“人民治黄”80年 如何解开黄河“水沙失衡”这道千古难题？

小浪底水利枢纽工程。

小浪底数字孪生集控中心。

三门峡水利枢纽工程。

黄河博物馆展示的历史上黄河下游改道示意图。

　　9月的河南郑州花园口黄河大堤上，惠风和畅。从大堤向北望去，黄河缓缓东流，平静如湖。
　　几十米开外的花园口水文站里，黄河水文数字系统大屏幕上实时显示着花园口站的水文数据：水位88.42米，流量每秒607立方米。
　　黄河从这里平稳流过已有80年历史，在此之前，花园口则以“险工”和“决口”闻名于世。1946年，面对千疮百孔的黄河堤防，沿黄军民率先开展复堤堵口，迄今为止，黄河大堤稳如泰山。
　　短短80年时间，中国人如何治好了黄河的“坏脾气”？近日，华西都市报、封面新闻记者跟随水利部“人民治理黄河80年”采访组，实地探访黄河下游多座水利工程，探索治理黄河的“人民答案”。

“水沙失衡”的母亲河

　　“黄河宁，天下平”。黄河是中华民族的母亲河。在中华文明进程中，黄河流域以其适宜人类生存和生产发展得天独厚的条件，哺育了华夏儿女，孕育了光辉灿烂的黄河文化，成为中华文明的发祥地。
　　同时，黄河也是一条以洪水忧患闻名于世的河流，历史上“三年两决口，百年一改道”，治理黄河成为历朝历代安民兴邦的大事。
　　唐开元二十九年（741年），诗人杜甫留下“闻道洪河坼，遥连沧海高”的诗句。1843年，黄河发生特大洪水，三门峡一带居民的民谣中如此描述这次水灾：“道光二十三，黄河涨上天，冲走太阳渡，捎带万锦滩”。
　　据统计，从先秦到1949年以前的2540年里，黄河共决溢1590次，改道26次，其中大改道5次。决溢范围北起天津、南达江淮，纵横25万平方公里。洪水过后，河渠淤塞，良田沙化，满目疮痍，生态环境长期难以恢复。
　　黄河之患，根在泥沙。作为我国第二大河，黄河年均径流量约535亿立方米，只有长江的二十分之一。另一方面，黄河历史上年均输沙量约16亿吨，平均含沙量高达每立方米35千克，居世界大江大河之首。
　　失衡的水沙比例导致下游河段不断淤积，抬高河床，使黄河成为世界上著名的悬河。从西汉贾让的《治河三策》到明代潘季驯的“束水攻沙”，在历史的长河中，中国人不断深化着治理黄河的认识。

“大国重器”守卫黄河安澜

　　从花园口溯黄河而上128公里，一道高154米，长约1600米的巨型水坝出现在面前。这就是举世闻名的小浪底水利枢纽工程。
　　小浪底位于河南省洛阳市与济源市之间，1994年主体工程开工建设，2001年完工，是当时我国坝工技术难度最大、施工环境最复杂的水利枢纽工程之一。控制流域面积69.4万平方公里，占黄河流域面积的92.3%。
　　“小浪底在整个黄河的防洪体系中发挥着不可替代的作用。”小浪底水利枢纽管理中心水量调度处水量调度专员赵珂对记者表示，这个“大国重器”的建成让黄河的防洪标准从不到60年一遇提升到千年一遇。
　　2021年秋季，黄河发生罕见秋汛。当年10月9日20时，小浪底水库水位达273.5米，创下小浪底水利枢纽工程建成以来库水位历史最高纪录。
　　赵珂记得，当时黄河上游和下游都在下雨，雨越下越多。小浪底既要把上游的洪水拦住，也要控制好下泄流量，保证黄河不漫滩，避免滩区群众生命财产安全受到损失。
　　“承受的压力还是比较大的。”赵珂回忆，当时水利部黄河水利委员会下达的调度指令已经精确到厘米级。最终，凭借精细调度，小浪底经受住了这次“大考”，拦蓄洪水约16亿立方米。

