1、三门峡水库建设运用及库区冲淤概况

　　三门峡水库兴建于1957年4月， 1960年9月从大坝基本建成并开始蓄水至1962年3月，采用“蓄水拦沙”运用，库区产生大量的集中淤积。1962年4月改为“滞洪排沙”运用，汛期闸门全面敞开，只保留防御特大洪水的任务，由于泄水孔位置较高，在高程315m水位时只能下泄3 084 m3/s的流量，入库泥沙仍有60%淤在库内，1965～1968年对枢纽实施了第一次改建，在枢纽的左岸增加两条泄流排沙隧洞，将原建的5～8号发电钢管改为泄流排沙钢管(即“ 两洞四管”)，枢纽的泄洪排沙能力(315m)由3 084m3/s增加到6 102m3/s，水库的排沙比增至80%，潼关以下库区已由淤积转为冲刷，但潼关以上库区仍继续淤积。为进一步解决库区淤积，充分发挥枢纽综合效益，1969年12月 开始至1973年对枢纽进行了第二次改建，挖开1～8号施工导流底孔，1～5号机组进水口高程由300 m 降到287 m，使库水位在315m的泄流能力由6 102m3/s增加到9 059m3/s，此后，1990年打开9、10号底孔，1999、2000年又分别打开了11、12号底孔，使得坝前水位315m时泄流能力增加到9 701m3/s。自1973年11月以来一直采取 “蓄清排浑”的运用方式，利用非汛期相对含沙量小的清水时段蓄水兴利，汛期含沙量高时排沙，不仅对水量进行调节，而且可以调节泥沙，一般水沙年份水库可以达到冲淤平衡，保持长久有效库容。在汛期运用的主要任务是防洪、减淤，平水期径流发电，汛限水位为305～300m，汛期的平均水位为303.27～304.41m，回水末端大约位于黄淤17断面附近; 非汛期运用的主要任务是防凌、灌溉兼顾发电，防凌运用最高水位不超过326m，春灌蓄水运用最高水位不超过324m，非汛期平均水位为317.59～320.45m，回水末端大约位于黄淤31断面附近。

　　1960～2002年全库区淤积量达73.3亿m3。其中1960～1964年的全库区淤积量为45.91亿m3，潼关以下淤积37.22亿m3，占81.1%，小北干流淤积6.51亿m3，占14.2%;渭河淤积1.69亿m3，占3.7%;北洛河淤积0.48亿m3。1965～1973年全库区淤积11.87亿m3，潼关以下冲刷9.21亿m3，占77.6%;小北干流淤积12.03亿m3，占101.1%;渭河淤积8.25亿m3，占69.51%;北洛河淤积0.8亿m3。1974～2002年全库区淤积15.52亿m3 ，潼关以下淤积3.44亿m3，占22.2%，小北干流淤积6.91亿m3，占44.5%，渭河淤积3.44亿m3，占22.2%，北洛河淤积1.74亿m3，占11.2%。

　　2、三门峡水库运用对黄河小北干流的影响

　　2.1对河道冲淤的影响

　　历史上，黄河小北干流即为堆积性河道，三门峡建库前，该河段淤积量在0.5～1.5亿t之间，自三门峡水库1960年9月建成运用至2003年10月，该河段共淤积泥沙25.134亿m3，年均淤积约0.59亿m3，且淤积还在不断发展。其中1960年9月～1973年10月，淤积主要集中在黄淤45～50断面，其淤积量占整个河段淤积量的36.3%，主要是受三门峡水库的影响;1973年10月～1986年10月，冲淤基本平衡;1986年10月～2003年10月，淤积主要集中在黄淤59～68断面，其淤积量占整个河段淤积量的48.7%，主要是受来水来沙条件的影响。

　　1960年9月至1962年3月，三门峡水库开始蓄水并实行“蓄水拦沙”运用，1961年6月9日坝前最高水位达332.58m，回水末端直接进入潼关以上库区，1961年10月下旬，当库水位332.5m，黄河干流流量2000m3/s，渭河流量2700m3/s时，造成回水顶托，渭河口形成“拦门沙”，导致潼关高程淤积抬高，库区产生大量的集中淤积，一年多的时间，黄河小北干流淤积泥沙3.274亿m3。

