黃河調(diào)水調(diào)沙分析與思考

1、黃河調(diào)水調(diào)沙分析與考慮摘要：黃河自2002年7月首次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)，連續(xù)3年成功地進(jìn)展了試驗(yàn)，2022年調(diào)水調(diào)沙由試驗(yàn)正式轉(zhuǎn)入消費(fèi)運(yùn)用，至2022年7月8日，調(diào)水調(diào)沙歷經(jīng)9次，實(shí)際歷時(shí)133天，經(jīng)利津站進(jìn)入大海的泥沙累計(jì)3.67億t，最小主槽平攤流量由18003/s進(jìn)步到38803/s，河道向下沖刷1左右。調(diào)水調(diào)沙年份黃河來水來沙偏小，黃河調(diào)水調(diào)沙作用隨著河道主槽的沖刷作用有所降低，建議特枯水年份可以暫緩調(diào)水調(diào)沙更多的用于發(fā)電與利用，抓住并遵循利用自然規(guī)律與趨勢(shì)，不僅塑造洪水洪峰，還應(yīng)充分利用“中常洪水挾沙，并抓住時(shí)機(jī)將是更偉大的治黃理論。關(guān)鍵詞：調(diào)水調(diào)沙沖沙量洪水資源化趨勢(shì)黃河黃河是多沙河流，

2、每年從中游攜帶大量泥沙，一局部淤積在下游沿途平原河道，造成河床抬升，過洪才能變小，洪水威脅兩岸。在干流河道修建水庫(kù)，雖然攔蓄大量泥沙，但同時(shí)也造成水庫(kù)淤積而報(bào)廢，三門峽水庫(kù)即是例子，水庫(kù)建成后，雖然使黃河水變清，但也帶來嚴(yán)重問題，三門峽水庫(kù)因大量泥沙淤積庫(kù)容逐漸減少，最后不得不進(jìn)展工程改造，進(jìn)展調(diào)水調(diào)沙嘗試。小浪底水庫(kù)建成后進(jìn)展大規(guī)模調(diào)水調(diào)沙，目的就是通過三門峽水庫(kù)和小浪底水庫(kù)結(jié)合調(diào)度，到達(dá)利用少量的泄水，攜帶淤積在水庫(kù)的泥沙，排入大海，而不造成沿途淤積，一方面使水庫(kù)沖淤平衡，另一方面又不造成沿途河道淤積，同時(shí)制造人工洪峰過程，改變河道河勢(shì)，縮小斷面寬度，增加深度。調(diào)水調(diào)沙，就是在充分考慮黃河

3、下游河道輸沙才能的前提下，利用水庫(kù)的調(diào)節(jié)庫(kù)容，對(duì)水沙進(jìn)展有效的控制和調(diào)節(jié)，適時(shí)蓄存或泄放，調(diào)整天然水沙過程，使不適應(yīng)的水沙過程盡可能協(xié)調(diào)，以便于輸送泥沙，從而減輕下游河道淤積，甚至到達(dá)沖刷或不淤的效果，實(shí)現(xiàn)下游河床不抬高的目的。黃河特點(diǎn)是“水少沙多、水沙不平衡，首任黃河水利委員會(huì)主任、著名水利專家王化云和他的同事們，在“上攔下排的治黃方針的根底上比擬系統(tǒng)地提出了“調(diào)水調(diào)沙的治黃思想。三門峽工程的運(yùn)用理論中，三門峽水庫(kù)的建立使“調(diào)水調(diào)沙得以施行，2001年小浪底水庫(kù)正式建成使用，使規(guī)模性調(diào)水調(diào)沙的水庫(kù)條件具備，而且為調(diào)水調(diào)沙由理論到理論的飛躍提供了先決條件。黃河水利委員會(huì)主任李國(guó)英說：“多年來，

