李志晶,吳華莉,金中武,郭超,周銀軍

摘要:為優化新形勢下水庫清淤的實施與管理,在分析全國水庫淤積及清淤實施現狀的基礎上,總結了目前水庫清淤實施管理過程中存在的決策方法不完善、管理機制不明確等問題,研究了新形勢下水庫清淤實施對策,從管理辦法、審批制度、規程規范等方面提出了水庫清淤管理建議,如制定相關行業技術規范,加強處置利用技術研發等。研究成果可為水庫清淤實施管理提供參考支撐。
關鍵詞:水庫清淤; 泥沙淤積; 管理制度; 對策建議
中圖法分類號:TV697文獻標志碼:ADOI:10.15974/j.cnki.slsdkb.2023.09.015
文章編號:1006-0081(2023)09-0092-04
0引言
從全球來看,每年由于水庫泥沙淤積造成的大型水庫總庫容損失約為0.8%,相當于損失接近600億m3庫容[1]。據統計,中國庫容10萬m3以上的水庫工程9.8萬余座,總庫容約9 300億m3,特別是長江流域,水庫數量達到5.2萬座,水庫攔沙在流域減沙過程中發揮了主要作用[2]。
水庫泥沙淤積帶來一系列不利影響,如影響水庫防洪安全及供水、灌溉、發電、航運等功能的發揮,降低水電站發電能力,挾沙水流導致發電設備加速磨損與報廢。此外,水庫攔沙影響流域泥沙平衡,水庫淤積引起的流域泥沙重分布加劇砂石資源供需矛盾[3-5]。以長江流域為例,長江上游水庫群年均攔沙3億~4億t,砂石需求量大的長江中下游來沙量銳減,砂石資源供需矛盾越來越突出,砂石價格飛漲,影響長江經濟帶高質量發展。
新時期社會經濟發展對水利工程管理提出了新的要求,水庫清淤實施與管理面臨新形勢:① 國家和行業對水庫清淤實施的需求更為迫切。2020年3月,國家發展和改革委員會等15部門和單位聯合印發《關于促進砂石行業健康有序發展的指導意見》,實施水庫清淤,并對淤積泥沙進行處理處置。② 水庫清淤及泥沙資源化利用已有大量研究基礎。目前,長江水利委員會長江科學院、黃河水利科學研究院、甘肅省水利水電勘測設計研究院、貴州省水利水電勘測設計研究院等國內多家科研及設計單位針對多座水庫開展了水庫清淤及泥沙資源綜合利用研究與應用工作[6]。③ 水庫清淤的時機成熟。受氣候變化和人類活動的影響,水庫上游入庫沙量銳減,清淤實施后恢復的庫容可以保持較長時間。此外,水庫清淤是保障全國病險水庫除險加固工程效益拓展的需要。水庫清淤是提高水庫防災減災與調控水資源時空分布能力的有效途徑。
在此新形勢下,結合水利發展現狀,落實綠色發展理念,開展水庫清淤,對于生態文明建設、保障國家水安全具有重要意義。但目前水庫清淤在實施過程中仍存在決策論證不夠充分、工程實施管理標準不統一、淤積物處置與利用技術方法不成熟等問題,制約了水庫清淤工作的開展。本文研究新形勢下水庫清淤實施管理過程中存在的關鍵問題,提出水庫清淤實施管理對策與建議。
1水庫清淤現狀分析
1.1清淤決策
近年來,長江水利委員會組織開展了三峽、陸水、石泉、碧口等水庫的清淤研究與實踐工作,多次對陜西、甘肅、四川、湖北、吉林等省份典型淤積水庫進行實地查勘,了解電站的運行情況及庫區河道的淤積分布情況,并同省、市水利主管部門以及水庫管理單位進行座談調研,收集了大量水庫清淤現狀及存在問題等相關資料。
從各地開展的水庫清淤工程實施現狀來看,水庫清淤技術和手段已較為成熟,清淤方案設計相較于水利工程設計也相對簡單。但水庫清淤是一項涉及政策、技術、經濟、環境等多學科的復雜系統工程,水庫清淤實施管理的關鍵點和難點在于決策論證。目前,清淤決策的理論和方法尚不完善,也缺少全國統一的決策論證技術規范。
清淤決策提出前,應針對不同水庫淤積物的利用、處置條件與能力,對水庫能否開展清淤以及清淤的開展方式(一次全清、分階段等)進行分析研究。
水庫清淤決策制定時,應結合水庫自身功能及性狀和泥沙淤積特性、淤積處置實施的投入產出比,考慮水庫功能恢復、綜合效益、成本、不利影響與庫容保持能力,對水庫淤積處置方式進行比選,即針對水庫自身功能現狀和泥沙淤積特性,以及淤積處置實施的投入產出預估,比較水庫報廢、壩體加高等方式,確定水庫清淤的任務與規模。
應根據水庫功能及現狀確定水庫清淤任務,并考慮防洪、灌溉、供水、發電、通航、除險加固、河道整治、水質改善和生態修復等綜合效益。水庫清淤規模應根據水庫功能、水庫等級、水庫淤積特性、清淤任務、清淤條件、清淤影響、實施能力、淤積物利用及處理能力、經濟可行性等綜合比選確定。水庫清淤年限和年內施工期應根據水庫清淤任務與規模、實施能力與淤積物處置能力綜合確定,并盡量避開汛期和魚類產卵期。
1.2清淤管理
目前,國家尚未出臺專門針對水庫清淤的管理辦法,現行的管理主要參照水利水電工程建設項目、涉河工程建設項目或者河道采砂項目來進行。根據國家前期工作管理要求,水利水電工程的前期工作主要包括項目建議書、可行性研究和初步設計3個階段,針對各個階段出臺了相應的報告編制規程。但水庫清淤不同于水利水電工程建設,其關鍵點在于必要性與可行性的論證研究,在方案設計上并不復雜或存在很高技術難度。因此,按水利水電工程建設項目管理要求來管理水庫清淤不合適,過高的設計要求也不利于水庫清淤的大范圍推廣實施。
