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黄河治理及挑战
2012/7/5 15:40:13

巨龙造物    

    在遥远的地质年代,华北平原只是一个巨大的海湾。海浪千年万年地拍打着太行山东麓的海滨,不知从哪一天开始,一条大河挟沙东下,沿着东亚大陆边缘上下纵横,左右游荡,永无休止地填海造陆。世界上最大的黄土高原,为这条河流提供着源源不断地泥沙。伴随水沙运动的伟大历程,海岸线一米一米向前推进,由东经114度直到今天的119度。
    到了西汉,这条位居百水之首的大河,有了一个独一无二的名字,黄河。从河到黄河,中华文明从此有了一个主色调。是的,那个蓝色的巨大海湾不见了,取而代之的是25万平方公里的扇形平原。正是在这样一个不稳定的冲积扇上,中华文明获得了一个超稳定的生长结构。从黄河中游出土的仰韶文化,到安阳殷墟发现的甲骨文,中华文明的第一缕曙光,就升起在河流的地平线上。黄河带来的肥沃土壤,冰期之后的温润气候,吸引各个部族的人们从四面八方赶来,耕耘定居,繁衍生息。于是有了瓜田桑园,村舍集镇,宫殿园林;有了城市和交通;有了宿命般的决口与堵口;有了唐尧虞舜,四大发明,唐诗宋词;也有了逐鹿中原,问鼎江山的政治和战争。古人说:河出昆仑,经中国,注渤海。作为东亚农业区的中心,中国、中原、中土正是古代黄河中下游的代名词,中华文明就这样沿着黄河成长起来。
    多少年来,这是一条给中华民族带来机遇和福祉的命脉之河,在黄河的巨大怀抱里,中华民族闪亮登场,自立于世界民族之林,这是一个金黄色的时空舞台。

悬念长河

    当然,这也是一条被称为“中国之忧患”的河流。随着人口增多,铁器发明,耕地扩大,越来越多的泥沙沉积在下游河床上,越来越高的河床把洪水顶到了天上。于是,黄河有了第二个名字,悬河。
    在黄河大堤与河床比高的危险竞赛中,败下阵来的总是站在大堤后面的人类。三年两决口,百年一改道。一个周期,一个亘古循环的周期,徘徊在中国的腹地。人们习惯于把身边的这条大河视为心腹大患。后来就不同了,20世纪后半期,随着工业化和科学技术进步,随着高坝大库在上中游峡谷中矗立起来,人们坚信“圣人出,黄河清”,并无所顾忌的喊出“征服黄河”的口号,洪峰在一天天坦化,电力快速增加,灌溉面积成倍扩大,洪水终于没了脾气。于此同时,河流变得乖戾无常,甚至奄奄一息,再也找不着了原来的风光。水流的造床能力被严重损害,泥沙大量堆积,河道畸形发展。根据测量,开封以下河段,已全部退化为“二级悬河”。花园口以下河道的过流能力由80年代的6000流量下降到不到3000流量,卡口河段只需1800个流量就出槽成灾。黄河进退两难,来水下了,河道於而不冲,增加悬河危机。来水大了,河道又容纳不下,威胁滩区甚至堤防安全。虽然黄河50多年岁岁安澜,但上世纪90年代后半期发生的系列水旱灾难警示人们,无论下游、中游、还是上游,凡是流过冲积平原的河段,其河道形态都已经进入风险最大时期,几十年来工程水利的治理模式,正在接受现实的严酷拷问,黄河何去何从?一个跨世纪的斯芬克斯之谜。

