本
文
摘
要
（1）桃花峪水库
桃花峪为黄河中下游的分界点。桃花峪水库，以原黄河大坝北堤为北岸，以邙山为南岸，蓄水成湖，高程110m，面积155km2，库容7.75亿立方米。
从桃花峪水库至西霞院水库修建运河，称为西桃运河。桃花峪水库年输出水量1291亿m3，按30%余度设计，西桃运河年输送水量应达1678亿m3以上。根据谢才公式，糙率n=0.013，西桃运河水深10m，宽度600m，长度15km，假设损失高程0.1m，此时年通过水量1707亿m3，平均流速0.90m/s，平均流量5412m3/s。
由于桃花峪水库不再存在黄河泥沙的威胁，桃花峪水库可作为南水北调中线工程的调蓄湖泊，可以南水北调中线工程为基础修建鄂豫运河（武汉-郑州）、京豫运河（郑州-石家庄-北京）。
伊洛河将汇入桃花峪水库。伊洛河，多年平均径流总量8.19亿立方m。1954年至1985年（白马寺水文站观测资料），洛河最大流量7230m3/s，相应海拔133.32m[31]。伊洛河超规模洪水经桃花峪水库调蓄后，可下泻漳卫河、贾鲁河、卫东运河。
[31] 百度百科.南洛河[EB/OL].南洛河_百度百科
从桃花峪水库修建梯级渠道上溯至西霞院水库坝下，西霞院坝下部分需挖深，主航道水深10m以上。
统筹考虑海河流域南部、淮河流域北部、原黄河下游地区的防洪工程。由于原黄河下游东平湖-郑州河道不再使用，原黄河河床可南北向挖通，可以选择适当位置沟通淮河、海河流域，形成华北平原水网体系，便于统筹考虑淮河流域、海河流域的防洪事宜。整个华北平原不再承受黄河洪水的威胁，受益范围北起京津，南及江淮。
同时，黄河下游3100km2滩地将变为建设用地，郑州、济南等大城市将获得巨大发展空间。
（2）西霞院水库、小浪底水库
西霞院水库，是黄河小浪底水利枢纽的配套工程，位于小浪底坝址下游16km处的黄河干流上，坝顶高程138.2m，正常蓄水位134m，水库的任务是以反调节为主，结合发电，兼顾灌溉、供水等综合利用[32]。
[32] 百度百科.西霞院水库[EB/OL]. 西霞院水库_百度百科
小浪底水库，位于河南洛阳以北40km的黄河干流上，上距三门峡水库130km，水面面积296km2，坝顶高程281m，正常蓄水位275m，回水至三门峡坝下，总库容126.5亿m3。小浪底工程的开发目标是以防洪、防凌、减淤为主，兼顾供水、灌溉和发电等[33]。
[33] 百度百科.小浪底水库[EB/OL]. 小浪底水库_百度百科
改建西霞院水库、小浪底水库，任务目标为以防洪、输水为主，兼顾航运、防凌、供水、灌溉。引桃花峪水库之水，至西霞院水库、小浪底水库。考虑对小浪底水库坝体加高，增大防洪库容量，以防范小浪底以上、特别是渭河流域超大流量洪水威胁。
（2）三门峡水库与潼关湖
三门峡水库主坝为混凝土重力坝，全长713.2m，最大坝高106m，坝顶高程353m，水库总库容162亿立方m。按前苏联专家提出的“高坝大库”方案，蓄水位350m，总库容360亿立m。三门峡水库最大的负面影响就是造成渭河下游严重淤积，从而给渭河下游及古都西安带来高洪水风险。因为黄河泥沙的严重淤积迫使三门峡水库改变运用方案，运用方式经历了“蓄水拦沙”、“滞洪排沙”和“蓄清排浑”3个阶段，不得不经过2次改建，水库在非汛期高水位（326m高程）运行，而汛期低水位（高程305m）运行[34]。目前，潼关高程约为328m。
[34] 百度百科.三门峡水库[EB/OL].三门峡水库_百度百科
本文建议变更三门峡水库的主要任务。三门峡大坝往西至潼关间，其主要任务是提水、防洪、航运；在潼关筑坝，渭河河口以下、小北干流338m以下，称为潼关湖，其主要任务是沉沙、渭河防洪、航运。龙门口以上防洪任务主要由新建的秦晋峡谷水库群及上游设施解决（后文有述），三门峡水库、潼关湖则对渭河、汾河洪峰进行调蓄