　　1962年4月—1973年10月，水库由“蓄水拦沙”改为“滞洪排沙”运用，在此期间，虽对水库枢纽泄流建筑物进行了两次大改建，但由于前期淤积太多，受水库淤积上延影响，而此期间又发生了1964年、1966年、1967年、1970年等几个丰水丰沙年份，加上刘家峡水库1968年10月投入运用后，改变了进入黄河小北干流水量的年内分配过程，使汛期水量减少，含沙量增加，这一时期黄河小北干流共淤积泥沙 15.268亿m3。

　　1973年10月以来，三门峡水库吸取“蓄水拦沙”和“滞洪排沙”运用的经验和教训，采用“蓄清排浑”控制运用方式以及有利的来水来沙条件，至1986年10月，该河段淤积泥沙0.093亿m3，冲淤基本平衡。

　　1986年10月以后，黄河上游龙羊峡水库投入运用，龙羊峡、刘家峡两库联合运用，改变了黄河小北干流来水的年内分配过程，汛期来水量显著减少，非汛期水量变化不大，导致其淤积量明显增加。1986年10月—2003年10月，黄河小北干流共淤积泥沙6.499亿m3，年平均淤积量为0.38亿m3。

　　2.2对潼关高程的影响

　　潼关位于黄河、渭河、北洛河汇流区的下游，距三门峡水库大坝113.5km。潼关河段为沙质河床，易冲易淤，河道比降2 左右。潼关断面狭窄，对黄河小北干流和渭河下游起着局部侵蚀基准面的作用。潼关河段的冲淤变化取决于水库运用水位和来水来沙条件，水库运用对潼关高程的影响初期主要表现在坝前运用水位的影响，后期主要表现在受来水来沙和水库运用的共同影响。近年来，随着三门峡水库运用水位的改善，非汛期的淤积部位下移，对潼关河段冲淤影响减小，潼关高程的冲淤变化主要取决于水沙条件，具有汛期冲刷、非汛期淤积，洪水冲刷、小水回淤的特点。非汛期的淤积主要与来水来沙条件、前期河床条件及三门峡水库的运用水位等有关;汛期的冲刷主要取决于流量含沙量过程、洪量、洪水来源，以及前期淤积条件、平面河势等。1929年至1960年三门峡水库运用前潼关高程累计升高2.12m，年均升高0.0662m。1960年10月至2005年10月三门峡水库运用后潼关高程累计升高4.31m，年均升高0.0937m，其大致经历了上升—下降—基本稳定—逐渐抬升四个阶段。

　　从1960年9月～1969年汛末，潼关高程由323.4m上升到328.65m，抬高了5.25m，这主要与坝前高水位运用直接相关。因水库运用初期采用“蓄水拦沙”运用方式，运用水位较高，最高蓄水位达到了332.58m，潼关正处在水库回水末端，直接受回水淤积影响，导致潼关水位急剧上升。改变运用方式后，虽然运用水位有所降低，但由于泄流规模不足，汛期坝前壅水，水位仍较高，平均达到312.68m，尽管汛期来水量较丰，年均为280亿m3，仍导致潼关水位持续上升。

　　从1969年汛末到1973年汛末，随着改建工程投入运行，泄流能力大为增加，库区发生了明显冲刷，潼关高程由328.65m下降到326.64m，下降2.01m。这个时期汛期来水量145亿m3，来沙量11亿t，含沙量达77kg/m3，水沙条件并不好，但这一时期采用敞泄运用，汛期坝前维持低水位，平均水位为298.9m，为潼关高程的下降创造了条件。

　　从1973年汛末至1985年 汛末，由于水库采用“蓄清排浑”运用，潼关高程处于基本平衡状态，期间随着来水的丰枯潼关高程也有升有降，汛末水位在326.64m～327.62m之间约1m的范围内波动。

