從黃河泥沙處理與利用方略的演變歷程可以看出，21 世紀(jì)之前對黃河泥沙的處理，大都基于泥沙的災(zāi)害屬性，認(rèn)為它是一切災(zāi)害的制造者，把泥沙作為一種負(fù)擔(dān)進(jìn)行處理。進(jìn)入21 世紀(jì)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的增多，以及泥沙資源利用技術(shù)的發(fā)展，泥沙作為一種資源逐漸被越來越廣泛的利用，而且目前的國力、技術(shù)手段都可以實(shí)現(xiàn)泥沙的大規(guī)模資源利用，使泥沙變害為利。
因此，對黃河泥沙的處理和利用，我們應(yīng)該轉(zhuǎn)變思想，更多地從其資源屬性方面，進(jìn)行相關(guān)研究，推動(dòng)黃河泥沙大規(guī)模的應(yīng)用于黃河流域的經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)，從根本上解決黃河泥沙淤積問題，實(shí)現(xiàn)黃河的長治久安。
從泥沙資源利用角度，許多以往認(rèn)為不利的泥沙淤積問題，在換個(gè)角度后，反而是有利的條件。
例如在水庫泥沙方面，以往只片面看到了水庫淤積帶來的庫容淤損、發(fā)電效益減小等，從泥沙資源利用角度，水庫提供了泥沙分選的絕佳場所，為泥沙的分類利用創(chuàng)造了有利條件。又如在河道泥沙方面，以往在防洪搶險(xiǎn)過程中，為保證河道整治工程、堤防的安全，拋投了大量石料，無形中增加了河道淤積。
實(shí)際上，防汛用石材，應(yīng)分兩個(gè)層面，一種是永久性工程，要求石料強(qiáng)度大、耐久性高；另一種是臨時(shí)搶險(xiǎn)或?qū)┌兜呐R時(shí)防護(hù)，對石料強(qiáng)度要求不高甚至一些土工包就可以滿足要求。
因此，從黃河泥沙資源利用角度，結(jié)合黃河下游局部畸形河勢的疏浚治理，根據(jù)不同強(qiáng)度要求，利用河道泥沙制作人工防汛石材或土工包，代替天然石材，既達(dá)到了不增加河道淤積、“以河治河”的目的，又與挖河疏浚、畸形河勢治理和環(huán)境保護(hù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)一舉多贏的效果。
關(guān)于泥沙資源利用的概念，以前的叫法多是“泥沙資源化利用”。2008 年8 月中華人民共和國全國人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)通過的《中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》中指出，“資源化”是指將廢物直接作為原料進(jìn)行利用或者對廢物進(jìn)行再生利用，是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要內(nèi)容。按此界定，“資源化”的意思過分強(qiáng)調(diào)了泥沙的災(zāi)害性，忽視了泥沙的資源屬性。基于此，黃科院江恩慧等在近期開展相關(guān)研究時(shí)，強(qiáng)調(diào)黃河泥沙本來的資源稟賦，統(tǒng)一采用“黃河泥沙資源利用”，以更加凸顯泥沙作為天然資源本身應(yīng)有的價(jià)值。
▲ 黃河泥沙資源利用整體架構(gòu)圖
泥沙問題仍然是黃河治理的核心問題
泥沙問題是黃河難治的根源。“水少、沙多，水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)”仍將是困擾治黃工作的核心問題。
研究表明，在今后幾十年內(nèi)，通過加強(qiáng)水土保持等綜合治理措施，黃河的年減沙量可以達(dá)到6 億～8 億t/a，但是，黃河干流的年均輸沙量仍有8 億～10 億t/a，黃河仍將是一條多泥沙河流。另外，黃河流域多年平均河川天然徑流量534.8 億m3，近20 年來，由于氣候變化和人類活動(dòng)對下墊面的影響，黃河流域水資源量明顯減少，與1956～1979 年水文系列相比，1980～2000 年黃河流域天然徑流量和水資源總量分別減少了18.1%和12.4%，未來黃河流域黃土高原水土保持工程的建設(shè)將使河川徑流量進(jìn)一步減少，水利工程建設(shè)引起的水面蒸發(fā)的增加也將減少河川徑流量，預(yù)測2020 年黃河流域河川徑流量將比目前減少約15 億m3，2030 年將比目前減少約20 億m3。
