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三门峡水库运用方式及水位控制指标的探讨 1 三门峡水库的历史评价 1.1 效率 (1) 门峡水库建设的自然滞蓄作用 三门峡水库是黄河支流的第一个水库，于20世纪60年代开始使用。几十年来,三门峡入库流量大于10 000 m3/s的洪水有6次,尽管三门峡水库是敞泄运用,但由于自然滞蓄作用,因而不同程度地削减了进入黄河下游的洪峰流量,对黄河下游防洪起到了积极作用。 (2) 减轻黄河下游防凌压力 三门峡水库建成后通过科学防凌调度,改变了黄河下游防凌的被动形势,大大减轻了黄河下游的凌灾损失与防凌压力。其中,下游发生了6次类似于1951、1955年因凌汛决口的凌情,均由于三门峡水库实时调度,利用批准的水库防凌库容进行调蓄,因而才避免了黄河下游大堤发生决口的险情。 (3) 减少浪费 三门峡水库建成后,黄河下游累计减少泥沙淤积30多亿t,缓解了黄河下游防洪压力,减少了黄河下游两岸堤防加高培厚的投入。 (4) 关键时期灌溉用水缺失 利用三门峡水库进行春灌蓄水,有效地缓解了黄河下游200余万hm2灌区关键时期灌溉用水紧缺的局面。同时,还为胜利油田提供了可靠水源,并多次实施引黄济津、引黄济青送水,为天津、青岛等城市的稳定和发展发挥了重大作用。 (5) 高含沙河流水库运用的经验 经过三门峡水库的实际运用,人们积累了丰富的高含沙河流上水库运用的经验,提炼了“蓄清排浑”的多泥沙河流运用理论,为三峡、小浪底等国家重点水利枢纽的建设和运用提供了宝贵的经验。 (6) 其他方面 三门峡水电站利用水库防凌与春灌蓄水的水头相机发电,承担了电网的调峰任务,为河南电网的可靠运行提供了支持等。 1.2 破坏了原有的生态系统 三门峡水库的修建使库区出现了一大批移民,破坏了原来的生态系统。特别是抬高了潼关高程,加快了渭河下游河道淤积,加重了陕西省的防洪负担,造成了难以弥补的损失等。 2 门峡水库的运用 小浪底水库建成投运后,人们都普遍关心三门峡水库未来的运用方式。笔者认为,决定三门峡水库未来运用方式的主要因素仍应该是黄河下游和渭河下游的防洪减淤问题。 2.1 主、副下游防凌能力分析 由于小浪底水库运用初期防洪库容较大,因此三门峡水库具有对发生在水库以上来水为主的“上大洪水”和水库以下来水为主的“下大洪水”敞泄运用的条件。按照黄河下游与渭河下游共同兼顾的原则,三门峡水库采用敞泄的防洪运用方式可以基本不承担黄河下游的防凌任务。这种敞泄运用的方式将随着小浪底水库的不断淤积而逐渐附加条件。 2.2 设计目标洪水流量 小浪底水库总库容126.5亿m3,其中长期有效库容为51.0亿m3,泥沙淤积库容为75.5亿m3,设计运用约20年。当淤积库容淤满后,小浪底水库还剩40.5亿m3的防洪库容。届时,小浪底水库与三门峡水库、伊河陆浑水库、 洛河故县水库实现四库联合调度,将能使黄河下游花园口站百年一遇的洪水流量降为15 700 m3/s,千年一遇的洪水流量降为22 600 m3/s。 实现上述设计目标的计算条件是:按照三门峡水库汛限水位305 m及防洪运用水位335 m,采用现行的工程泄流规模。当发生“上大洪水”时,三门峡水库按“先敞后控”的方式运用,即水库先敞泄运用,减轻水库蓄洪负担。水库蓄洪水位达到本次洪水最高运用水位后,为避免一部分洪水既淹没库区又淹没下游分滞洪区,水库保持此蓄洪水位,按入库流量泄洪。待花园口站洪水退落至10 000 m3/s以下,水库按控制花园口站10 000 m3/s运用,逐渐降低水位,直至泄空。对“下大洪水”,当洪水量级大于百年一遇时,即小浪底水库蓄洪量达26.1亿m3后,三门峡水库开始关闸,按小浪底水库的泄流量控泄。 对于防凌运用,当遇黄河下游严重凌情时,在防凌调度中,需要防凌库容35亿m3,其中小浪底水库防凌蓄水20亿m3,三门峡水库防凌蓄水15亿m3。 因此,小浪底水库正常运用后,三门峡水库的防洪和防凌最高运用水位还必须分别保持在335 m和326 m左右。不过,该水位的运用几率已大大减小。 2.3 黄河下游河道的国际调沙试验 黄河的主要特点是水少、沙多、水沙不平衡,防洪的重点和难点是黄河下游悬河,症结是泥沙,关键是粗沙。根据小浪底水库的设计方案,在泥沙淤积库容淤满之前,水库采用“拦粗排细、调水调沙”的运用方式,以尽量延长小浪底水库拦沙库容的使用寿命,最大限度地实现黄河下游河道的减淤。当小浪底水库拦沙库容淤满转入正常运用之后,实行“蓄清排浑、调水调沙”方式运用,保持小浪底水库泥沙淤积在年内或多年相对平衡,尽量减少下游河道淤积。 众所周知,连续3次成功进行的调水调沙试验先后将2.5亿t泥沙送入渤海,使黄河下游不断恶化的河道形态得到初步改善。在每次调水调沙试验中,三门峡水库都发挥了举足轻重的作用,尤其是第三次黄河调水调沙试验,三门峡水库可谓立下了汗马功劳:三门