　　从1985年汛末至今，水库尽管仍然采用“蓄清排浑”运用，但由于这一时期是连续枯水年，潼关高程进入了持续抬升阶段，至1995年汛后累计上升1.64m。1996年潼关河段清淤工程实施以来至2001年，潼关高程相对稳定在328.2m左右。2002年6月曾达历史最高329.14m。经过2003年洪水持续冲刷，汛末降到327.94m。2004年汛后为327.98m，2005年汛后327.75m。这期间汛期平均运用水位比1969～1973年的298.9m有明显抬高，稳定在303m到305 m，但汛期来水颇丰的1981～1985年期间，潼关高程下降，而来水偏枯的1977～1980及1986年以后的连续枯水年，潼关高程不断升高。由此可见，自1974年以来，潼关高程的变化主要受来水来沙影响，而与水库运用关系不明显。

　　2.3对防洪的影响

　　自三门峡水库1960年9月建成运用至2005年10月，黄河小北干流河段共淤积泥沙25.85亿m3，加之近年来潼关高程仍居高不下，使河床不断淤积抬高，主河槽萎缩，河道更为宽浅散乱，过洪能力降低，滩槽高差减小，平滩流量下降，洪水下泄不畅，洪水坦化严重，洪水位不断升高，洪水削峰率增大，洪水传播时间加长，洪水漫滩机率增加，工程防御标准降低，工程临背差加大，河势游荡加剧，冲滩塌岸严重，小水大险时有发生，洪涝灾害加重。如1994年8月黄河龙门站10600 m3/s的洪水与1988年龙门站10200 m3/s的洪水基本相近，但右岸桥南、榆林、新兴、华原、牛毛湾等工程的相应洪水位却分别抬高0.77 m、1.07 m、0.47m、0.86m、0.59m。据有关资料分析，1964～1986年小北干流河段多年平均平滩流量为6000～9000m3/s。2005年汛后，小北干流河段的平滩流量大部分在2600～3500m3/s，一些河段达4000m3/s左右，但个别河段仅2000m3/s左右。

　　小浪底水库建成运用后，相应减轻了三门峡水库的防洪负担，使三门峡水库对“下大洪水”的运用几率由十年一遇减少到百年一遇，千年一遇蓄洪量由34.75亿m3减少到16.87亿m3，万年一遇蓄洪量由48.24亿m3减少到30亿m3。但三门峡库区335 m高程以下仍属正常防洪库容，按照小浪底水库设计要求，只有当小浪底、三门峡、故县、陆浑四库联合调度时，黄河下游才能达到千年一遇防洪标准。在小浪底水库运用初期，三门峡以上发生百年一遇洪水，三门峡防洪运用水位将达到325.42 m，千年一遇洪水将达到330.69 m ，超过323 m 和330 m 的时间分别达到84小时和68小时。同时，当预报花园口站将出现22000 m3/s的洪水时，三门峡水库还将关闸蓄水高水位运用，335 m高程以下库区将被全部淹没，其中仍居住着10多万返库移民。在这种情况下，如黄河龙门以上或渭河、北洛河再发生较大洪水，防洪压力更大，库区的人员撤离安置、工程抢险、抗洪救灾等任务都十分艰巨，严重威胁库区人民生命财产安全，直接影响社会稳定，经济损失巨大。

