大壩認知 | 小浪底：平湖出激浪，千里無漫灘
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說到黃河上的調(diào)水調(diào)沙，不得不提到小浪底水庫；而要了解小浪底水庫，首先要了解黃河。
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性情多變的母親河
黃河是僅次于長江的中國第二大河，全長5464千米，流域面積75萬多平方千米。它發(fā)源于青藏高原巴顏喀拉山北麓海拔4500米的約古宗列盆地，流經(jīng)青海、四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、山西、陜西、河南、山東九個省、自治區(qū)，最后注入渤海。黃河一路走來，孕育了悠久燦爛的區(qū)域民族文化，是華夏民族的發(fā)祥地。不過，黃河的性格是多變的，在養(yǎng)育中華兒女的同時，她也時常肆意改道、決口，吞噬村莊，淹沒莊稼。
黃河干流主要水利樞紐分布
資料提供/藺生睿 繪圖/李雨瀟
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黃河的中游為黃土臺塬區(qū)，因長期干旱，地表植被稀疏，抗雨水侵蝕能力差。夏季暴雨洪水沖刷，將大量裸露的表層黃土裹夾進河里。到了下游，黃河河道寬淺、流速減緩，進而導(dǎo)致水流挾沙能力減低，部分粗顆粒泥沙沉淀下來，造成河道逐年淤積，形成了河床遠高于堤外地面的“懸河”，同時由于河床乃至大部分堤防由松軟的泥沙構(gòu)成，難以約束兇猛咆哮的洪水，導(dǎo)致歷史上的黃河下游決口、改道頻仍，每次決口都會造成“水漫金山、赤地千里”的曠世災(zāi)難。
穿越黃土高原的黃河
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上古大禹治水，劈三門，疏河道，引水東流入海。大禹因此被載入史冊，傳說小浪底村也因“夜失丹陽”獲得大禹賜名的殊榮，被譽為舍小家顧大家之典范。但幾千年過去了，黃河依舊水患頻出。歷代治水名家一直在努力，但是收效甚微。新中國成立以來，為了根治歷史上黃河下游頻繁決口的這一“痼疾”，不但加高加寬了黃河大堤，也先后建成了龍羊峽、劉家峽、萬家寨、三門峽等大型水庫。2001年建成的小浪底水庫更是把黃河下游防洪標準提高到了千年一遇。
泄洪中的小浪底水利樞紐工程
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小浪底工程的前世與今生
小浪底水庫的構(gòu)想早在二十世紀三十年代便被提出。當時有水利專家提出在黃河上修建大壩來為黃河蛟龍戴上鎖鏈，其中三處壩址是三門峽、大龍門和小浪底。但因當時戰(zhàn)亂頻繁，時局動蕩，這種構(gòu)想只能是空想。
新中國成立后，在1955 年 7 月召開的第一屆全國人民大表大會二次會議上，時任國務(wù)院副總理鄧子恢作了“關(guān)于根治黃河水害和開發(fā)黃河水利的綜合規(guī)劃的報告”，其中治理黃河水沙的一攬子工程項目中就包括三門峽水利工程和小浪底水利樞紐工程。
“萬里黃河第一壩”三門峽工程
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1957 年 4 月13 日，三門峽水利樞紐工程開工興建。它是在黃河干流上興建的第一座以防洪為主、綜合利用的大型水利樞紐工程。1960 年 9 月，工程基本完工。但是伊洛河、沁河等黃河支流的防洪問題依舊沒有解決。小浪底水利樞紐工程的建設(shè)迫在眉睫。
1954 年秋，黃河水利委員會地質(zhì)勘探隊 500 余人陸續(xù)進駐小浪底，開始對黃河小浪底區(qū)域進行長期詳細的勘察鉆探工作。隨后，黃河水利委員會地質(zhì)隊、山地隊、物探隊、測繪隊次第進駐。黃河水利委員會寶山水文站也搬遷至小浪底村，旨在掌握黃河小浪底的第一手水文資料。1991 年 4 月 9 日，小浪底水利樞紐工程正式列入國家計劃，確定“八五”期間開工修建。1994 年 9 月 12 日，時任國務(wù)院總理李鵬莊嚴宣布：“黃河小浪底水利樞紐工程開工！”小浪底工程進入了長達11年的建設(shè)期。其后的1997年 10 月 28 日，黃河截流成功；2000 年 1 月 9 日，首臺機組發(fā)電；2001年12月，工程全部竣工。2007 年 4 月 7 日，小浪底水利樞紐工程順利通過國家的全面竣工驗收。
小浪底水庫俯瞰
