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建设黄河大柳树水利枢纽是黑山峡河段开发的最佳选择

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建设黄河大柳树水利枢纽是黑山峡河段开发的最佳选择

  2010年12月3日,中国科学院以“科发学部字[2010]142号”文形式,向国务院报送了《中国科学院关于呈送〈关于黄河黑山峡段开发问题的建议〉的报告》(以下简称《报告》),在社会上造成了一定影响。笔者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已有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。本文对《报告》中存在的重大失真之处和存在的问题进行探讨,以尽量消除该《报告》对国家决策可能造成的不良影响。
  一级方案还是四级方案
  《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,国家至今未能决策。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径流电站的开发方案。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。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。经过长期论证,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,放弃了长期坚持的二级开发方案。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径流电站开发方案,干扰了黑山峡河段开发方案的论证和国家决策时机。这个四级径流电站开发方案违背已经国家批准的《规划》对黑山峡河段开发功能定位和开发任务要求承上启下的反调节作用,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梯级水电站的发电效益,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,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,该《报告》片面采用四级径流电站开发方案替代大柳树高坝大库一级开发方案,实属误导。
  高坝抗震风险有多大
  《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,存在构造不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20世纪60~80年代西北勘测设计院的观点。当时,对黑山峡河段地震地质条件的评价所依据的资料受当时勘察工作量及手段的限制,在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20世纪80年代以后,经过天津院(现更名为中水北方勘测设计研究有限责任公司,下同)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20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断层属于香山地块内部的次级断裂,晚更新世以来已不再活动,不属于活动断裂,它与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。因此,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带,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、中国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。会议一致认为: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地质论证工作历时之长、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,均超过国内核电站及三峡工程,以往所提供的地震地质评价成果及结论可以负责任地作为大柳树工程设计的依据。
  何谓“大范围松动岩体”
  《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”的提法出自西北勘测设计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未发现此专业术语及问题的先例,截至目前也未得到地质部门及研究单位的认同和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,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

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