安置指标是相同的，而大柳树高坝一级方案能够更好地满足黄河流域综合规划、防洪规划、水资源规划等国家已经批准规划确定的黑山峡河段开发功能定位和开发任务要求。经过长期论证，地矿部、国家地震局对黑山峡河段地震地质工作论证后的结论是：大柳树和小观音两坝址的地震地质环境基本相同，地震基本烈度同为8度（此前，大柳树坝址为8度，小观音坝址为7度）；两坝址基岩的岩性基本一致；大柳树坝址不存在“活动断层”和“松动岩体”问题，大坝可不考虑抗断和避让问题，大柳树坝址可以安全建设高土石坝，小观音坝址可以安全建设高混凝土坝。此后，坚持二级开发的地方和单位在认为二级开发方案已不可能再与一级开发方案继续进行比选论证时，放弃了长期坚持的二级开发方案。于是，在2006年国际工程公司组织论证工作期间，提出了在甘肃境内修建红山峡、五佛、小观音和在宁夏境内修建大柳树低坝四级径流电站开发方案，干扰了黑山峡河段开发方案的论证和国家决策时机。这个四级径流电站开发方案违背已经国家批准的《规划》对黑山峡河段开发功能定位和开发任务要求承上启下的反调节作用，不能解决宁蒙河段防凌（防洪）严重灾害问题，不能充分发挥黄河上游梯级水电站的发电效益，不能为周边地区能源化工基地供水，不利于黄河水沙调控体系的合理调度，不利于大柳树生态灌区建设及陕甘宁革命老区人民群众的人畜饮水问题等。因此，该《报告》片面采用四级径流电站开发方案替代大柳树高坝大库一级开发方案，实属误导。
　　高坝抗震风险有多大
　　《报告》称，“大柳树坝址地质构造不宜修建高坝大库”，“坝址附近6条主要断裂具有逆左旋走滑特征，存在构造不稳定和坝区松动岩体问题，坝址基岩破碎、透水性强、地质条件差，特别是f201活断层距坝址仅1.5km,在坝轴线以下3.6～5.0km处通过，地震安全风险大，存在工程抗断和避让问题”，“f201断层基本烈度为9度，存在严重的抗断问题”。
　　上述观点，是20世纪60～80年代西北勘测设计院的观点。当时，对黑山峡河段地震地质条件的评价所依据的资料受当时勘察工作量及手段的限制，在一些问题尚未完全查清的情况下，成为河段开发方案决策的重要因素。但是，在20世纪80年代以后，经过天津院（现更名为中水北方勘测设计研究有限责任公司，下同）进行的大量地质勘察研究，证明上述问题缺乏科学依据。同时，在20世纪90年代以来国家地震局、地矿部及其所属地震地质、工程地质研究单位开展了大量的野外勘察研究，特别是1987年、1991年国家地震、地质主管部门提出的论证报告及2001年、2003年提出的补充论证报告中，提出了明确的结论：距大柳树坝址1.5km处的f201断层属于香山地块内部的次级断裂，晚更新世以来已不再活动，不属于活动断裂，它与f7、f3、f1断层不存在“同生或派生”的关系；f1、f3、f7断层则自晚第四纪以来是不活动的，按照水利水电工程地质规范规定，均不属于工程上界定的活动断层。因此，这些断层都属于非发震断层，并且与f201断层不相交，没有“重接”的关系或被牵动的证据。因此，大柳树坝址不存在活动断层，坝址可以不考虑抗断问题。在2008年汶川地震后，有地方政府在给国务院的报告中称“大柳树坝址与汶川处于同一发震断裂带，建设大柳树高坝存在抗断风险”。此后，宁夏人民政府在北京邀请国家地震局、地矿部、水利部、中科院、中国水科院等有关部门和单位的领导、院士、著名专家，针对这一问题进行了研讨。会议一致认为：黑山峡河段与汶川并非处于同一发震断裂带地块，大柳树坝址高坝不存在抗震安全风险问题；地震地质部门原论证报告的结论仍然是可靠的，并表示黑山峡河段和大柳树坝址地震地质论证工作历时之长、所完成的野外地质勘察和业内分析研究工作量之大、参加人数之多、院士著名专家之多，均超过国内核电站及三峡工程，以往所提供的地震地质评价成果及结论可以负责任地作为大柳树工程设计的依据。