暮然回首

    古往今来,自从人们遭遇洪水,并发现了源源不断地泥沙对下游河道的影响以后,关于洪水和泥沙的去留,就产生了不同的治河思想和治河体系。原始社会末期,大禹实施“疏川导滞”,陂九泽,疏九河,定九州。西汉末年,贾让提出治河三策,建议对黄河实施人工改道或分水放於。北宋时期,任伯雨主张,宽立堤防,约拦水势。明清两代,以潘季驯为主的治河精英们,大力实施“束水攻沙”。“束水攻沙”主要是通过缩窄河道横断面,增大流速,提高水流挟沙能力,从水平方向将泥沙输送入海。“宽河固堤”则主张,两岸堤防要远离主槽,保护较大的堤距,让洪水漫滩,为泥沙的淤积留足空间。1953年,黄委主任王化云提出“蓄水拦沙”,节节蓄水,分段拦泥,即通过水土保持和大量修筑干支流水库,把水沙一并拦截在高原上,沟壑中和水库里,但是三门峡水库高水位运用后发生的严重淤积和回水倒灌,向既定的技术路线,提出了挑战,王化云和治黄决策者痛定思痛,调整思路,一个新的治黄方略形成了,这就是用来防御洪水泛滥的上拦下排,两岸分滞,用来解决泥沙淤积的“拦”、“排”、“放”、“调”、“挖”,上拦需要足够的库容,下排需要足够的河流动力,怎样才能得到一种合理的河流动力和洪水过程呢?一座又一座高坝大库的修建,使黄河90%以上的径流区得到控制,流域经济社会由于源源不断的动力而快速发展,但上游水位雍高,下游水量锐减,河道恶性淤积,也是不争的事实。正是这些梯级分布的水库群,预留储存和分解了天然河流的巨大活力。解铃还须系铃人,能否通过这些水库能量的重新组合,调配出合适的水沙关系,塑造合理的人造洪峰,冲泥沙,拉河槽,为母亲河降血脂,树魂魄,起死回生呢?

调水调沙

    调水调沙,就是实时调度上游来水和水库蓄水,对水沙关系进行人工重组,使进入下游的洪峰对河道发生冲刷,促进河流良性发育。在许多人看来,这是一个带有幻想色彩的理想化方案,拦、排、放、调、挖, 尽管五字方针,已明确写进了国务院批复的《黄河流域近期重点治理规划》,但唯独这一个调字,始终蒙着神秘的面纱。由于空间尺度大,雨情,河清,水情,瞬息万变,调水调沙试验充满着不确定因素。因此,很久以来,这几乎只是一个传说中的洪水过程,一个令人发疯和畏惧的科学神话。从2002年开始,三年的尝试摸索,三年的狂飙突进,神话变成了现实,这是世界上第一次在数千公里的河段上,进行1:1原型试验。黄河苏醒了,战栗着,试探着恢复自己原始的野性。小浪底、三门峡、万家寨、像是一个个巨大的心脏起搏器,为河流肌体鼓荡起生命的春风。在人造洪峰接二连三的盛情邀请下,数亿吨惰性泥沙先后启程,直奔渤海。不同的雨情,水情产生了不同的调度模式,却共同创造着河流生命的奇迹。2002年,小浪底水库初试锋芒,就将6640万吨泥沙冲进大海。2003年,三门峡、小浪底、故县、陆浑四库联合运用,基于空间尺度,立足于“清水背沙”和洪水资源化,淤积在小浪底水库和黄河下游河道内的1.207亿吨泥沙被输送入海。2004年,小浪底、三门峡、万家寨三库接力调水,人工扰沙,人工塑造异重流,历时最长,空间尺度最大,亮点纷呈。实验的每一个阶段都充满了悬念,其中最扣人心弦的是世界上人工异重流的首次登场。异重流是一种罕见的水流形式,当高含沙洪水进入水库库区以后,由于密度差而潜入清水之下,如果后续动力足够,异重流将形成暗流向坝前潜行。在20世纪后半期和21世纪初,人们曾经多次发现自然异重流过程。中国科学家一直密切关注着这一奇异现象,大自然的启示恰逢其时,是否可以人为方式塑造异重流,从而减少多泥沙水库的淤积呢?千呼万唤始出来,7月8日14时30分,异重流终于现身小浪底坝前,通过位于底部的两个排沙洞,滚滚浊流五彩斑斓喷出坝外,小浪底水库日益恶化的淤积形态,得到初步调整。未来充分利用人造洪峰的富余挟沙力,黄河人工扰沙清淤在下游两个卡口河段实施,充於扬沙,推波助澜,古老的河床上流淌着一条新黄河。有人说,这哪里是调水调沙,这是为黄河人工换血。连续三年的调水调沙试验为河道以及水库减淤排沙,开辟了一条新的途径。黄河下游过流能力由1800立方米每秒提高到3000立方米每秒,他证明人工调控黄河水沙关系是有效和可行的,这是独一无二的河流狂欢节,这是多泥沙河流上史无前例的生命复活节。从洪水控制,洪水利用到洪水塑造,人与河流,正在经历着一种戏剧性的回归与提升。从此,调水调沙将作为新世纪黄河修复的关键技术投入常规运用,黄河生命从此多了一个启动器和安全阀,这是河流的福音,也是水库的福音,在全世界针对高坝大库质疑的浪潮中,调水调沙对河流生命进行了创造性的补偿,也赋予了坝库以全新的内涵。

