殷保合

（水利部小浪底水利樞紐管理局，450000，鄭州）

小浪底水利樞紐位于河南省洛陽市以北40 km的黃河干流上，上距三門峽水利樞紐130 km，下距黃河花園口128 km，控制著黃河流域面積的92.3%、徑流量的91.2%、輸沙量的100%，處于控制黃河下游水沙的關鍵部位。水庫總庫容126.5億m3，其中淤沙庫容75.5億m3，長期有效庫容51億m3，其設計開發(fā)目標是以防洪(防凌)、減淤為主，兼顧供水、灌溉和發(fā)電，除害興利，綜合利用。

小浪底水利樞紐是治理黃河的關鍵樞紐工程，調度運用方式極為復雜。為適應近年黃河水沙條件的變化及治黃新理念的要求，經過10余年探索和實踐，對小浪底水利樞紐攔沙初期水庫調度運用方式進行了一系列調整，積累了寶貴經驗。樞紐發(fā)揮了巨大的社會、經濟和生態(tài)效益。

一、小浪底水利樞紐攔沙初期設計運用方式

小浪底水利樞紐調度運用分為三個時期：水庫泥沙淤積量達到21億～22億m3以前為攔沙初期；攔沙初期之后至庫區(qū)形成高灘深槽，壩前灘面高程達254 m，相應水庫泥沙淤積總量75.5億m3為攔沙后期；在長期保持水位254 m以上40.5億m3防洪庫容的前提下，利用水位254 m以下10.5億m3槽庫容長期進行調水調沙為正常運用期。小浪底水利樞紐攔沙初期設計運用方式為：

1.防洪運用方式

預報花園口斷面洪峰小于10000 m3/s，小浪底水庫敞泄運用；預報花園口斷面洪峰將超過10000 m3/s，小浪底水庫按控制花園口斷面流量不超過10000m3/s攔洪運用；如果無法控制花園口斷面流量不超過10000m3/s，小浪底水庫按控制花園口斷面流量不超過22000 m3/s運用。

2.防凌運用方式

預報下游封河前1旬，小浪底水庫按500 m3/s左右流量均勻泄流；下游穩(wěn)定封河后至開河期，小浪底水庫按300 m3/s流量均勻泄流，力爭實現(xiàn)“文開河”；當下游封凍河段可能形成凌災時，小浪底水庫減小泄量直至完全停泄。

3.調水調沙運用方式

小浪底水庫通過調控下泄流量兩極分化，使黃河下游河床沖淤動態(tài)平衡，調控上限流量2600 m3/s，調控下限流量800m3/s。水庫調水調沙起調水位為210m，調控庫容不超過8億m3，主汛期形成低壅水水庫“攔粗排細”運用。

4.供水、灌溉運用方式

小浪底水庫根據(jù)下游供水、灌溉需求下泄，同時控制花園口斷面流量不大于800 m3/s，避免造成下游河道“沖河南，淤山東”現(xiàn)象。

5.發(fā)電運用方式

小浪底水電站發(fā)電調度遵循 “以水定電”的原則，根據(jù)水量調度指標安排機組發(fā)電計劃，盡量通過發(fā)電過機泄流滿足水調指令要求，減少水庫棄水。

二、小浪底水利樞紐面臨的治黃新形勢

20世紀80年代中后期以來，隨著流域工農業(yè)用水需求增加、上游水庫調節(jié)影響以及氣候變遷因素造成天然水量的變化，黃河中下游來水來沙條件發(fā)生了較大變化，黃河流域水資源供需矛盾日益尖銳，與設計階段相比，小浪底水利樞紐運用條件發(fā)生了顯著變化。

1.入庫水沙大幅度減少

小浪底水庫設計多年平均年入庫水量279.6億m3、年入庫沙量12.75億t。蓄水運用后，實際年入庫水沙量均大幅度減少。2000—2009年小浪底水庫平均年入庫水量191億m3，較設計減少31.6%；平均年入庫沙量3.415億t，較設計減少73.2%。2000—2009年小浪底歷年實際入庫水沙量見表1。

每個人都希望它帶來愉悅、飽足、和諧、舒適、溫暖、安全。這是一廂情愿的念頭。這條河流的方向，最終遠方是獲得釋然和自由。真正的自由，則是放棄我們對他人的要求和期望，放棄對外在形式的依賴和需索。最終，是對自己所堅持的意愿和妄想的放棄。這種放棄，并不令她覺得婚姻使人頭破血流或者一蹶不振。這是命運賜予給人的一次機會。給予休憩、完成以及思省。

