大壩認(rèn)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(gè)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(shí)，她也時(shí)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(tái)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(jìn)河里。到了下游，黃河河道寬淺、流速減緩，進(jìn)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(yuǎn)高于堤外地面的“懸河”，同時(shí)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(huì)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
圖片來源：圖蟲創(chuàng)意
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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(cè)，傳說小浪底村也因“夜失丹陽”獲得大禹賜名的殊榮，被譽(yù)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)三十年代便被提出。當(dāng)時(shí)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(dāng)時(shí)戰(zhàn)亂頻繁，時(shí)局動(dòng)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(huì)二次會(huì)議上，時(shí)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(bào)告”，其中治理黃河水沙的一攬子工程項(xiàng)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(huì)地質(zhì)勘探隊(duì) 500 余人陸續(xù)進(jìn)駐小浪底，開始對(duì)黃河小浪底區(qū)域進(jìn)行長期詳細(xì)的勘察鉆探工作。隨后，黃河水利委員會(huì)地質(zhì)隊(duì)、山地隊(duì)、物探隊(duì)、測繪隊(duì)次第進(jìn)駐。黃河水利委員會(huì)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(jì)劃，確定“八五”期間開工修建。1994 年 9 月 12 日，時(shí)任國務(wù)院總理李鵬莊嚴(yán)宣布：“黃河小浪底水利樞紐工程開工！”小浪底工程進(jìn)入了長達(dá)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(tái)機(jī)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(yàn)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(shí)行了項(xiàng)目法人責(zé)任制、招標(biāo)投標(biāo)制、建設(shè)監(jiān)理制和合同管理制，4 個(gè)國家的 14 個(gè)公司和建設(shè)單位組成的 3 個(gè)國際聯(lián)營體中標(biāo)承建大壩工程、泄洪系統(tǒng)工程和引水發(fā)電系統(tǒng)三個(gè)土建工程，引入了國外的資金、技術(shù)、人才和先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)，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(jì)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(yùn)用要求嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn)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
圖片來源：圖蟲創(chuàng)意
小浪底工程的調(diào)水調(diào)沙實(shí)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(huì)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(huì)組織黃河水科院、設(shè)計(jì)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(yàn)論證研究制定出了一整套治黃實(shí)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(hào)斷面洪水流量在1000 立方米每秒時(shí)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(dòng)，從“潛入點(diǎn)”開始，庫水變成上清下渾，渾水在水體中間流動(dòng)）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(huì)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(bào)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(shí)細(xì)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(yàn)證黃河下游主槽實(shí)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(dá)到4800立方米每秒，但下游全程沒有一處漫灘。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(dá)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(jí)旅游景區(qū)，河南省十大旅游熱點(diǎn)景區(qū)，更被譽(yù)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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