部分地區水庫清淤按照河道管理范圍內,涉河建設項目來管理。建設單位編制涉河建設方案(實施方案),按照河道管理權限,向河道主管機關提出申請。根據《河道管理范圍內建設項目管理的有關規定(2017年修正)》,河道管理范圍內的建設項目,包括開發水利(水電)、防治水害、整治河道的各類工程,跨河、穿河、穿堤、臨河的橋梁、碼頭、道路、渡口、管道、纜線、取水口、排污口等建筑物,廠房、倉庫、工業和民用建筑以及其他公共設施。實際上,水庫清淤并不是嚴格意義上的建設項目,不涉及永久的涉河建筑物。在參照涉河建設項目審批過程中,需要可研或初設批復等立項文件。
國家對河道采砂實行河道采砂規劃制度。縣級以上地方人民政府水行政主管部門依據河道采砂規劃,按照省、自治區、直轄市確定管理權限,編制河道年度采砂實施方案,報本級人民政府批準實施。根據管理要求,部分河道采砂前還需編制可行性論證報告,例如對于長江干流河道,規劃報告中確定的可采區以及整修長江堤防進行吹填固基、整治長江河道、吹填造地等應編制采砂可行性論證報告[7]。河道采砂與水庫清淤的目標與任務不一樣,涉及對象也不一致,管理方式也應存在差異。
1.3淤積物利用及處理
水庫淤積物指沉積在水庫里的泥沙及其攜帶物質、淤積雜物等的總稱。淤積物利用及處理涉及到工程、經濟、環境、生物和美學等眾多領域。
清淤泥沙資源化利用在國民經濟建設中發揮著重要作用[8-10]。泥沙資源的工程建設型利用包括吹填造陸、陸地改善、近岸護坡、建造堤壩、建筑材料或固化為建筑材料等;農業生產型利用包括土壤改善、綠化種植、水產養殖等;改善環境型利用包括營造濱江濕地、露天礦生態修復、丘陵棲息地、島嶼棲息地等。
清淤泥沙綜合利用方式及效益與泥沙組成、污染物含量等特性密切相關。目前水庫清淤所采用的細顆粒泥沙處理工藝效率偏低、規模小、成本高,限制了淤積物的多渠道、大規模利用。以三峽水庫壩前淤積物為例,泥沙組成以粒徑小于5 μm的極細顆粒泥沙為主、含水率較高[11],而且這部分細顆粒淤積物總量巨大,估算超過1.8億m3,目前尚缺少針對這種水庫極細淤積物的處置和資源化利用相關研究和系統處置利用技術,因此在當前情況下,處置三峽水庫壩前淤積物的投入產出比巨大且難以開展。
2水庫清淤實施管理對策建議
2.1制定水庫清淤管理辦法
應盡快制定出臺全國性的水庫清淤管理辦法,為水庫清淤實施管理提供強有力的依據。將目前各地在水庫清淤實施管理中的一些行之有效的經驗和方法上升到法規層面,以提高可操作性。將全國的水庫清淤統一納入依法依規管理的軌道,保證水庫清淤管理法制統一。在出臺全國性的水庫清淤管理辦法之前,在典型流域典型水庫進一步開展水庫清淤試點示范工作。對水利部及流域管理機構直管水庫、納入流域聯合調度的控制性水庫以及承擔重要防洪任務的水庫由流域機構組織實施,其他水庫由地方各級水行政主管部門根據水庫等級和清淤規模等分級組織實施。論證過程中應充分征詢交通、自然資源、林草、農業農村等相關部門意見。清淤泥沙按照“政府主導、國企運作、多元參與”原則,采取“國有公司運營+公共資源交易平臺公開處置”模式進行資源化利用。
2.2實行水庫清淤論證設計制度
參考水利水電工程建設項目、涉河工程建設項目及河道采砂管理方式,根據水庫清淤自身特點,對水庫清淤實行統一論證制度,并結合分級分類管理模式。水庫清淤實施前,編制水庫清淤可行性研究報告,對清淤必要性與方案可行性進行充分的分析論證,論證通過后編制設計方案,實施單位編制報告后,按照河道管理權限,向河道主管機關提出申請。對于不會對區域防洪、航運、水生態環境等造成明顯不利影響的小型清淤工程,可僅編制清淤設計方案,并對清淤實施和驗收進行簡化。水庫清淤實施思路見圖1。
2.3出臺水庫清淤行業技術規范
以規范水庫清淤行為、指導水庫清淤論證與施工等為目標,盡快編制出臺水庫清淤技術規范行業標準,包含清淤可行性論證、方案設計、清淤實施、工程驗收等全過程內容,指導全國水庫清淤工程的可行性論證、清淤方案設計、清淤實施、清淤施工質量檢驗評定與工程驗收。
2.4加強淤積物處置利用技術研發
開展水庫淤積物綠色處置及綜合利用技術研究,提出水庫淤積物,特別是細顆粒泥沙的高效率、大規模、低成本處理工藝方法,推廣淤積物多渠道、大規模利用,讓淤積物“變廢為寶”。在泥沙資源調控與配置、利用方向,技術設備以及利用平臺創建等方面繼續加強研究和探索實踐,為水庫清淤泥沙利用提供理論與技術支撐。
3 結論
實施水庫清淤工程是促進水庫綜合效益可持續發揮、保障區域經濟社會發展和國家“江河戰略”實施的需要。做好水庫清淤實施管理各項工作,關鍵是要牢固樹立生態優先、綠色發展的思想,不斷增強綠水青山就是金山銀山的意識,盡快制定全國性的水庫清淤管理辦法,出臺水庫清淤行業技術規范,進一步明確水庫清淤管理體制機制,落實相關部門管理監督職責,加強淤積物處置利用技術研發,做好水庫清淤順利實施的技術保障。