2.下游河道邊界條件改變

1986年以來，黃河下游來水持續(xù)偏少，特別是汛期洪水顯著減少、洪峰流量明顯降低，水沙不協(xié)調性更趨嚴重；下游河道主槽淤積加重，造成下游河道主槽過流能力大幅度降低，“二級懸河”態(tài)勢越來越嚴峻。2002年汛前，黃河高村附近河段主槽平灘流量縮減至不足1800 m3/s，洪水一旦漫灘，發(fā)生“橫河”“斜河”“順堤行洪”等險情概率加大，威脅堤防安全。目前灘區(qū)總人口已達181萬，保障灘區(qū)群眾生命財產安全已成為黃河防汛工作面臨的新難題。

3.黃河下游斷流形勢日益嚴重

1972—1999年的28年中，黃河下游利津站發(fā)生斷流21年，累計斷流1050天，年均斷流50天。進入20世紀90年代更是年年斷流，且斷流時間一年比一年提前，斷流天數(shù)也持續(xù)增多。最為嚴重的1997年，利津站斷流226天，斷流河段上延至開封柳園口，長度704 km。日趨嚴重的黃河斷流嚴重影響下游沿河10余座城市、幾千個村莊居民生活生產用水，給經濟社會發(fā)展和人民生活帶來了極其嚴重的威脅。

4.新時期治黃工作的新目標和新理念

為緩解黃河水資源供需矛盾，國家從1999年起實行黃河水量統(tǒng)一調度。2001年水利部確立治黃新目標：堤防不決口，河道不斷流，水質不超標，河床不抬高。在此基礎上，黃委會進一步提出 “維持黃河健康生命”的治黃新理念，“河道不斷流、河床不抬高”的目標被提到了新的高度，成為“維持黃河健康生命”的標志性指標。

三、小浪底水利樞紐攔沙初期調度運用方式探索和實踐

新的治黃形勢要求小浪底水利樞紐承擔更加復雜和重要的任務。首先，供水運用目標增加了確保黃河下游不斷流的重任；其次，為沖刷下游河道、增加主槽過流能力、改善“二級懸河”不利態(tài)勢，實施調水調沙運用已刻不容緩。為適應新要求，需要在實踐中對小浪底水利樞紐調度運用方式進行新的探索和相應調整。其目標是在保證不降低水庫防洪、防凌設計標準的前提下，通過合理的洪水資源化，增加水庫調水調沙運用概率和可供水量，除害興利。

1.防洪調度運用方式探索和實踐

為緩解下游水資源供需矛盾，確保黃河不斷流，適當抬高前汛期限制水位，大幅度提高后汛期限制水位，實現(xiàn)洪水資源化。

2000—2001年，為實現(xiàn)黃河下游不斷流的目標，黃委會采取了壓減供水區(qū)用水量、挖掘小浪底水庫最低發(fā)電水位以下庫容和減少入海流量等一切可以利用的手段。按生活、工業(yè)生產和農業(yè)灌溉的順序逐級降低供水保證率，小浪底庫水位最低降至191.72 m；利津站日均流量低于30 m3/s的時間為44天，實測最小流量2.1 m3/s，幾近斷流?？梢妼崿F(xiàn)“黃河不斷流”目標的艱巨性和復雜性，必須采取其他有效措施增加下游地區(qū)可供水量。

多泥沙河流水庫汛期有防洪和減淤兩個限制水位，汛期限制水位取其中較低者。攔沙運用初期，小浪底水庫減淤限制水位低于防洪限制水位，水庫防洪庫容比設計防洪庫容大得多。因此，適當提高汛期限制水位不會降低水庫防洪設計標準。為兼顧小浪底水庫防洪、減淤和供水效益，同時確保下游不斷流，考慮水庫來沙主要集中于前汛期的特點，2002年經國家防總批準，確定小浪底水庫前汛期（7、8月）限制水位為225 m，后汛期（9、10月）限制水位為248 m。小浪底水庫歷年實際汛期限制水位與設計汛期限制水位比較見表2。

另外，為避免下游洪水漫灘，小浪底水利樞紐采用了調控中常洪水的防洪運用方式。按照設計，小浪底水庫不調控花園口10000 m3/s以下的中常洪水，但在2003年防洪運用過程中，為減小洪水漫灘損失，小浪底水庫按控制花園口不超過2700 m3/s方式運用，最大蓄洪量達71.5億m3?？紤]黃河下游灘區(qū)防洪現(xiàn)狀條件，總結2003年防洪運用經驗，2005年國家防總批準的 《黃河中下游近期洪水調度方案》（國汛〔2005〕11 號），對小浪底水庫設計防洪運用方式進行了調整，正式確定了小浪底水庫調控低含沙中常洪水的防洪運用方式。