黃河下游是我國重要的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，人口密集，是黃河防洪的重中之重，泥沙處理不僅關(guān)系到防洪安全、供水安全、糧食安全，而且關(guān)系到經(jīng)濟(jì)安全、生態(tài)安全和國家安全。黃河難治的癥結(jié)在于“水少、沙多、水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)”，巨量泥沙造成河道萎縮，二級(jí)懸河日趨嚴(yán)峻，嚴(yán)重威脅黃河防洪安全。中華人民共和國成立以來，黨和政府高度重視，投入大量的物力、財(cái)力治理黃河，建設(shè)水庫、修筑堤防，確保了黃河的安全；但由于黃河的泥沙問題一直無法根治，下游河床不斷抬高的趨勢無法根本扭轉(zhuǎn)，泥沙問題隨時(shí)威脅著黃河下游的安全。
依賴河道輸沙未來將受到一定制約
小浪底水庫的投入運(yùn)用，使得依靠水庫調(diào)水調(diào)沙、通過河道輸沙入海的泥沙處理工作取得了突破性進(jìn)展。但是還應(yīng)看到，到目前為止，調(diào)水調(diào)沙沖刷河槽的作用比較明顯的原因，主要在于小浪底水庫處于攔沙初期，上游大量來沙被攔截，下泄水流含沙量較小，加之下游前期河床處于多年淤積狀態(tài)，易于被沖刷；隨著河床的沖刷，床面逐漸粗化，調(diào)水調(diào)沙的沖刷效果將逐年減弱。同時(shí)，隨著小浪底水庫攔沙庫容的變化，水庫即將進(jìn)入攔沙后期和正常運(yùn)用期，水庫排沙量和高含沙水流出庫的概率將逐年增加，下游河道將逐漸從持續(xù)沖刷狀態(tài)向沖淤交替和再度淤積抬升狀態(tài)發(fā)展。
調(diào)水調(diào)沙實(shí)踐雖然已取得了巨大成效，但其輸沙入海的能力不是無限的，未來調(diào)水調(diào)沙作用與效果將受一定制約。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，黃河流域水資源緊缺的狀況將更加嚴(yán)峻，1980 年以來，黃河流域用水量從343.0 億m3 增加到2006 年422.7 億m3，工業(yè)生活用水的比例由11.7%提高到25.1%，隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程加快，尤其是黃河流域能源重化工基地的快速發(fā)展，到2030 年，黃河流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善對水資源的需求也將呈剛性增長，水資源供需矛盾日益突出，生產(chǎn)、生活用水的增加導(dǎo)致其嚴(yán)重?cái)D占河道內(nèi)輸沙、生態(tài)環(huán)境用水，輸沙用水的水量不可能出現(xiàn)增長，反面有可能減少，期望通過調(diào)水調(diào)沙將黃河泥沙全部輸送入海是不現(xiàn)實(shí)的。
泥沙資源利用是解決黃河泥沙問題的根本出路
“攔、排、調(diào)、放、挖”的泥沙處理和利用基本思路對于黃河治理起到了重要作用，保證了黃河70 余年的防洪安全，但隨著時(shí)間的增長，上述措施的局限性逐漸顯現(xiàn)。
在“攔”的方面，水保“攔沙”措施并不能徹底解決黃河的來沙問題。黃河中游地區(qū)干支流水庫是泥沙處理“攔”的另一重要工程措施，但隨著水庫運(yùn)行年限的增加，淤積情況越來越嚴(yán)重，使水庫逐步喪失攔沙和防洪功能，灌溉、供水、發(fā)電等功能也受到極大影響，直接影響到“攔、排、調(diào)、放、挖”治黃策略的實(shí)施。要維持水庫功能的正常發(fā)揮，保持基本的沖淤平衡，必須對水庫泥沙進(jìn)行處理；但僅僅把泥沙清出水庫還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還要考慮從水庫處理出來的泥沙放到哪里的問題；放到下游則改變河道沖淤平衡關(guān)系，危及下游河道安全；放在岸坡上則占用耕地、引起地質(zhì)災(zāi)害或引起風(fēng)沙災(zāi)害。
“排、調(diào)”處理措施的目的都是輸沙入海，特別是自2002 年以來，黃河調(diào)水調(diào)沙雖然取得了巨大成效，但其輸沙入海的能力是有限的，當(dāng)小浪底運(yùn)用達(dá)到?jīng)_淤平衡后，未來調(diào)水調(diào)沙作用與效果將受一定制約。同時(shí)隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，黃河流域水資源緊缺的狀況將更加嚴(yán)峻，水資源供需矛盾日益突出，輸沙用水的水量不僅不會(huì)出現(xiàn)大幅增長，反而有可能減少，期望通過調(diào)水調(diào)沙將黃河泥沙全部輸送入海是不現(xiàn)實(shí)的。