4、治黃人一直在探究通過人工手段，塑造一種人工的理想的水沙關(guān)系，利用自然規(guī)律改變當(dāng)前天然不平衡的水沙關(guān)系，但這要有兩個(gè)前提，一是要有大型調(diào)節(jié)水庫(kù)，二是運(yùn)用現(xiàn)代化的科技手段。2002年7月，利用小浪底水庫(kù)開展了首次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)，至2022年8月，調(diào)水調(diào)沙歷經(jīng)8年9次。1.黃河調(diào)水調(diào)沙2002年7月，利用小浪底水庫(kù)開展了首次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)：7月4日上午9時(shí)，小浪底水庫(kù)開場(chǎng)按調(diào)水調(diào)沙方案泄流，7月15日9時(shí)出庫(kù)流量恢復(fù)正常，歷時(shí)共11天。水庫(kù)平均下泄流量為27403/s，出庫(kù)平均含沙量為12.2kg/3，下泄總水量26.06億3，沙量0.32億t。7月21日，調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)流量過程全部入海。經(jīng)過對(duì)實(shí)測(cè)資料的

5、分析計(jì)算，調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)期間，黃河下游河道凈沖刷量為0.362億t，其中小浪底至艾山河段沖刷0.137億t，艾山至河口河段沖刷0.225億t。全下游主槽沿程沖刷1.063億t，灘地淤積0.701億t。河道排洪才能得到一定進(jìn)步。2022年9月，渭河、伊河、洛河相繼出現(xiàn)洪水，洪水分別進(jìn)入黃河三門峽、小浪底水庫(kù)、陸渾水庫(kù)、故縣水庫(kù)，同時(shí)沁河也出現(xiàn)洪水。為實(shí)現(xiàn)小浪底水庫(kù)庫(kù)區(qū)減淤及解決水庫(kù)泄水建筑物閘前淤堵問題，并充分利用小浪底水庫(kù)至花園口區(qū)間較清洪水的輸沙才能，在使下游河道發(fā)生沖刷或至少不發(fā)生大的淤積的要求下，黃河水利委員會(huì)開展了基于空間尺度的黃河第二次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)。20022022年，黃河防總連續(xù)3年

6、成功地進(jìn)展了調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)，在此根底上，2022年調(diào)水調(diào)沙由試驗(yàn)正式轉(zhuǎn)入消費(fèi)運(yùn)用。2.黃河調(diào)水調(diào)沙成果經(jīng)過8年9次調(diào)水調(diào)沙，實(shí)際歷時(shí)133天，黃河下游河道主河槽河底向下沖刷，高程平均下降1左右，經(jīng)利津站進(jìn)入大海的泥沙累計(jì)3.67億t，下游主河槽最小平灘流量由2002年首次調(diào)水調(diào)沙時(shí)的18003/s增大到2022年的38803/s，見表1。2022年進(jìn)入大海的泥沙最大為6970萬t，2022年最小僅為2022萬t。但是，小浪底排沙比為自2002年以來歷次汛前調(diào)水調(diào)沙水庫(kù)排沙比的最大值。此次調(diào)水調(diào)沙前，小浪底水庫(kù)入庫(kù)泥沙5796萬t。6月29日18時(shí)，小浪底水庫(kù)人工塑造異重流排沙出庫(kù)。6月30日12

7、時(shí)，高含沙異重流出庫(kù)，小浪底水庫(kù)排沙洞出庫(kù)含沙量高達(dá)350kg/3，此次排沙過程一直持續(xù)到7月3日8時(shí)，共排沙5165萬噸，排沙比高達(dá)89%。3.近年黃河來水來沙與引水引沙特點(diǎn)3.1來水來沙黃河下游自2000年不再發(fā)生斷流。1998年12月14日，國(guó)家計(jì)委、水利部公布施行?黃河可供水量年度分配及干流水量調(diào)度方案?和?黃河水量調(diào)度管理方法?1999年3月1日，根據(jù)國(guó)家受權(quán)，黃河水利委員會(huì)發(fā)出第一份調(diào)水令，黃河干流水量統(tǒng)一調(diào)度正式拉開帷幕。1999年10月25日總庫(kù)容126.5億3的黃河小浪底水利樞紐下閘蓄水。2000年實(shí)現(xiàn)了自1991年以來黃河首次全年不斷流。統(tǒng)計(jì)自2000年以來小浪底、花園口、