渭河多年平均径流量75.7亿立方m。渭河干流以1954年洪水最大，华县站为7660立方m/秒（1954年8月19日）；2003年8月24日至10月l3日，渭河发生了长历时、高水位、大洪量的洪水，渭河华县站六次洪水过程洪水总量多达60.16亿m3[35]。
[35] 百度百科.渭河[EB/OL]. 渭河（中国黄河的最大支流）_百度百科
建议改造后的三门峡水库非汛期水位高程338m，汛期水位高程330m，挖深潼关以下河床320m以下，防汛库容38.7亿m3。潼关湖非汛期水位338m，汛期水位335m（保障航运），防汛库容14.7亿m3。三门峡水库、潼关湖合计防洪库容53.4亿m3，大多数情况下可全部拦截渭河常规洪水，超常洪量则下泻至小浪底水库。
采用多种方式，降低进入潼关湖的泥沙量。渭河华县站平均每年向黄河输送49200万吨泥沙，泥沙主要来自北岸的泾河流域黄土区和渭河上游。
加高宝鸡峡林家村水库，拦截渭河上游泥沙。加高宝鸡峡林家村水库至750m，林家村水库的库容将增加到25亿m3以上，拦截来自宝鸡峡以上渭河上游的泥沙，宝鸡峡林家村站每年泥沙20000万吨，占华县站年输沙量的40.6%[35]。
建设泾河东庄水库，拦截泾河流域泥沙。坝址位于泾河下游峡谷末端陕西省礼泉县原东庄乡和淳化县车坞镇河段处，总库容约为30亿立方m，坝高230m，总面积60km2。东庄水库将拦截泾河流域泥沙，泾河平均每年向渭河输送30900万吨泥沙（张家山站），占华县站输沙总量的62.8%[36]。
[36] 百度百科.东庄水库[EB/OL].东庄水库_百度百科
建设渭河支线航道。宝鸡陈仓（高程540m）以下渭河河道截弯取直，全长240km，按二级航道建设。非汛期所缺水量由潼关湖提水补足。渭河截弯取直后，从宝鸡陈仓至渭河口，高差达到202m，在汛期渭河河道泥沙将产生强烈冲刷作用，也不存在黄河洪水倒灌、顶托渭河的情况，渭河下游严重淤积情形将不复存在。
潼关湖的主要任务之一是泥沙沉降。虽经泾河东庄水库、宝鸡林家村水库拦截泥沙，仍将有部分泥沙进入潼关湖。渭河在汇入潼关湖后，将在河口形成水下三角洲。为防止潼关湖淤积，在小北干流建立泥沙放淤与综合利用机制（后文有述）。渭河河口尽量靠近小北干流，在渭河河口三角洲适当位置设置常态性挖泥船工作平台，将水底泥沙挖出后通过管道输往小北干流进行集中处理，以保证渭河口泥沙堆积过程可控。
近年来，关中平原多次发生大面积的内涝。据研究[37]，三门峡水库造成关中地区地下水位上升，渭河两岸内涝，沿岸土地盐碱化，生态环境恶化。在潼关湖建成后，需重新整理关中平原的灌溉排水系统，一方面关中平原可广泛实施旱改水，另一方面，关中平原要广挖河网，既可灌溉也可排水，防止土地内涝与盐碱化。
[37] 百度百科.三门峡水库淤积与潼关高程[EB/OL].三门峡水库淤积与潼关高程_百度百科
潼关湖淹没地区为关中平原人口密集区。三门峡水库修建时，就因移民安置问题饱受诟病。预计潼关湖达到蓄水高程后，有15-20万人需要移民迁建。建议在西安市渭河以北未开发地区，如栎阳镇附近，设置经济开发区（围绕夸父计划进行产业规划），用于移民安置。夸父计划在陕西境内将产生数以万计的工作机会，工程移民可优先招录，力求做到工程建设、移民就业、产业发展、生态环保协调并进。
（3）小北干流
本文所指小北干流指黄河龙门口以下、高程338m以上、东西至两岸黄土台垣，南北长63km。黄河小北干流地处中下游之间的腹地，是中游黄土高原流失泥沙特别是粗沙的大沉沙池，与输往下游河道泥沙的调节站[38]。
[38]胡建华,宋红霞,吴海亮.黄河小北干流放淤潜力及有关问题探讨[J].人民黄河,2007(10):27-28+31.