參考文獻:
[1]PALMIERI A,SHAH F,ANNANDALE G,et al.Reservoir conservation volume:The RESCON Approach[M].Washington D.C.:World Bank,2003.
[2]中華人民共和國水利部.第一次全國水利普查公報[Z].
[3]韓其為,楊小慶.我國水庫泥沙淤積研究綜述[J].中國水利水電科學研究院學報,2003,1(3):169-178.
[4]張士辰,盛金保,李子陽,等.關于推進水庫清淤工作的研究與建議[J].中國水利,2017(16):45-48.
[5]劉孝盈,吳保生,于琪洋,等.水庫淤積影響及對策研究[J].泥沙研究,2011(6):37-40.
[6]李志晶,王玉璇,金中武,等.沙灣銅街子水庫生態清淤可行性研究[C]∥中國環境科學學會2019年科學技術年會.環境工程技術創新與應用分論壇論文集(四).北京:中國環境科學學會,2019:19-21.
[7]郭超,姚仕明,肖敏,等.全國河道采砂管理存在的主要問題與對策分析[J].人民長江,2020,51(6):1-4,16.
[8]胡春宏,張曉明.近十年我國江河水沙變化、水沙調控與泥沙資源化利用研究[J].中國水利,2022(19):24-28.
[9]陳吟,王延貴,陳康.水庫泥沙的資源化原理及其實現途徑[J].水力發電學報,2018,37(7):29-38.
[10]王立華,賴冠文,劉佳.水庫淤積物建材化利用的效益研究[J].中國農村水利水電,2012(7):106-109.
[11]李旺,祖波,李嘉雯.三峽庫區泥沙淤積特性研究[J].中國農村水利水電,2021(8):18-22.
(編輯:唐湘茜,張爽)
Situation analysis and management countermeasures of implementation and management of reservoir desilting
LI Zhijing,WU Huali,JIN Zhongwu,GUO Chao,ZHOU Yinjun
(River Research Department,Changjiang River Scientific Research Institute,Wuhan 430010,China)
Abstract: In order to optimize the implementation and management of reservoir desilting under the new situation,based on the analysis of the current situation and implementation of reservoir desilting in the country,we summarized the problems of imperfect decision-making methods and unclear management mechanism,etc.in the current implementation and management of reservoir desilting.We examined the implementation countermeasures for reservoir desilting under the new situation,and put forward suggestions for reservoir desilting management in terms of management methods,approval systems,and regulations,such as formulating relevant industry specifications and strengthening the research and development of disposal and utilization technologies.The research results can provide a reference for the implementation and management of reservoir dredging.
Key words: reservoir desilting; sediment accumulation; management system; countermeasures and suggestions