“放、挖”處理措施用水量相對較小，但黃河兩岸適合放淤的位置逐漸減少，特別是下游標(biāo)準(zhǔn)化堤防建設(shè)趨于完成，放淤處理措施的難度逐步加大，受限越來越多，因此要使“放、挖”處理措施持續(xù)發(fā)揮作用，必需結(jié)合黃河兩岸的土地整修、城市用土、建筑材料利用等社會(huì)需求，形成處理與利用有效銜接的利用關(guān)系。
整體上，“攔、排、調(diào)”是泥沙處理的主要措施，同時(shí)中游地區(qū)水保措施的“攔”和下游的“排、調(diào)”也包含了造地和造陸的利用作用；“放、挖”則是以利用為目的的處理手段。但是，上述的泥沙利用，主要是基于泥沙處理的被動(dòng)利用，社會(huì)公眾參與度低，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較難體現(xiàn)，難以建立長久的泥沙處理與利用運(yùn)行體制。
為了解決目前泥沙處理與利用方略的局限性，我們必須換一種思路來應(yīng)對，從經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求入手，變被動(dòng)的泥沙處理利用為主動(dòng)的泥沙利用，將水庫淤積泥沙看成是一個(gè)寶貴的資源寶庫，通過對水庫泥沙進(jìn)行合理的資源利用，實(shí)現(xiàn)延長水庫使用壽命、減輕水庫泥沙對下游防洪影響、減少環(huán)境污染以及創(chuàng)造可觀經(jīng)濟(jì)效益等多贏的效果（尤其是增加的水力發(fā)電效益，這是最清潔的能源）；同時(shí)吸引社會(huì)資金、公眾參與，推動(dòng)黃河泥沙更廣泛的社會(huì)利用，從根本上解決巨量泥沙處理的難題。
總之，對黃河這樣的多沙河流，為維持河流健康，一方面需要水庫攔截泥沙，減輕下游河道淤積及相應(yīng)帶來的防洪壓力；另一方面為長期發(fā)揮水庫除減淤以外的其他防洪、發(fā)電等綜合效益，需要盡可能長時(shí)間的維持水庫有效庫容，減少泥沙在庫區(qū)的淤積。兩者之間的矛盾，只有通過泥沙資源利用、將泥沙消耗掉來解決。因此，黃河泥沙處理與資源利用是相互關(guān)聯(lián)和互補(bǔ)的，為河流安全進(jìn)行的泥沙處理是泥沙資源利用的前提和源泉，泥沙資源利用則給予泥沙處理的空間和經(jīng)濟(jì)價(jià)值、生態(tài)價(jià)值。推動(dòng)黃河泥沙資源利用是“攔、排、調(diào)、放、挖”治黃基本思路有效作用的保障，也是維持黃河健康生命的關(guān)鍵措施，是實(shí)現(xiàn)黃河長治久安的重要手段之一。
泥沙資源利用具有巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和對黃河泥沙資源屬性認(rèn)識(shí)的加深，黃河泥沙作為一種硅酸鹽類資源，越來越受到國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)及相關(guān)部門、社會(huì)各界人士的重視。黃河泥沙的主要成分是二氧化硅，含量在70%左右，其他為氧化鋁、氧化鐵、氧化鎂、氧化鉀和稀有元素等，僅從這些成分來看，黃河泥沙就是一種寶貴的資源，可成為我國穩(wěn)定的新型礦產(chǎn)資源。
黃河下游所處的河南中原經(jīng)濟(jì)區(qū)、山東半島藍(lán)色海洋經(jīng)濟(jì)區(qū)和黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略的重要區(qū)域，正處于起步實(shí)施階段，各種基礎(chǔ)性建設(shè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，對建筑材料及其他工程材料的需求日益增多，亟需大量泥沙類原材料；另外，隨著國家生態(tài)建設(shè)的要求，特別是燒結(jié)黏土磚的禁用和開山采石的禁止，以及各類原材料的緊缺，使社會(huì)各方面對黃河泥沙轉(zhuǎn)化為可利用資源的需求逐年加大。總之，社會(huì)經(jīng)濟(jì)生態(tài)發(fā)展對黃河泥沙資源的需求量巨大，黃河泥沙開發(fā)利用的前景十分廣闊。
據(jù)對黃河泥沙利用潛力的不完全分析估算，填筑土方加固大堤需要3.0 億m3、淤筑村臺(tái)3.2 億m3，二級(jí)懸河治理（淤填堤河、淤堵串溝）需淤筑土方5.0 億m3，放淤改土需土方2.6 億m3；供水引沙年引沙量為0.6 億m3 左右，砌體材料預(yù)測近期每年可利用黃河泥沙約600 萬m3，隨著遠(yuǎn)期建筑市場的穩(wěn)定，年利用泥沙量可穩(wěn)定在約400 萬m3；黃河干支流部分河段泥沙資源豐富，可直接應(yīng)用于建筑沙料。