　　2.4对防凌的影响

　　三门峡水库的修建运用对库区防凌带来了一些不利影响，使大坝以上原先的河道变成了水库，水面比降变小，库区水面大，流速减小，容易结冰封冻，使原来不封冻的河段变为封冻段，增加了库区的封河长度，容易造成库尾段凌汛灾害，加重了大坝以上河段的防凌负担。如1996年1月，由于三门峡水库坝前出现封河，不断向上延伸，1月18日，封河发展到黄河小北干流潼关河段，并出现冰塞壅水，1月20日2时30分，潼关站水位达329.90m(为1973年以来该站非汛期水位最高值)，23日封河发展到雨林工程下段上首，牛毛湾上段长2公里的工程，冰面与坝面基本平齐，连接牛毛湾与雨林工程的生产堤决口20余米，淹没滩地20000余亩，26日封河发展到雨林工程以上，使雨林工程到牛毛湾工程约7公里长的河段全部封死，水流下泄不畅，水位在该河段壅高1.5m以上，六机队东北侧生产堤决口10处。27日14时，水流冲毁大荔—雨林主干道长100m，造成交通中断。28日雨林乡1、2、3村，驻渭部队雨林基地，5、6机队、农科所被洪水围困，并使河道工程不断出险，水毁严重。这次凌汛封河，河道流量之小(潼关封河流量仅180m3/s)、水位之高、冰情之重，灾害之大，为历史所罕见的。造成黄河小北干流右岸受灾面积达17万多亩(其中严重受灾面积15万亩)，210户移民的813间1.5万m2庵棚房屋倒塌，1.3万人受灾，直接经济损失达2亿多元。左岸淹没滩地8万亩，冲毁房屋500余间，各类桥涵及水工建筑物23座，变压器30台，直接经济损失达4522.5万元。

　　3、 改善三门峡水库运用方式，加强黄河小北干流治理的对策和措施

　　黄河小北干流的主要问题在于水少、沙多、水沙不协调，近年来表现更为突出，加之三门峡水库运用的影响，使河道淤积日益严重，从而导致一系列问题。因此，关键在于增水减沙，调水调沙，协调水沙关系。要坚持科学的发展观，实行预防为主，保护为先，统筹兼顾，标本兼治，综合治理，采取“保(水土保持)、节(水)、拦、排、调、放、挖”等综合措施，统筹协调黄河水沙关系，强化工程、法律、行政、政策、经济、技术等手段，加强河道综合治理，大力开展黄河小北干流引洪放淤，进一步改建三门峡枢纽，增大泄流排沙能力，合理调整三门峡水库的运用方式，加大黄土高原水土保持工作力度，大力实行开源节流，合理配置、高效利用、节约保护水资源，加快南水北调工程建设，尽快实施引水济渭工程，建立完善黄河干支流水沙调控体系，加强水库群的联合优化调度，相机进行调水调沙，有效治理黄河泥沙，促使水沙平衡，尽快降低潼关高程，维持黄河健康生命，保持社会、经济、环境的可持续发展，使人与自然和谐共处。

　　3.1改善三门峡水库运用方式

　　随着小浪底水库的建成运用，使重新研究在新形势下三门峡水库的任务、运用及进一步改建有了可能。因此，应从维护河流健康，实现人水和谐的高度，加强对小浪底、三门峡、万家寨等水库的联合运用，三门峡水库的任务、运用和进一步改建，潼关高程等问题的研究，优化水库防洪、防凌调度运用方案，减少库区淤积和灾害损失，充分发挥水库的经济、社会和生态效益。

　　3.1.1非汛期运用

　　自1986年以来，水库平均最高防凌水位322.59m，平均最高春灌水位322.59m，最高水位324.11m，每年水位超过320m的时间达54天，回水已超过了潼关。因此，在小浪底水库建成运用后，为了改善三门峡水库区的冲淤状况，使非汛期淤积的泥沙主要分布在大禹渡以下，淤积末端控制在 以下，且不影响潼关高程，尽量使枢纽多发电，建议每年非汛期的11月至次年的6月20日控制水库运用水位312m(非汛期控制水位在312m以下与全年敞泄相比对降低潼关高程的作用接近)，6月21日至6月30日库水位逐渐降至305 m。

　　3.1.2汛期运用

　　小浪底水库的建成运用后，三门峡水库的防洪运用允许最高水位仍为335 m，汛期平水期水位控制在305-300 m。当三门峡以上发生洪水时，敞开闸门泄洪。当预报花园口可能出现22000秒立米流量以上洪水时，关门拦洪，增建泄水建筑物原则上应提前关闭。