表1 小浪底水庫2000—2009年實際入庫水沙量表

表2 小浪底水庫歷年實際汛期限制水位與設計比較表

2.防凌調度運用方式探索和實踐

鑒于小浪底水庫的巨大調節(jié)能力，可以快速精準調控下游河道流量過程，黃河下游防凌調度多實施小流量封河調度方案，2002—2003年度甚至啟用防凌風險調度預案，將下游封河前小浪底水庫下泄流量由500 m3/s減小到100 m3/s左右，利津實際封河流量僅32 m3/s。

3.調水調沙調度運用方式探索和實踐

根據(jù)設計，小浪底水庫調水調沙運用是在汛期結合小型天然洪水過程進行的。小浪底水庫抬高后汛期限制水位以后，受2003年秋汛影響，2004年上半年水庫蓄水較多。為在汛前將庫水位降至前汛期限制水位以下，小浪底水庫在6月結合防洪預泄進行了首次汛前調水調沙運用，在小浪底水庫實現(xiàn)了人工塑造異重流出庫和調整庫尾淤積形態(tài)兩項目標，取得了較好效果。2004年以后，每年都進行汛前調水調沙運用，對恢復黃河下游主槽過流能力發(fā)揮了重要作用。

2004年汛前調水調沙采用三庫聯(lián)調模式：小浪底水庫清水下泄沖刷下游河道，降低庫水位，當庫尾淤積三角洲的上平段完全出露時，三門峽水庫開始敞泄沖刷小浪底水庫庫尾泥沙，形成異重流；當三門峽水庫基本泄空時，萬家寨水庫下泄水流正好抵達三門峽水庫，沖刷三門峽水庫泥沙，接力沖刷小浪底水庫淤積泥沙，加大小浪底水庫異重流規(guī)模。三庫聯(lián)調模式擴展了黃河調水調沙調度空間，可有效減少三門峽和小浪底水庫泥沙淤積，改善小浪底水庫淤積形態(tài)。但由于萬家寨水庫水量少,距三門峽水庫距離較遠，三門峽水庫蓄水也僅有4億～5億m3，對三門峽和小浪底水庫泥沙的沖刷能力有限。今后位于黃河北干流的古賢水利樞紐建成后，將極大增加對三門峽和小浪底水庫淤積泥沙的沖刷能力。

4.供水、灌溉調度運用方式探索和實踐

為保證黃河下游不斷流，小浪底建管局顧全大局，不計發(fā)電損失，調整水庫運用方式，動用最低運用水位以下庫容供水，保證下游生活用水和河道不斷流。2000—2002年，小浪底水庫連續(xù)3年動用最低運用水位以下庫容供水，庫水位低于210 m的天數(shù)累計322天，最低降至191.72 m，保證了下游不斷流。

非汛期供水流量上限由800 m3/s增加到1500m3/s。2000—2003年上半年小浪底水庫蓄水較少，黃河下游旱情嚴重，按照設計上限流量800m3/s泄流，不能滿足下游灌溉和防斷流需求。根據(jù)實際情況，2001、2002年供水期，小浪底最大下泄流量達到1500 m3/s，之后多年在灌溉期下泄流量達到1000 m3/s以上，保證了灌溉供水，實現(xiàn)了不斷流目標。下游河道沒有發(fā)生“沖河南、淤山東”現(xiàn)象。下游河道沖刷條件的改變和調水調沙運用調節(jié)，使非汛期供水流量上限由800 m3/s增加到1500m3/s是可行的。

四、小浪底水利樞紐投運以來取得的重大成就

小浪底建管局高度重視樞紐運行安全管理，始終堅持社會效益優(yōu)先、電調服從水調的原則，嚴格執(zhí)行調度指令。通過不斷探索和實踐，調整后的小浪底水利樞紐運用方式更加適應黃河水沙條件的新變化和黃河治理開發(fā)的新要求，在確保黃河下游防洪、防凌安全的前提下，增加下游可供水量，實現(xiàn)河道不斷流，明顯改善河道水質和生態(tài)環(huán)境，延長了水庫使用壽命，下游主河槽最小過流能力增加了2100m3/s。小浪底水利樞紐取得了巨大社會、經濟效益。

