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司志明:建设黄河大柳树水利枢纽是黑山峡河段开发的最佳选择
对中国科学院“关于黄河黑山峡段开发问题建议报告”的解读及质疑

水利部水利水电规划设计总院原副总工程师、教授
享受政府特殊津贴专家   司志明

各位领导、各位同仁:大家好!
  很高兴参加这次由宁夏回族自治区人民政府组织召开的《黄河论坛》暨《黄河大柳树工程战略研讨会》。在昨天黄河论坛会议中几位领导及专家对实现黄河综合治理目标维护黄河健康生命,以及对黑山峡河段开发的功能定位和开发任务发表了许多重要的看法和意见,都认为:要实现黄河综合开发治理目标维护黄河的健康生命,应该在黑山峡大柳树坝址修建高坝大库。在我从事水利事业半个多世纪的时间里,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也有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;还在有关书刊发表过关于黑山峡河段开发和大柳树水利枢纽工程及生态灌区规划的一些文章,对这方面问题有较多的了解,也有难以割舍的情怀。今天,限于时间关系,不再对以往我参加过的以及个人的一些观点和看法进行全面阐述。想借此机会,重点对2010年12月中国科学院报送国务院《关于黑山峡河段开发问题建议报告》(以下简称报告)中存在的重大失真之处和问题进行解读和质疑,以消除该《报告》对国家决策可能造成的不良影响。
  一、关于黑山峡河段开发方案及其论证过程问题
  《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迳流开发方案。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问题。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。在经过长期论证过程中,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,放弃了长期坚持地二级开发方案,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迳流电站开发方案,干扰了黑山峡河段开发方案的论证和国家决策时机。这个四级迳流电站开发方案,违背已经国家批准规划对黑山峡河段开发功能定位和开发任务要求的承上启下的反调节作用,它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运用,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,采用四级迳流开发方案与大柳树高坝大库一级开发方案片面从发电的角度进行比选,实属误导。
  二、关于大柳树水利枢纽高坝的抗震安全风险问题
  《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,是上世纪60~80年代西北院的观点。当时进行的黑山峡河段地震地质条件和工程地质条件受当时勘察工作量及手段的限制,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,在上世纪80年代以后,经过天津院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,在上世纪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断层虽属全新的活动断层,也是1709年中卫南部地震的发震断层,但它属于香山~天景山活动断裂带中的1条次级剪切构造,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,从地震地质的角度看,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,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、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。经过会议讨论,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,可以负责任的作为大柳树工程设计的依据。
  三、关于大柳树水利枢纽大坝及其主要水工建筑物的安全问题
  《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无此专业术语及问题的先列,截至目前也未得到地质部门及研究单位的认同,并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,目前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。
  四、关于防凌防洪问题
  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“可通过内蒙三盛公枢纽分洪和海勃湾水库调控,与刘龙西水库联合调度,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8-6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,能够很好的解决宁蒙河段的防凌防洪问题。
  五、关于大柳树灌区灌溉方式及规模问题
  《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,在上世纪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。同时上世纪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生民勤生态危机提供水源;远期灌区规模仍维持原规划面积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开垦新的耕地;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,可按照可提供水量及生态灌区规划的原则确定。
  上世纪90年代末,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1100~1300万亩考虑。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过开垦6000万亩的灌溉规模,破坏荒漠草场和戈壁地表植被,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,而并非灌溉面积。《报告》的数据严重失真,是一个严重的误导。
  六、关于水库淹没与移民安置问题
  《报告》中称:“大柳树高坝一级开发方案将淹没耕地近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,实际只有5.8万人。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,规划水平年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。
  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度较大,但根据国内己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,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1380m时,在不采取防护措施的情况下淹没石林面积仅约24hm?,其影响面积仅占石林景区总面积的1.6%。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区的影响。
  七、关于大柳树坝址周围基岩透水现象严重、固结灌浆工程量大,不宜建设高坝大库水工建筑物的问题
  《报告》中称:“大柳树坝址周围岩体松动破碎,岩体漏水、透水现象及其严重,……。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m?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。”
  上述问题,是天津院在大柳树大坝初步设计阶段为优化砼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实验,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论证和国家决策。
  八、关于黑山峡河段开发与大柳树水利枢纽工程的建设时机问题
  黑山峡河段开发与大柳树水利枢纽工程的建设时机问题早在上世纪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。在上世纪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m?,因此它的反调节作用更为突出。近些年来,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相同步考虑。我认为,黑山峡河段与大柳树水库建设既与西线调水有关,又与西线调水可以不同步建设。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中的现有宁蒙1500万亩引黄灌区的节水改造的节约水量中解决,因此现在建设大柳树水库不会对黄河现有对宁蒙陕甘的分水量产生影响。在西线调水速减后,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。
  九、其它意见
  l、对《报告》中关于一级和四级开发方案论述中存在的其它问题,限于时间暂不逐一进行解读和质疑。
  2、鉴于《报告》已经对国家决策造成不良影响。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《报告》中的失真之处和问题提出异议,建议予以重视。
  3、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课题组完成的咨询报告,但参加咨询专家组中的黄委、天津院和水科院的专家并未参与咨询意见的起草工作,也未征求他们意见。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提出质疑,以消除其对国家决策可能造成的影响。
  4、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。
  十、多余的话
  我从事水利规划设计工作己过半个多世纪,现在己年近78岁,在我这一生的水利建设征途中如果说还有未了的心事,我想最大的希望是看到黑山峡河段开发方案和大柳树水利枢纽工程,尽快能够按照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”。“为国家早日决策提供条件”。不能再走以往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。一届一届议而不决,长时间的拖下去,应该给黄河一个交代,给国家一个交代,给人民一个交代。我衷心期盼有关部门、单位和地方从政府维护黄河健康生命出发,顾全大局,通力合作,取得共识,为国家早日决策和一定要把黄河大柳树水利枢纽建设好。

 
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