　　何谓“大范围松动岩体”
　　《报告》中称：“大柳树坝区存在由于大规模岩体蠕动变形或地震等原因引起的大范围松动岩体问题，影响大坝及主要水工建筑物的安全。”
　　上述所谓大柳树坝址存在“大范围松动岩体”的提法出自西北勘测设计院的设计及地质文件，后被主张二级开发方案的单位和地方政府所引用。据查阅，国内外地质文献资料尚未发现此专业术语及问题的先例，截至目前也未得到地质部门及研究单位的认同和在这些部门的论证报告中予以否定。由于“大范围松动岩体”的概念在工程实践中难以量化和判定，因此，结合国内外的经验，还应根据工程地质参数的测试值对岩体质量进行综合评价，并依据量化指标进行工程设计。根据天津院已取得的大量地质勘察成果和地质参数测试成果，可以认为坝址两岸岩体质量近于中等，可

以满足建设高土石坝的工程地质条件。按照已完成的可行性研究报告及初步设计中间设计成果及所采取的工程措施，大坝及其主要水工建筑物的安全是可以保证的。

　　怎样保障宁蒙河段防凌安全
　　凌汛一直是宁蒙段面临的突出问题。《报告》中称“黑山峡水库修建是否完全能够控制宁蒙河段的凌汛灾害是目前河段开发方案争执的又一个关键问题”。同时还认为“可通过内蒙古三盛公枢纽分洪和海勃湾水库调控，与刘、龙两水库联合调度，基本可实现远、中、近梯级调度的良好效益，达到灵活、及时有效缓解凌汛灾害”。
　　这个事关宁蒙河段黄河堤防防凌防洪安危大局的重大问题，多年研究的结果表明，由龙、刘水库的下泄流量需要6～8天才能到达宁蒙河段，而且与上游梯级电站的发电调度存在矛盾，不能使宁蒙河段防洪标准由目前的20～50年一遇提高到100年一遇，不能够很好地解决宁蒙河段的防凌防洪问题。
　　灌区开发会导致沙漠化吗
　　《报告》中称“大柳树高坝一级开发方案可扩大灌区1000～6000万亩”，“大柳树灌区土壤为砂质，保水保肥能力很低，灌溉极易引发大范围的次生盐碱化。在该地区大规模开垦，将破坏植被，造成严重的沙漠化，不仅对本地区，而且对黄河中下游都将产生重大危害”。
　　关于大柳树灌区的灌溉方式及规模问题，在20世纪80年代以前所规划的灌区规模近期为500万亩、远期为1900万亩。当灌溉方式采用大柳树高坝一级开发方案时，近期500万亩基本为自流灌溉，远期部分为自流灌溉、部分为大幅度降低泵站抽水扬程的扬水灌溉。但当灌溉方式采用小观音高坝加大柳树低坝二级开发方案时，由于受地形条件限制，灌区灌溉方式只能采用集中扬水灌溉或分散扬水灌溉，增加灌溉成本，加重群众负担，灌区在经济上难以维持良性运行和可持续发展。因此，从灌区灌溉方式和技术经济合理性综合考虑，采用大柳树高坝方案是发展大柳树生态灌区的必然选择。同时，20世纪90年代完成的大柳树灌区修编规划，为解决民勤的水危机和生态安全问题，将原规划近期灌区规模由500万亩扩大至600万亩，为民勤发展100万亩生态灌区、解决民勤生态危机提供水源；远期灌区规模仍初拟为1900万亩。