1.防洪效益

小浪底水利樞紐投入運用后，增加了40.5億m3的防洪庫容，將黃河下游防洪標準由不足60年一遇提高到1000年一遇。

2003年8—10月，黃河中下游發(fā)生了歷史罕見的華西秋汛。三門峽斷面最大洪峰流量4500 m3/s，加上三花間來水，測算花園口斷面洪峰流量將超過6000 m3/s，黃河下游灘區(qū)340萬畝（22.67萬hm2）耕地將全部被淹沒，灘區(qū)181萬居民需要全部轉移。小浪底水利樞紐首次投入防洪運用，攔蓄洪水71.5億m3，將花園口斷面洪峰削減到2700m3/s以下，保證了下游防洪安全，直接經濟效益約110億元。

2005年9—10月，黃河中下游再次發(fā)生秋汛洪水。三門峽斷面洪峰流量4420 m3/s，推算花園口又將出現(xiàn)6000 m3/s以上洪峰。小浪底水庫再次攔蓄洪水25.75億m3，控制花園口洪峰流量不超過2740 m3/s，避免了黃河下游洪水漫灘，保證了下游灘區(qū)人民生命財產安全。

2.防凌效益

小浪底水利樞紐投入運用后，提供20億m3以上的防凌庫容，提高下游河道水流的溫度和流速，縮短河道封凍時間，并可精確控制下游流量，基本解除了下游凌汛威脅。

3.減淤效益

小浪底水利樞紐投運以來，累計攔截泥沙約25億m3；進行10次調水調沙運用，塑造協(xié)調水沙關系，將5.42億t泥沙沖入大海，其中沖刷下游河道泥沙2.85億t，黃河下游主河槽得到全面沖刷，主槽過流能力從2002年的不足1800m3/s增大至目前的3880m3/s，扭轉了黃河下游河床逐年淤積抬高的局面，改善了下游河道“二級懸河”河勢，緩解了黃河下游嚴峻的防洪形勢。

4.供水、灌溉效益

黃河是河南、山東最重要的水源，隨著流域經濟社會的發(fā)展，城市及工業(yè)用水急劇增加，水資源供需矛盾日益突出，黃河下游頻頻發(fā)生斷流，供水、灌溉保證率很低。

小浪底水利樞紐運用以來，截至2010年6月30日，累計向下游供水1717.86億m3，其中小浪底水庫調節(jié)補水量 392.86億 m3，年均37.5億 m3。小浪底水庫供水運用，結束了黃河斷流的歷史，提高了黃河下游供水、灌溉的保證率，促進了當?shù)亟洕l(fā)展，有效改善了黃河下游生態(tài)環(huán)境；河口生態(tài)也得到一定程度恢復，黃河濕地面積增加，昔日的鹽堿地變成了百鳥園；還5次向天津供水18.47億m3，3次向河北白洋淀供水3.57億m3。

5.發(fā)電效益

河南電網(wǎng)裝機以火電機組為主，水電機組容量所占比重較低。小浪底水電站投運后，發(fā)電機組承擔河南電網(wǎng)骨干調峰、調頻和事故備用任務，使河南電網(wǎng)供電質量顯著提高，為河南經濟社會高速發(fā)展和低碳經濟建設作出了較大貢獻。截至2010年6月30日，小浪底水電站累計發(fā)電447.68億 kWh，其中 2004—2009年連續(xù)6年發(fā)電量超50億kWh。

五、結 語

小浪底水利樞紐在治理開發(fā)黃河的總體布局中具有重要的戰(zhàn)略地位，是黃河下游防洪安全的重要保障，是下游地區(qū)經濟社會發(fā)展的基礎支撐，是惠及億萬群眾的民生工程。作為小浪底水利樞紐的運行管理單位，小浪底建管局以科學發(fā)展觀為指導，堅持公益效益優(yōu)先原則，顧全大局，積極支持水資源統(tǒng)一調度；確保樞紐安全運行，不斷深入探索適應水庫運行新形勢的科學調度運用方式，充分發(fā)揮樞紐綜合效益，讓小浪底水利樞紐為維持黃河健康生命、建設人水和諧水利事業(yè)作出更大貢獻。

[1]黃河水利委員會勘測規(guī)劃設計研究院.黃河小浪底水利樞紐初步設計報告[R].1988.

[2]黃河水利委員會勘測規(guī)劃設計研究院.小浪底水庫運用初期運行方式研究報告[R].1999.

[3]黃河水利委員會勘測規(guī)劃設計研究院，黃河防汛總指揮部辦公室，水利部小浪底水利樞紐建設管理局.小浪底水利樞紐攔沙初期運用調度規(guī)程[R].2004.

[4]水利部黃河水利委員會.人民治理黃河六十年[M].鄭州：黃河水利出版社，2006.

[5]黃河勘測規(guī)劃設計有限公司.小浪底水庫攔沙初期運用分析評估報告[R].2009.