鑒于社會(huì)各界對黃河泥沙資源利用需求的持續(xù)增長，黃河水利委員會(huì)在2011 年將黃河泥沙處理與資源利用作為一個(gè)重大問題提出，要求開展相關(guān)研究；近期九三學(xué)社河南省委員會(huì)向河南省政協(xié)十屆五次會(huì)議提出的《開拓黃河泥沙資源化利用，服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)性發(fā)展》的提案，也得到了河南省政府的高度重視。
對黃河泥沙資源進(jìn)行利用，既解決了黃河泥沙出路問題，又滿足了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需求，同時(shí)還保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，符合黨的十八大提出的生態(tài)文明建設(shè)的戰(zhàn)略方針，符合《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020 年）》中“環(huán)境”重點(diǎn)領(lǐng)域的“綜合制污與廢棄物循環(huán)利用”優(yōu)先主題，符合2011 年中央一號(hào)文件“注重興利除害結(jié)合”的精神，具有巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。
▲黃河泥沙資源利用綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系框架圖
綜上所述，黃河泥沙資源利用作為黃河泥沙處理的落腳點(diǎn)，也是黃河泥沙處理的升華和最終出路，不僅是維持黃河健康生命、實(shí)現(xiàn)黃河長治久安的需要，同時(shí)也符合國家的產(chǎn)業(yè)政策，具有重大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、生態(tài)和民生意義。
本文摘編自《黃河泥沙資源利用關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用》（江恩慧等著. 北京 : 科學(xué)出版社,2019.11）一書“第2 章 黃河泥沙資源利用的戰(zhàn)略意義”，有刪減，標(biāo)題為編者所加。
（水科學(xué)前沿叢書）
ISBN 978-7-03-062726-1
責(zé)任編輯：楊帥英 張力群
本書站位國家生態(tài)安全和科學(xué)治黃的戰(zhàn)略高度，將解決黃河泥沙淤積問題和區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對泥沙資源巨大需求有機(jī)結(jié)合，采用系統(tǒng)調(diào)研-理論探索-技術(shù)研發(fā)-精細(xì)設(shè)計(jì)-應(yīng)用示范的研究思路，取得了泥沙處理與資源利用普適性強(qiáng)、理論創(chuàng)新突出、技術(shù)裝備領(lǐng)先的“測-取-輸-用-評(píng)”全鏈條技術(shù)體系，構(gòu)建了黃河泥沙處理與資源利用整體架構(gòu)，研發(fā)了深水水下低擾動(dòng)取樣技術(shù)與裝備，提出了水庫泥沙處理與資源利用模式、泥沙固結(jié)膠凝配合比通用設(shè)計(jì)方法和非水泥基黃河泥沙膠凝技術(shù)、利用黃河泥沙制作人工防汛石材規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)與裝備、利用黃河泥沙改良中低產(chǎn)田技術(shù)和充填煤礦開采技術(shù)等。首次從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)環(huán)境三個(gè)維度，構(gòu)建了黃河泥沙資源利用綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)模型，建立了黃河泥沙資源利用運(yùn)行機(jī)制框架和產(chǎn)業(yè)化運(yùn)行模式。編制的《膠結(jié)泥沙人工防汛石材》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施。
（本文編輯：劉四旦）
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