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小浪底工程與國際慣例接軌，全面實行了項目法人責(zé)任制、招標投標制、建設(shè)監(jiān)理制和合同管理制，4 個國家的 14 個公司和建設(shè)單位組成的 3 個國際聯(lián)營體中標承建大壩工程、泄洪系統(tǒng)工程和引水發(fā)電系統(tǒng)三個土建工程，引入了國外的資金、技術(shù)、人才和先進的管理經(jīng)驗，形成了具有中國特色的國際工程管理模式。
小浪底工程攔河大壩采用斜心墻堆石壩，設(shè)計最大壩高 154 米，壩頂長度為 1667 米，壩頂寬度 15 米，壩底最大寬度 864 米。壩體啟、填筑量 51.85 萬立方米、基礎(chǔ)混凝土防滲墻厚1.2米、深 80 米。其填筑量和混凝土防滲墻均為國內(nèi)之最。小浪底水利樞紐戰(zhàn)略地位重要，工程規(guī)模宏大，地質(zhì)條件復(fù)雜，水沙條件特殊，運用要求嚴格，被中外水利專家稱為世界上最復(fù)雜的水利工程之一。
小浪底水庫的斜心墻堆石壩模型
攝影 王立力/Fotoe
小浪底水庫兩岸分別為秦嶺山系的崤山、韶山和邙山；中條山系、太行山系的王屋山。它的建成可有效地控制黃河洪水，可使黃河下游花園口的防洪標準由六十年一遇提高到千年一遇，基本解除黃河下游凌汛的威脅，減緩下游河道的淤積，小浪底水庫還可以長期有效庫容調(diào)節(jié)非汛期徑流，增加水量用于城市及工業(yè)供水、灌溉和發(fā)電。它處在承上啟下控制下游水沙的關(guān)鍵部位，控制黃河輸沙量的100%。
太行山脈秋意正濃
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小浪底工程的調(diào)水調(diào)沙實踐
為了確保小浪底水庫有更多的防洪庫容，每年汛前，“黃河防總”會下令水庫提前排放大量前期蓄滯的庫水。
為了使這些排出的水流能發(fā)揮更大的作用，黃河水利委員會組織黃河水科院、設(shè)計院、河務(wù)局、水文局等有關(guān)部門的專家，經(jīng)過黃河模型的試驗論證研究制定出了一整套治黃實踐方案，名曰：調(diào)水調(diào)沙。意在利用有限的水資源，把三門峽水庫淤積的泥沙盡可能地輸送到渤海。
自2002年6月開始，在三門峽水庫上游沖沙擾沙（意在降低“潼關(guān)高程”——指黃河潼關(guān)水文站6號斷面洪水流量在1000 立方米每秒時的相應(yīng)水位，其變化揭示渭河下游河道淤積狀況），經(jīng)三門峽水庫排沙洞排出，利用小浪底水庫“異重流”（不同比重的水體，在基本恒定均勻的流體里分層流動，從“潛入點”開始，庫水變成上清下渾，渾水在水體中間流動）原理，排出小浪底水庫。
異重流示意圖
圖片來源：黃河水利委員會水文水資源局
2018至2021年，黃河決策者采用汛前騰空小浪底水庫的大膽嘗試（前提是確保汛后有足夠的水量，提供水庫抗旱防下游斷流的功能，這需要精確的中長期預(yù)報做支持），利用萬家寨、三門峽水庫聯(lián)合調(diào)度和中游產(chǎn)生的洪水，沖刷三門峽水庫和小浪底水庫前期淤積的泥沙。這期間，筆者均在小浪底水文站，親眼目睹了水文站監(jiān)測到的最大含沙量，從2017年的不足2千克每立方米逐年提高到2021年的378千克每立方米，水庫沖刷效果非常明顯。
小浪底水庫調(diào)水調(diào)沙，庫區(qū)水位下降時細流形成的圖案
圖片來源：圖蟲創(chuàng)意
為了防止排出的泥沙淤積在下游河道里，后期還要利用三門峽、小浪底、陸渾、故縣四座水庫聯(lián)合調(diào)度，輸出大量清水沖刷下游河道，保證下游河道的行洪能力。2020年6月28日，黃河防總為驗證黃河下游主槽實際過水能力，將小浪底水庫最大下泄流量調(diào)整到5680立方米每秒，7月1日，下游艾山卡口的流量達到4800立方米每秒，但下游全程沒有一處漫灘。
據(jù)統(tǒng)計，截至2020年汛前，經(jīng)過近20年的調(diào)水調(diào)沙，黃河下游河底平均沖刷深度達到1-2米，增加主河槽過水能力200立方米每秒左右。這樣的成績是可喜的。
小浪底水庫，漁舟唱晚
圖片來源：圖蟲創(chuàng)意
近二十年過去了，小浪底水利樞紐除了發(fā)揮防洪、防凌、減淤、供水、灌溉和發(fā)電等作用外，庫區(qū)也已經(jīng)打造成了風(fēng)景秀麗、文化厚重的國家 4A級旅游景區(qū)，河南省十大旅游熱點景區(qū)，更被譽為“北方小千島湖”。國內(nèi)外游客得以飽覽小浪底水利樞紐工程帶來的視覺盛宴。
來源：三峽小微
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