黄委会认为小北干流的河道地形条件决定了该河道为黄河洪水泥沙的天然滞蓄场所。2004年7月26日，黄委会在小北干流进行了放淤试验，试验总计运行15轮622.25小时，共淤积泥沙402.75万立方m[39]。据研究，小北干流有坝自流放淤面积达410 km2，可处理泥沙104.8亿m3,其中粒径在0.05 mm以上的粗颗粒泥沙50.3亿m3[38]。
[39]水利部黄河水4.html
本文计划在小北干流东部、紧邻东部黄土台垣，设立行船与输水运河，下接潼关湖，上通龙门口水库。在运河以西、至陕西黄土台垣间，设置泥沙综合利用区。泥沙综合利用区的任务，一是放淤、沉积、存储黄河、渭河泥沙，二是设置泥沙综合利用产业园区，国家对此给予产业政策扶持。
龙门口水库及潼关湖沉积之泥沙，通过排沙管道排至小北干流沉积。应科学规划泥沙沉积区，大力支持泥沙综合利用，以实现龙门口水库与潼关湖泥沙总量控制，维持主航道永续运行。
由于普通红砖（实心粘土砖）在生产过程中破坏耕地、浪费资源、污染环境，为保护耕地及环境，根据国务院办公厅《关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知》（国办发[2005]33号）要求，截止2010年底，所有城市城区禁止使用实心粘土砖。而利用黄河泥沙发展新型建材，符合国家可持续发展战略，符合墙改工作的要求，节地节能、利废环保。小北干流泥沙综合利用产业园区位于“渭北黑腰带”旁，距离晋陕蒙接壤地区“煤炭黑三角”也不远，很适合生产建筑用砖、水泥等新型建材等建筑材料。同时，产业园区紧邻夸父计划的高等级航道，产品输运成本低，销售范围可达晋、陕、蒙、豫、鲁、冀、京、津、苏、沪、皖等省市，市场前景十分巨大。
（4）秦晋峡谷水库群
在龙门口以上秦晋峡谷，建设若干梯级水库，水库淹没区尽量避开县城等人口密集区，以减少移民数量。各梯级水库首尾相连，逐级提水至995m高程。
龙门口水库。坝址位于龙门口，坝下高程381m，水面高程510m，水面面积115km2，库容104亿m3，回水50km至乾坤水库坝下。壶口瀑布将淹没其中（高程438m）。区间主要河流有延河、清涧河。延河于延长县南河沟凉水岸附近汇入，多年平均径流总量2.93亿立m[40]。清涧河在延川县苏亚河村（清水关附近）汇入，多年平均径流量1.29亿立m[]41]。龙门口水库可全部存储延河、清涧河之汛期洪水。
[40] 百度百科.延河[EB/OL].延河（黄河支流）_百度百科
[41] 百度百科.清涧河[EB/OL]. 清涧河_百度百科
乾坤水库。坝址位于乾坤湾下游，坝下高程510m，水面高程647m，水面面积212km2，库容203亿m3，回水92km至吴堡水库坝下。区间主要河流为无定河。无定河在乾坤湾上游、清涧县川口以南20km处汇入，多年平均流量15.3亿立m[42]。乾坤水库可全部存储无定河之汛期洪水。
[42] 百度百科.无定河[EB/OL]. 无定河_百度百科
吴堡水库。坝址位于吴堡县城上游，坝下高程647m，水面高程708m，水面面积152 km2，库容65亿m3，回水66km至佳县水库坝下。区间主要河流为窟野河。窟野河于神木县沙峁头村汇入，多年平均径流总量为7.59亿立m[43]。
[43] 百度百科.窟野河[EB/OL]. 窟野河_百度百科
佳县水库。坝址位于佳县县城上游，坝下高程708m，水面高程812m，水面面积278km2，库容203亿m3，回水121km至府谷水库坝下。
府谷水库。坝址位于府谷县城上游，坝下高程812m，水面高程860m，水面面积101km2，库容34亿m3，回水44km至河曲水库坝下。区间主要河流为皇甫川。皇甫川地处黄土高原与鄂尔多斯高原的交接地带，属于水蚀风蚀过渡区，在府谷道堍坪汇入，多年平均径流总量为1.312m3[44]。