“调水调沙”扭转河床升高历史

　　在破解“水沙失衡”这道难题的过程中，“调水调沙”是人民治黄的一项创举。利用黄河中游水库适时蓄存或泄放水流，冲刷“清洗”下游河道，使黄河“血脉疏通”，实现下游河床不再抬高。
　　华西都市报、封面新闻记者从水利部黄河水利委员会了解到，自2002年黄河首次开展调水调沙试验以来，截至2026年已连续实施33次调水调沙，取得了巨大的综合效益：在河道减淤方面，累计输沙入海37.4亿吨，实现小浪底水库以下河道全线冲刷，黄河下游河道主河槽平均下切3.1米，最小过流能力从不足1800立方米每秒提升至约5000立方米每秒，彻底扭转了下游河道萎缩抬升的历史趋势。
　　调水调沙也让小浪底的库容更加“长寿”。赵珂介绍，小浪底的设计拦沙库容为75.5亿立方米，实际建成以来，泥沙淤积量仅36.68亿立方米，占拦沙库容的49%，远低于预期，“相当于又建了一座30多亿立方米的水库”。
　　“调水调沙”具体如何来实施？赵珂介绍，首先由小浪底水库下泄清水，以大流量、高流速水流冲刷下游河道。然后，由万家寨、三门峡等水库下泄大流量水流，冲刷小浪底水库库区泥沙，塑造人工异重流并沿库底直抵坝前，成功排沙出库。
　　“自己水库里的水冲刷不了自己水库的泥沙。”赵珂说，这就需要上游水库群进行“接力配合”。
　　三门峡水库位于小浪底水库上游130公里处，建成于1961年，是新中国在黄河干流修建的第一座大型水利枢纽，有“万里黄河第一坝”之称。
　　三门峡黄河明珠集团有限公司水库调度部经理王海军对记者表示，在“调水调沙”过程中，三门峡水库可以起到“承上启下”的作用：小浪底库区的水快放空的时候，三门峡放水冲刷小浪底的泥沙；三门峡的水快放空的时候，再由上游的万家寨水库的水冲刷三门峡的泥沙。通过水库群的接力配合，达到最好的“冲刷”效果。
　　而在三门峡与万家寨之间，晋陕大峡谷中段，另一座“重器”——古贤水利枢纽工程已经开工建设，预计将于2034年完工。作为黄河水沙调控体系的核心骨干工程，古贤水利枢纽可以控制黄河73%的水量、60%的沙量和80%的粗泥沙量。它与小浪底水库联合运用，可以增强调水调沙的后续动力，提高小浪底水库排沙效率和下游河道输沙效率，实现“1+1＞2”的效果，确保下游河床长期不抬高。

给黄河装上“智慧大脑”

　　近年来，随着数字孪生水利的建设，黄河治理有了更强大的“智慧大脑”。
　　水利部黄河水利委员会有关负责人表示，“数字孪生黄河”平台可实现洪水演进仿真推演、调度方案模拟优化，为防汛决策、工程管理提供精准数字支撑。
　　在2021年黄河中下游严重秋汛防御中，平台实时推演洪水演进过程，模拟不同出库流量对应的下游水位变化，辅助调度人员精准测算削峰方案，为花园口洪峰精准削减提供了关键技术支撑。
　　在小浪底数字孪生集控中心内，记者看到，实时监测数据、防汛调度演示等信息在几块屏幕上一目了然。
　　赵珂介绍，把调水调沙方案导入系统，就可以模拟入库、出库水量及含沙量变化，精准预测河道淤积与冲刷断面形态。
　　“以前我们调度靠经验，现在靠数据模型。”赵珂表示，新技术应用之后，数字模型可以预测整个水库的运行过程，包括泥沙的淤积形态变化，对于水库的运行管理起到了很大的帮助。
　　水利部黄河水利委员会有关负责人表示，下一步，还将加快数字孪生黄河建设，智能监测、智慧预警、数字化管理深度融入治黄各领域，推动黄河治理从“治理”向“智理”跃升。华西都市报-封面新闻记者代睿摄影报道