8、利津水文站的徑流量和年輸沙量，由于小浪底水利樞紐的建成蓄水蓄沙影響了輸沙，小浪底水文站實(shí)測(cè)輸沙率根本上是以汛期和調(diào)水調(diào)沙期測(cè)驗(yàn)，其它月份小浪底發(fā)電清水下泄不測(cè)輸沙率。2022年黃河中游地區(qū)渭河發(fā)生洪水，該年份為黃河少有的平水年份。2022年黃河源頭地區(qū)降雨充分，龍羊峽水庫(kù)蓄水到達(dá)歷史高水位，黃河下游連續(xù)入海流量沖沙水量得到保障，然而入海沙量仍然很低。黃河來水來沙統(tǒng)計(jì)，見表2。3.2引水引沙黃河下游灌區(qū)包括花園口斷面以上分布于黃河兩岸河南、山東兩省黃淮海平原。其范圍上自河南武陟縣白馬泉閘，下至山東墾利縣五七閘，在大堤上建有以渠首工程型式分為涵閘、揚(yáng)水站和虹吸等工程100多處，退水入淮河、海河水系

9、。1950年在山東利津試辦綦家嘴引黃放淤閘成功。1952年2月建成人民成功渠，設(shè)計(jì)流量553/s。由此到1957試辦階段，1958年大開展，引水量過大造成了嚴(yán)重后果；1962年以后停灌，1965年恢復(fù)至到穩(wěn)定開展階段。黃河下游沿黃兩岸30萬畝以上的大型引黃灌區(qū)29處，其中河南省10處，山東省19處，如人民成功渠、位山、潘莊、打魚張灌區(qū)等。引黃水量主要集中外流域引水，除金堤河文巖渠外其它為外流域引水，黃河干流引水除王莊渠、堤南灌區(qū)等屬于黃河流域大堤內(nèi)灘區(qū)引水外，其它均為大堤外引水、引水的同時(shí)也引沙，由于小浪底水利樞紐的建成蓄水蓄沙影響了引沙量，引沙量2001至2022年年平均只有0.33億t。4

10、.黃河調(diào)水調(diào)沙看法與意見4.1調(diào)水調(diào)沙使河道過流才能進(jìn)步明顯黃河下游河道主河槽河底向下沖刷，高程平均下降1，下游主河槽最小平灘流量由2002年首次調(diào)水調(diào)沙時(shí)的18003/s增大到2022年的38803/s?！?6.8洪水之后，平灘流量從60003/s降到20003/s左右。2002年，黃河下游出現(xiàn)流量為18003/s的洪水，發(fā)生漫灘災(zāi)情。2022年，黃河河南蘭考段洪水流量為24003/s，出現(xiàn)重大漫灘災(zāi)情，灘區(qū)內(nèi)近12萬人被洪水圍困。為此，自2002年起，黃委連續(xù)進(jìn)展了五次調(diào)水調(diào)沙，用“人造洪峰沖刷下游河道，使下游泥沙淤積狀況改善，河道過流才能逐步提升，下游河道得到全面沖刷，主河槽河底向下沖刷

11、高程平均下降1，最小過流才能從施行前的18003/s進(jìn)步到38103/s，使河道的根本功能逐步得以恢復(fù)。4.2現(xiàn)行的水利工程無法支撐調(diào)水調(diào)沙水庫(kù)異重流是黃河等高含沙河流特有的水流形式，指高含沙水流進(jìn)入庫(kù)區(qū)后遇到清水，由于密度差而潛入清水下面形成一股渾水流，并沿庫(kù)底向壩前行進(jìn)的現(xiàn)象。掌握異重流演進(jìn)規(guī)律，可在異重流到達(dá)水庫(kù)壩前時(shí)，翻開沖沙閘門，將高含沙渾水排出庫(kù)外，減少水庫(kù)淤積。小浪底水庫(kù)人工塑造的高含沙量異重流是調(diào)水調(diào)沙的重要工作。2022年7月9日世界水利史上首次人工塑造異重流成功過黃河世界水利史上首次人工塑造的異重流沙峰通過黃河小浪底水庫(kù)大壩，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)說明：異重流出庫(kù)泥沙厚度高達(dá)7米。這宣告