文明转型

    这是造物的第五天,上帝说:水要多滋生有生命的物,要有雀鸟飞在地面以上,天空之中。在地球文明的早期,人类逐河而居,两小无猜,河流是人类慈祥的保姆,也是浪漫的小夜曲,当暴风雨一次又一次降临生命的伊甸园,大洪水时代来了,在人类的集体记忆中,河流要么是威风八面的神灵,要么是十恶不赦的妖魔。启蒙主义运动使人类告别了过去,在科学技术的帮助下,认得力量空前强大起来,人类坚信自己是万能的。在20世纪,几乎所有物种,都成为人类掠食的对象,河流则更惨,既是掠食者的猎物,也被掠食者当成随心所欲的工具,除了灌溉、发电、排污和提供淡水,河流似乎不再具有审美价值,不再流淌史诗和音乐,不再是行吟诗人赞不绝口的抒情本体,更不拥有哲学和宗教的终极价值,人类对河流的利用,早已突破了河流所能承受的极限。在这场以全人类名义,对河流发起的历史性进军中,黄河在劫难逃,断流、污染、水土流失、河道拥塞,很长一个时期,黄河甚至连输沙入海的流量都无法保障,河道状况急剧恶化,母亲河危在旦夕,5000年文明的载体摇摇欲坠,对民族文化心理产生了极大地冲击。1998年长江大水,促使中国深刻反思,提出了新的治水思路,从传统水利向现代水利转变,以水资源可持续利用支持,经济社会可持续发展,实现人与自然和谐相处,为了缓解江河断流的严峻局面。进入21世纪,中国政府,在黄河以及西北内陆河成功实施了三河调水。黄河水量统一调度,在黄河来水严重偏枯的情况下,连续5年实现全年不断流,初步扭转了20世纪90年代以来下游连年断流的趋势,濒临崩溃的河流生态系统得到初步修复。发源于祁连山的黑河,连续4年实施统一调度,全线闭口,集中下泄,阔别多年的黑河水重归干涸的居延海,日益蔓延的沙尘暴得到有效遏制。新疆塔里木河多次从博斯腾湖向下游紧急补水,数百公里河道和两岸植被再现生机,一曲曲绿色的颂歌回荡在东方大地,继农业革命、工业革命的疯狂提速之后,历史突然装过身来大量自己,一次改变文明方向的转型就这样来开了序幕。

生命之约

    维持黄河健康生命,这是人类对一条河流的郑重承诺,也是以河流生命的名义,面向全人类的河流伦理宣言。创世纪第六日,上帝对人类说:我要你们生养众多,管理空中的鸟,陆上的昆虫,海里的鱼,地上的一切。21世纪第五年,人类对上帝说:我们要把生命的权利还给赋予了我们生命的河流和大地。人类第一次把河流的生命权,写在了新世纪的文明宪章,以及人与河流的契约上,让我们重新开始,人与河流,将共同迎来一个新时代。