　　关于灌区分期建设的安排问题。规划明确:在西线调水工程建成前的灌区规模为600万亩，基本为现有耕地而不是新的开垦荒地；灌溉所需水量可通过调整灌区农、林、草的种植比例及灌区节水改造中节约的水量解决。在西线调水工程建成后，可按照可以提供的水量及生态灌区规划的原则确定。
　　20世纪90年代，中国工程院报送国务院的西北水资源配置及重大水利工程布局论证报告中，也认为大柳树生态灌区近期灌溉规模600万亩是合适的，其中新增灌溉面积的需水量可以在现有自流和扬水灌溉区实施的节水改造中节约下来的水量中解决；远期灌溉面积可按1100万～1300万亩考虑。生态灌区规划应遵循的原则是实现“建设小绿洲，保护大生态”，并向邻近宁蒙陕能源化工基地和陕甘宁革命老区供水，促进区域经济社会的可持续发展。
　　综上所述，大柳树灌区的远期规模从来没有规划开垦6000万亩的灌溉规模，不会破坏荒漠草场和戈壁地表植被，也不会造成沙漠化的问题。《报告》中所提到的灌溉规模6000万亩，实际上是灌区范围内的土地面积，并非灌溉面积。因此，《报告》中的数据是一个严重的误导。
　　水库淹没与移民安置
　　《报告》中称：“大柳树高坝一级开发方案将淹没近10万亩优良耕(园)地、10余万人口居住地……移民难度大。”
　　根据近年来天津院调查的结果，大柳树高坝一级开发方案与小观音高坝加大柳树低坝二级开发方案由于水库的正常蓄水位同为1380m，因此，淹没实物指标和移民安置数量基本相同。上述耕地淹没指标在库尾不防护的情况下同为近10万亩，但淹没人口并非10万余人。现在规划确定的移民安置规划，根据国内近年来的成功经验，在库尾靖远川防护后，现状需要安置的人口为5万多人。规划考虑人口增长后的安置人口为6万多人，而非《报告》中的10余万人。最近，在研究大柳树水库正常蓄水位降至1377m后，库区淹没实物指标还可以减少。其中，移民安置的人数可以减少1万多人。
　　大柳树水利枢纽坝址在宁夏，库区淹没和移民安置在甘肃，跨省(区)的移民安置固然协调难度较大，但根据国内已建大型工程的实践经验，只要领导机关重视，加强协调，是可以解决的。例如：黄河三门峡水库大坝在河南，移民在陕西；三峡水库大坝在湖北，移民主要在重庆；万家寨水库大坝在山西，移民主要在内蒙古；百色水库大坝在广西，移民主要在云南等这些大型水利工程，在中央有关主管部门及省(区)间的协调和国家正确决策下，也都解决了移民安置问题。为什么大柳树水库的淹没和移民安置问题却成为不可解决和影响国家决策的制约条件？
　　《报告》中又称：“水库将淹没黄河景泰石林国家地质公园。”根据规划，大柳树水库正常蓄水位升至1380m时，在不采取防护措施的情况下淹没石林面积仅约24km2，其影响面积仅占石林景区总面积的1.6％。另外，在大柳树水库正常蓄水位降至1377m后，上述淹没范围还可以减少。规划在考虑对老龙湾黄河和1.28km裁弯取直改道措施后，可以减免水库回水对黄河石林国家地质公园的空间直接影响；或在饮马沟采取修建防护坝方案，重点保护饮马沟内石林的精华部分，可以减免对石林国家地质公园核心区的影响。
　　基岩透水问题的影响
　　《报告》中称：“大柳树坝址周围岩体松动破碎，岩体漏水、透水现象极其严重，……天津院在坝址左岸高出河床68m处进行孔深20～40m固结灌

浆实验时，3序灌浆孔平均每立方米注浆水泥量高达2.34吨。因此，大柳树坝址位于不宜建设高坝大库等重大水工建筑物的危险地段。”本文由论文联盟http://收集整理
