“黄河泥沙资源利用”的新理念

从黄河泥沙处理与利用方略的演变历程可以看出，21 世纪之前对黄河泥沙的处理，大都基于泥沙的灾害属性，认为它是一切灾害的制造者，把泥沙作为一种负担进行处理。进入21 世纪，随着经济社会发展需求的增多，以及泥沙资源利用技术的发展，泥沙作为一种资源逐渐被越来越广泛的利用，而且目前的国力、技术手段都可以实现泥沙的大规模资源利用，使泥沙变害为利。

因此，对黄河泥沙的处理和利用，我们应该转变思想，更多地从其资源属性方面，进行相关研究，推动黄河泥沙大规模的应用于黄河流域的经济社会建设，从根本上解决黄河泥沙淤积问题，实现黄河的长治久安。

从泥沙资源利用角度，许多以往认为不利的泥沙淤积问题，在换个角度后，反而是有利的条件。

例如在水库泥沙方面，以往只片面看到了水库淤积带来的库容淤损、发电效益减小等，从泥沙资源利用角度，水库提供了泥沙分选的绝佳场所，为泥沙的分类利用创造了有利条件。又如在河道泥沙方面，以往在防洪抢险过程中，为保证河道整治工程、堤防的安全，抛投了大量石料，无形中增加了河道淤积。

实际上，防汛用石材，应分两个层面，一种是永久性工程，要求石料强度大、耐久性高；另一种是临时抢险或对滩岸的临时防护，对石料强度要求不高甚至一些土工包就可以满足要求。

因此，从黄河泥沙资源利用角度，结合黄河下游局部畸形河势的疏浚治理，根据不同强度要求，利用河道泥沙制作人工防汛石材或土工包，代替天然石材，既达到了不增加河道淤积、“以河治河”的目的，又与挖河疏浚、畸形河势治理和环境保护相结合，实现一举多赢的效果。

关于泥沙资源利用的概念，以前的叫法多是“泥沙资源化利用”。2008 年8 月中华人民共和国全国人民代表大会常务委员会通过的《中华人民共和国循环经济促进法》中指出，“资源化”是指将废物直接作为原料进行利用或者对废物进行再生利用，是循环经济的重要内容。按此界定，“资源化”的意思过分强调了泥沙的灾害性，忽视了泥沙的资源属性。基于此，黄科院江恩慧等在近期开展相关研究时，强调黄河泥沙本来的资源禀赋，统一采用“黄河泥沙资源利用”，以更加凸显泥沙作为天然资源本身应有的价值。

▲ 黄河泥沙资源利用整体架构图

泥沙问题仍然是黄河治理的核心问题

泥沙问题是黄河难治的根源。“水少、沙多，水沙关系不协调”仍将是困扰治黄工作的核心问题。

研究表明，在今后几十年内，通过加强水土保持等综合治理措施，黄河的年减沙量可以达到6 亿～8 亿t/a，但是，黄河干流的年均输沙量仍有8 亿～10 亿t/a，黄河仍将是一条多泥沙河流。另外，黄河流域多年平均河川天然径流量534.8 亿m，近20 年来，由于气候变化和人类活动对下垫面的影响，黄河流域水资源量明显减少，与1956～1979 年水文系列相比，1980～2000 年黄河流域天然径流量和水资源总量分别减少了18.1%和12.4%，未来黄河流域黄土高原水土保持工程的建设将使河川径流量进一步减少，水利工程建设引起的水面蒸发的增加也将减少河川径流量，预测2020 年黄河流域河川径流量将比目前减少约15 亿m，2030 年将比目前减少约20 亿m。

黄河下游是我国重要的工农业生产基地，人口密集，是黄河防洪的重中之重，泥沙处理不仅关系到防洪安全、供水安全、粮食安全，而且关系到经济安全、生态安全和国家安全。黄河难治的症结在于“水少、沙多、水沙关系不协调”，巨量泥沙造成河道萎缩，二级悬河日趋严峻，严重威胁黄河防洪安全。中华人民共和国成立以来，党和政府高度重视，投入大量的物力、财力治理黄河，建设水库、修筑堤防，确保了黄河的安全；但由于黄河的泥沙问题一直无法根治，下游河床不断抬高的趋势无法根本扭转，泥沙问题随时威胁着黄河下游的安全。