[44] 百度百科.皇甫川[EB/OL].皇甫川_百度百科
河曲水库。坝址位于河曲县城上游，坝下高程860m，水面高程915m，库容27亿m3，回水31km至万家寨水库坝下。河曲水库坝下为河曲县城，高程与黄河水面相差不多，需要单独修建一条16km长的运河，绕过河曲县城，连接河曲水库与府谷水库。
万家寨水库。由于前套平原部分地区高程仅990m，且均为人口稠密地区，为减少淹没面积和人口，同时尽量增加坝高以增加库容，万家寨水库水面高程应以990m为宜。万家寨水库原库坝顶高程982m，加高至993m，坝下高程915m，水面高程990m，水面面积141km2，库容126亿m3[45]。万家寨水库回水至牛龙湾时，河床高程现为980m，蓄水至990m时，可保该处水深不低于10m。
[45] 百度百科.万家寨水库[EB/OL].万家寨水库_百度百科
秦晋峡谷各水库主要参数如下：
序号 名称 提水高度（m） 库水位（m） 水面面积（km2） 库容（亿m3）
1 龙门口水库 129 510 115 104
2 乾坤水库 137 647 212 203
3 吴堡水库 61 708 152 65
4 佳县水库 104 812 278 203
5 府谷水库 48 860 101 34
6 河曲水库 55 915 71 27
7 万家寨水库 75 990 141 74
合计 1070 710
秦晋峡谷水库群水面面积达1070km2，库容达710亿m3。巨大的库容为龙门口水库以上地区、巴彦淖尔以下的防洪、防凌、滞沙留出了充足的调节空间。秦晋峡谷水库群可完全控制龙门口以上汛期洪水，应对凌汛威胁。
秦晋峡谷间是黄河粗泥沙的主要来源区域。河口镇至龙门河段产沙量占黄河流域的55%，而龙门至潼关河段（主要是渭河）沙量占34%。粒径大于0.05 mm的粗泥沙占总沙量的比例，河口镇为20%，吴堡为37%，龙门为32%，渭河为23%[46]。黄河的粗泥沙对河道的淤积危害最大，其总量中，约有74%来自河口镇至龙门河段。
[46]中国水利百科全书编委会．中国水利百科全书．北京：中国水利水电出版社，2006：615-616
粗泥沙将沉积在秦晋峡谷各水库群中。秦晋峡谷水库群巨大的库容，将拦截全部黄河泥沙。在各级水库坝体上，预留排沙孔，将部分泥沙逐级下排至小北干流集中处置，建立黄土高原泥沙长效处理机制。随着黄土高原生态建设工程、气候变化、水利工程、经济社会发展，近年来黄河泥沙锐减。黄河潼关水文站实测数据显示，2000年至2015年，年均入黄泥沙量仅为2.64亿吨，较天然来沙均值15.92亿吨减少83.6%[47]。应进一步加强黄土高原各地的生态建设、水利工程，实施退耕还林、还牧，降低泥沙输送量。
[47]瞭望. 黄河变清调查:每年泥沙减少7亿吨 洪水几率增加[EB/OL].黄河变清调查:每年泥沙减少7亿吨 洪水几率增加, 2017-9-25
工程实施要注意沿岸生态环境发展。万家寨水库修建时，制订了《万家寨水利枢纽水土保持方案》，对枢纽工程的弃渣场进行了防护和复垦，对堆渣面、挖损面和两岸荒山荒坡进行了全面绿化。通过治理，95%以上的弃渣得到了拦挡，工程占用土地得到了复垦利用，林草植被由原来的11.7%提高到28%，植被恢复系数达到了92%，水土流失总治理度达到了80%，水土流失控制到了允许量值，生态环境得到较大改善[48]。这说明，只要措施得当，在黄土高原地区修建水库，可控制水土流失，有利于生态环境改善。
[48] 百度百科.万家寨水利枢纽工程[EB/OL].万家寨水利枢纽工程_百度百科