　　上述数据，是天津院在大柳树大坝初步设计阶段为优化混凝土面板堆石坝趾板建基高程时，在设计确定的建基高程以上对要开挖的风化层部位进行固结灌浆试验的数据，并非在原设计的趾板建基高程以下的弱风岩体进行固结灌浆的注浆量。多年来，主张二级开发方案的单位和地方政府常引用此成果说明大柳树坝基灌浆处理工程量大，大柳树坝址是不宜建设高坝大库的危险地段，以此数据误导河段开发方案和大柳树大坝设计方案的论证。

　　建设时机问题
　　早在20世纪60～70年代方案及其论证期间，当时西线调水问题并未提上议事日程，黑山峡河段论证争论的是一级与二级开发方案选择问题。在20世纪80年代特别是90年代，西线调水问题开展前期工作的时候，黑山峡河段的开发功能定位和任务要求汇总又增加了西线调水量的反调节任务。由于一级开发方案大柳树水库的原始库容比小观音水量多近37亿m3，因此，它的反调节作用更为突出。近年来，西线调水出现了不同声音，前期工作进展也受到了影响，因而出现了“黄河水量有限，黑山峡河段的开发时间应与西线调水建设时间同步考虑”的声音。我认为，黑山峡河段与大柳树水库建设与西线调水有关，但可以不与西线调水同步建设。理由是：大柳树灌区近期建设规模中已有引黄灌区约300万亩，发展现有耕地的面积约200多万亩，其水量可以在目前实施的宁蒙1500万亩引黄灌区节水改造的节约水量中解决。因此，近期建设大柳树水库不会对宁蒙陕甘黄河段现有的分水量产生影响。在西线调水建成后，再根据西线调水的水量分配指标来确定大柳树灌区的远期建设规模。因此，大柳树水利枢纽工程建设时机不应与西线调水捆在一起考虑。
　　几点建议
　　对《报告》中关于一级和四级开发方案论述中存在的其他问题，限于篇幅暂不逐一进行解读和质疑。在这个《报告》报送国务院一年多的时间里，国家有关主管部门和地方政府并未对该《报告》中存在的问题提出异议，未对建议予以重视。
　　据了解，该《报告》是以中国科学院原副院长孙鸿烈院士为首的咨询研究组完成的咨询报告，《报告》所列咨询研究组名单中的黄河水利委员会、天津院等单位的专家并未参与《报告》的起草工作，也未征求他们的意见。因此，建议有关主管部门和地方政府应组织相关专家对该《报告》进行研究并对《报告》失真之处进行论证，以消除其对国家决策可能造成的影响。
　　国家发改委要求水利部编制的《黄河黑山峡河段开发论证报告》已于2011年10月由黄河勘测规划设计有限公司、中水北方勘测设计研究有限责任公司、黄河水资源保护科学研究所共同完成，建议有关主管部门抓紧进行协调，尽早安排审查和批复。
　　我从事水利规划设计工作半个多世纪了，现在已年近八旬。在我这几十年的水利建设征途中，如果说还有未了的心事，那就是希望看到黑山峡河段开发方案和大柳树水利枢纽工程能够按照2008年9月国务院“关于促进宁夏经济社会发展的若干意见”中的第五条意见“在统筹规划和科学论证的基础上，加快和深化黄河黑山峡河段开发及大柳树水利枢纽工程建设的前期工作”尽快实施，为国家早日决策提供条件。不能再走以往那样每当在政府换届的时候启动一下、换届之后又束之高阁的老路。应该给黄河一个交代，给国家一个交代、给人民一个交代。我衷心期盼国家有关部门和地方政府从维持黄河健康生命出发，顾全大局，通力合作，取得共识，早日决策，把黄河大柳树水利枢纽建设好。