12、黃河第三次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)中難度最大、科技含量最高的成果萬家寨、三門峽水庫(kù)“接力調(diào)水塑造異重流排沙獲得成功。根據(jù)九次調(diào)水調(diào)沙的理論證明，調(diào)水調(diào)沙作為處理黃河泥沙、維持黃河安康生命的措施是實(shí)在有效的。但現(xiàn)狀骨干工程存在很大的局限性，萬家寨、三門峽水庫(kù)庫(kù)容較小，且萬家寨水庫(kù)距小浪底水庫(kù)較遠(yuǎn)，調(diào)度時(shí)不確定因素較多，不能滿足人工塑造異重流進(jìn)展泥沙調(diào)節(jié)的要求；北干流河段目前尚無一座控制性骨干工程，僅有萬家寨水庫(kù)和天橋水電站，不能滿足該河段水沙調(diào)控的要求；隨著小浪底水庫(kù)的淤積，小浪底水庫(kù)單庫(kù)調(diào)水調(diào)沙水動(dòng)力缺乏的場(chǎng)面已逐步顯現(xiàn)。因此，應(yīng)盡快上馬古賢水庫(kù)，構(gòu)建完善的黃河中下游水沙調(diào)控體系，發(fā)揮黃河調(diào)水調(diào)沙的長(zhǎng)期效

13、益。4.3調(diào)水調(diào)沙向生態(tài)用水轉(zhuǎn)移調(diào)水調(diào)沙對(duì)河口三角洲濕地補(bǔ)水，從而向生態(tài)用水轉(zhuǎn)移。2022年第九次黃河調(diào)水調(diào)沙新聞稿“黃河調(diào)水調(diào)沙成效顯著中，近三分之一的內(nèi)容是關(guān)于生態(tài)用水的。2022年黃委首次結(jié)合調(diào)水調(diào)沙，有方案地向河口三角洲濕地施行了人工補(bǔ)水。2022年生態(tài)用水調(diào)度于6月24日開場(chǎng)向河口15萬畝淡水濕地補(bǔ)水，7月3日完畢，歷時(shí)10天，合計(jì)向河口15萬畝淡水濕地補(bǔ)水1508萬立方米，較去年增加152萬立方米。黃河水利委員會(huì)專門在東營(yíng)召開調(diào)水調(diào)沙及生態(tài)調(diào)度新聞發(fā)布會(huì)，就黃河調(diào)水調(diào)沙過程與效果、生態(tài)調(diào)度情況等作了介紹，并答復(fù)了記者提問。這次新聞發(fā)布會(huì)一方面說明近兩年黃河沒有大的來水，只有調(diào)水調(diào)沙

14、期的水量才能到達(dá)可以對(duì)濕地補(bǔ)水水量，同時(shí)也說明調(diào)水調(diào)沙到達(dá)這種程度時(shí)遇到的不可逾越的難度和新問題。4.4嘗試?yán)煤樗M(jìn)展調(diào)水調(diào)沙2022年9月歷史罕見的黃河秋汛中，渭河、伊河、洛河相繼出現(xiàn)洪水,通過“四庫(kù)聯(lián)調(diào)，開展了基于空間尺度的黃河第二次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)。以及2022年當(dāng)年的第二次調(diào)水調(diào)沙，都是基于洪水過程的調(diào)水調(diào)沙。黃河調(diào)水調(diào)沙作用隨著河道主槽的沖刷作用有所降低，調(diào)水調(diào)沙沖沙才能的局限性，是否有其它途徑強(qiáng)力推進(jìn)黃河輸沙入海，利用中常洪水與中小洪水調(diào)水調(diào)沙的將是以后可以考慮的課題。試驗(yàn)已經(jīng)證明，利用水庫(kù)調(diào)水調(diào)沙，將不協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系調(diào)節(jié)為相協(xié)調(diào)的水沙關(guān)系，是有利于輸沙入海、減輕下游河道淤積甚至沖刷