依赖河道输沙未来将受到一定制约

小浪底水库的投入运用，使得依靠水库调水调沙、通过河道输沙入海的泥沙处理工作取得了突破性进展。但是还应看到，到目前为止，调水调沙冲刷河槽的作用比较明显的原因，主要在于小浪底水库处于拦沙初期，上游大量来沙被拦截，下泄水流含沙量较小，加之下游前期河床处于多年淤积状态，易于被冲刷；随着河床的冲刷，床面逐渐粗化，调水调沙的冲刷效果将逐年减弱。同时，随着小浪底水库拦沙库容的变化，水库即将进入拦沙后期和正常运用期，水库排沙量和高含沙水流出库的概率将逐年增加，下游河道将逐渐从持续冲刷状态向冲淤交替和再度淤积抬升状态发展。

调水调沙实践虽然已取得了巨大成效，但其输沙入海的能力不是无限的，未来调水调沙作用与效果将受一定制约。随着经济社会的发展，黄河流域水资源紧缺的状况将更加严峻，1980 年以来，黄河流域用水量从343.0 亿m 增加到2006 年422.7 亿m，工业生活用水的比例由11.7%提高到25.1%，随着工业化和城市化进程加快，尤其是黄河流域能源重化工基地的快速发展，到2030 年，黄河流域经济社会发展和生态环境改善对水资源的需求也将呈刚性增长，水资源供需矛盾日益突出，生产、生活用水的增加导致其严重挤占河道内输沙、生态环境用水，输沙用水的水量不可能出现增长，反面有可能减少，期望通过调水调沙将黄河泥沙全部输送入海是不现实的。

泥沙资源利用是解决黄河泥沙问题的根本出路

“拦、排、调、放、挖”的泥沙处理和利用基本思路对于黄河治理起到了重要作用，保证了黄河70 余年的防洪安全，但随着时间的增长，上述措施的局限性逐渐显现。

在“拦”的方面，水保“拦沙”措施并不能彻底解决黄河的来沙问题。黄河中游地区干支流水库是泥沙处理“拦”的另一重要工程措施，但随着水库运行年限的增加，淤积情况越来越严重，使水库逐步丧失拦沙和防洪功能，灌溉、供水、发电等功能也受到极大影响，直接影响到“拦、排、调、放、挖”治黄策略的实施。要维持水库功能的正常发挥，保持基本的冲淤平衡，必须对水库泥沙进行处理；但仅仅把泥沙清出水库还远远不够，还要考虑从水库处理出来的泥沙放到哪里的问题；放到下游则改变河道冲淤平衡关系，危及下游河道安全；放在岸坡上则占用耕地、引起地质灾害或引起风沙灾害。

“排、调”处理措施的目的都是输沙入海，特别是自2002 年以来，黄河调水调沙虽然取得了巨大成效，但其输沙入海的能力是有限的，当小浪底运用达到冲淤平衡后，未来调水调沙作用与效果将受一定制约。同时随着经济社会的发展，黄河流域水资源紧缺的状况将更加严峻，水资源供需矛盾日益突出，输沙用水的水量不仅不会出现大幅增长，反而有可能减少，期望通过调水调沙将黄河泥沙全部输送入海是不现实的。

“放、挖”处理措施用水量相对较小，但黄河两岸适合放淤的位置逐渐减少，特别是下游标准化堤防建设趋于完成，放淤处理措施的难度逐步加大，受限越来越多，因此要使“放、挖”处理措施持续发挥作用，必需结合黄河两岸的土地整修、城市用土、建筑材料利用等社会需求，形成处理与利用有效衔接的利用关系。

整体上，“拦、排、调”是泥沙处理的主要措施，同时中游地区水保措施的“拦”和下游的“排、调”也包含了造地和造陆的利用作用；“放、挖”则是以利用为目的的处理手段。但是，上述的泥沙利用，主要是基于泥沙处理的被动利用，社会公众参与度低，经济价值较难体现，难以建立长久的泥沙处理与利用运行体制。

为了解决目前泥沙处理与利用方略的局限性，我们必须换一种思路来应对，从经济社会发展需求入手，变被动的泥沙处理利用为主动的泥沙利用，将水库淤积泥沙看成是一个宝贵的资源宝库，通过对水库泥沙进行合理的资源利用，实现延长水库使用寿命、减轻水库泥沙对下游防洪影响、减少环境污染以及创造可观经济效益等多赢的效果（尤其是增加的水力发电效益，这是最清洁的能源）；同时吸引社会资金、公众参与，推动黄河泥沙更广泛的社会利用，从根本上解决巨量泥沙处理的难题。

总之，对黄河这样的多沙河流，为维持河流健康，一方面需要水库拦截泥沙，减轻下游河道淤积及相应带来的防洪压力；另一方面为长期发挥水库除减淤以外的其他防洪、发电等综合效益，需要尽可能长时间的维持水库有效库容，减少泥沙在库区的淤积。两者之间的矛盾，只有通过泥沙资源利用、将泥沙消耗掉来解决。因此，黄河泥沙处理与资源利用是相互关联和互补的，为河流安全进行的泥沙处理是泥沙资源利用的前提和源泉，泥沙资源利用则给予泥沙处理的空间和经济价值、生态价值。推动黄河泥沙资源利用是“拦、排、调、放、挖”治黄基本思路有效作用的保障，也是维持黄河健康生命的关键措施，是实现黄河长治久安的重要手段之一。

泥沙资源利用具有巨大的社会经济生态效益

随着经济社会的发展和对黄河泥沙资源属性认识的加深，黄河泥沙作为一种硅酸盐类资源，越来越受到国内科研机构及相关部门、社会各界人士的重视。黄河泥沙的主要成分是二氧化硅，含量在70%左右，其他为氧化铝、氧化铁、氧化镁、氧化钾和稀有元素等，仅从这些成分来看，黄河泥沙就是一种宝贵的资源，可成为我国稳定的新型矿产资源。

黄河下游所处的河南中原经济区、山东半岛蓝色海洋经济区和黄河三角洲高效生态经济区是国家经济发展战略的重要区域，正处于起步实施阶段，各种基础性建设和产业发展迅速，对建筑材料及其他工程材料的需求日益增多，亟需大量泥沙类原材料；另外，随着国家生态建设的要求，特别是烧结黏土砖的禁用和开山采石的禁止，以及各类原材料的紧缺，使社会各方面对黄河泥沙转化为可利用资源的需求逐年加大。总之，社会经济生态发展对黄河泥沙资源的需求量巨大，黄河泥沙开发利用的前景十分广阔。

据对黄河泥沙利用潜力的不完全分析估算，填筑土方加固大堤需要3.0 亿m、淤筑村台3.2 亿m，二级悬河治理（淤填堤河、淤堵串沟）需淤筑土方5.0 亿m，放淤改土需土方2.6 亿m；供水引沙年引沙量为0.6 亿m 左右，砌体材料预测近期每年可利用黄河泥沙约600 万m，随着远期建筑市场的稳定，年利用泥沙量可稳定在约400 万m；黄河干支流部分河段泥沙资源丰富，可直接应用于建筑沙料。

鉴于社会各界对黄河泥沙资源利用需求的持续增长，黄河水利委员会在2011 年将黄河泥沙处理与资源利用作为一个重大问题提出，要求开展相关研究；近期九三学社河南省委员会向河南省政协十届五次会议提出的《开拓黄河泥沙资源化利用，服务经济社会持续性发展》的提案，也得到了河南省政府的高度重视。

对黄河泥沙资源进行利用，既解决了黄河泥沙出路问题，又满足了经济社会发展的需求，同时还保护了生态环境，符合党的十八大提出的生态文明建设的战略方针，符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020 年）》中“环境”重点领域的“综合制污与废弃物循环利用”优先主题，符合2011 年中央一号文件“注重兴利除害结合”的精神，具有巨大的社会、经济效益。

▲黄河泥沙资源利用综合效益评价指标体系框架图

综上所述，黄河泥沙资源利用作为黄河泥沙处理的落脚点，也是黄河泥沙处理的升华和最终出路，不仅是维持黄河健康生命、实现黄河长治久安的需要，同时也符合国家的产业政策，具有重大的社会、经济、环境、生态和民生意义。

本文摘编自《黄河泥沙资源利用关键技术与应用》（江恩慧等著. 北京 : 科学出版社,2019.11）一书“第2 章 黄河泥沙资源利用的战略意义”，有删减，标题为编者所加。

（水科学前沿丛书）

ISBN 978-7-03-062726-1

责任编辑：杨帅英 张力群

本书站位国家生态安全和科学治黄的战略高度，将解决黄河泥沙淤积问题和区域社会经济发展对泥沙资源巨大需求有机结合，采用系统调研-理论探索-技术研发-精细设计-应用示范的研究思路，取得了泥沙处理与资源利用普适性强、理论创新突出、技术装备领先的“测-取-输-用-评”全链条技术体系，构建了黄河泥沙处理与资源利用整体架构，研发了深水水下低扰动取样技术与装备，提出了水库泥沙处理与资源利用模式、泥沙固结胶凝配合比通用设计方法和非水泥基黄河泥沙胶凝技术、利用黄河泥沙制作人工防汛石材规模化生产技术与装备、利用黄河泥沙改良中低产田技术和充填煤矿开采技术等。首次从经济、社会、生态环境三个维度，构建了黄河泥沙资源利用综合效益评价指标体系和评价模型，建立了黄河泥沙资源利用运行机制框架和产业化运行模式。编制的《胶结泥沙人工防汛石材》团体标准颁布实施。

（本文编辑：刘四旦）