15、下游河道的有效途徑之一。今后，如何積極創(chuàng)造條件，繼續(xù)進(jìn)展中常洪水與中小洪水調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)。充分加以論證，抓住時(shí)機(jī)，進(jìn)展有前瞻性的試驗(yàn)，以到達(dá)消費(fèi)運(yùn)行。把每一場(chǎng)中常洪水都作為一次沖沙的時(shí)機(jī)，充分利用洪水資源，保持一定的黃河下游河道平攤流量，維持主河槽的過流才能。討論利用黃河中常洪水施行大規(guī)模調(diào)水調(diào)沙將有可能使調(diào)水調(diào)沙事半功倍，遵循自然規(guī)律與趨勢(shì)而為之并抓住時(shí)機(jī)將是更偉大的治黃理論。4.5“洪水資源化應(yīng)是水沙調(diào)控體系關(guān)鍵之一針對(duì)黃河水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)的根本特性，建立水沙調(diào)控體系，利用水沙調(diào)控體系將水沙過程重新進(jìn)展塑造，改變黃河水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)的自然狀態(tài)，使之盡量適應(yīng)河道的輸沙特性，減少河道淤積，并恢復(fù)和維

16、持中水河槽行洪排沙才能。逐步實(shí)現(xiàn)維持黃河安康生命的終極目的。根據(jù)國(guó)務(wù)院最近批復(fù)的黃河防洪規(guī)劃，從減緩下游河道淤積和為小浪底水庫(kù)調(diào)水調(diào)沙提供動(dòng)力兩個(gè)方面看，均急需興建古賢水利樞紐。假設(shè)古賢水庫(kù)及時(shí)投入運(yùn)用，還可以更好地實(shí)現(xiàn)1+12的減淤效果。對(duì)于中游水庫(kù)群，利用三門峽、小浪底、陸渾、故縣、河口村等干支流水庫(kù)的防洪庫(kù)容調(diào)節(jié)洪水，有效削減超過下游堤防設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水。利用磧口、古賢、小浪底等水庫(kù)攔沙庫(kù)容攔減泥沙，大幅度減少進(jìn)入下游河道的泥沙，減緩河道淤積，降低潼關(guān)高程；利用以小浪底、古賢為核心的中游干支流水庫(kù)結(jié)合調(diào)水調(diào)沙，恢復(fù)、塑造并維持下游河道40005000立方米每秒的中水河槽，長(zhǎng)期減輕下游河道淤

17、積，降低并盡量維持潼關(guān)高程。加快古賢水利樞紐的建立是水沙調(diào)控體系的必要根底，也是“洪水資源化的關(guān)鍵工程之一。4.6“大水帶大沙與洪水資源化黃河調(diào)水調(diào)沙在來水來沙偏小年份，對(duì)河道主槽的沖刷作用有所降低，建議枯水年份可以暫停調(diào)水調(diào)沙。調(diào)水調(diào)沙應(yīng)抓住并遵循利用自然規(guī)律與趨勢(shì)而為之，不僅塑造洪水洪峰，還應(yīng)充分利用“中常洪水挾沙，抓住時(shí)機(jī)將是更偉大的治黃理論。水沙調(diào)控體系關(guān)鍵之一是中常洪水的利用，也即“洪水資源化的詳細(xì)施行，是黃河長(zhǎng)治久安的人類歷史的宏偉創(chuàng)舉。從黃河水沙的特性來看，黃河下游有“大水帶大沙及“大水出好河的規(guī)律，水沙搭配協(xié)調(diào)，充分認(rèn)識(shí)并利用自然規(guī)律，可能會(huì)起到四兩撥千斤的作用。所以討論黃河中常洪水的“洪水資源化利用，施行大規(guī)模調(diào)水調(diào)沙將有可能使調(diào)水調(diào)沙事半功倍，小浪底水庫(kù)減少減緩淤積，遵循自然規(guī)律與趨勢(shì)而為之，充分利用協(xié)調(diào)“中常洪水挾沙，并抓住時(shí)機(jī)將是更偉大的治黃理論。同時(shí)，利用灘區(qū)洼地臨靠大堤的溝道進(jìn)展人工放淤，標(biāo)準(zhǔn)化堤防的建立使黃河初步形成了“相對(duì)地下河，灘區(qū)放淤將有可能局部河段改變其出現(xiàn)的嚴(yán)重的