　　汛期实行“洪水排沙、平水发电”运用，当潼关流量小于1500m3/s时，库区冲刷量和冲刷强度均较小，水库按运用水位不超过305m进行发电;当潼关流量大于1500m3/s，库区冲刷量和冲刷强度均较大，实施敞泄排沙，水库排沙水位宜控制在292～295m，并使北村断面1000m3/s流量相应水位不超过310m。

　　进入每年汛期的9、10月份，入库沙量较少，即使控制库水位高于305m，大禹渡河段仍处于冲刷状态。因此，为了充分发挥水库的效益，建议9、10月份水库运用水位可根据当年实际适当提高，水库控制指标是以不影响大禹渡附近河段的冲刷为前提。

　　3.2采取有效措施，降低潼关高程

　　潼关高程的升降直接关系到黄河小北干流河段的冲淤。因此，应采取有效措施，降低潼关高程，要合理运用三门峡水库，在黄河潼关至 河段继续实施射流清淤，加强黄河小北干流和渭河、洛河的综合治理，尽快实施建设黄河干流古贤、碛口水库和泾河东庄水库、南水北调和渭河引江济渭等工程，对水沙进行跨时空调节，协调水沙关系，同时，要加大水土保持工作力度，减少入河泥沙，以有效降低潼关高程。

　　桃汛洪水对降低潼关高程具有一定作用，它是宁蒙河道解冻开河形成的较大洪峰，到潼关河段一般出现在3～4月份，洪峰流量一般在2000～3100m3/s，平均洪量约13亿m3, 1987～1998年在自然情况下，桃汛洪水使潼关高程平均冲刷下降约0.19m。但自1998年万家寨水库运用以来，桃汛期蓄水削减洪峰，减小了进入潼关站的洪峰和洪量，桃汛期潼关高程由此前的冲刷下降转变为基本不冲或微淤。据分析，潼关高程的降低与桃汛洪峰、洪量以及三门峡坝前水位等有密切关系。因此，在保证防凌安全的前提下，可通过适当调整万家寨、三门峡水库运用方式，优化桃汛期洪水过程，塑造协调的出库水沙关系、恢复潼关的桃汛洪水过程，增加小北干流河道的冲刷，提高河道排洪能力，增大平滩流量，降低潼关高程。2006年以来，已连续两年进行了利用优化桃汛洪水冲刷降低潼关高程试验，达到了预期目的，取得了明显成效，黄河小北干流河段基本实现全程冲刷，改善了万家寨和三门峡水库淤积形态，2006年和2007 年的试验，分别使潼关高程冲刷下降0.20m、0.05m，今后应继续进行试验，在试验成功的基础上逐步转为生产运行。

　　3.3完善水沙调控体系，加强调水调沙

　　近年来，河道淤积不断加剧，主要是由于黄河来水来沙逐年减少，大流量出现机遇显著减少，小流量出现机遇明显增加，水沙条件更为不利。因此，要统筹协调、科学配置黄河流域干支流的水沙资源，认真搞好水沙调控工程体系的总体规划, 并结合“拦、排、放、挖”等措施，尽快兴建大柳树、古贤、碛口、东庄等水库，加快南水北调等工程的建设，建立完善以龙羊峡、刘家峡、黑山峡、大柳树、碛口、古贤、三门峡和小浪底等骨干水利枢纽工程为主体的黄河干支流水沙调控工程体系，探索流域化、生态化的水库调度运用方式，强化水沙一体化管理，实行全河群库联合统一调度和水沙的跨时空调节，有效控制黄河大洪水、合理利用黄河中常洪水，相机塑造黄河人工洪水，改善水沙条件，协调水沙关系，减少河道淤积，防止河道萎缩，提高河道输沙排洪能力，维护黄河健康生命，实现人水和谐。

　　3.4切实做好黄河小北干流放淤工作

　　黄河小北干流两岸滩区宽阔，滩地面积为682km2，滩区多为沙荒盐碱地，是天然的沉滞沙场所，可以堆放泥沙100亿t，具有引洪放淤的良好条件，开展小北干流放淤，对改良滩地，发展生产、降低潼关高程、减少河道淤积、延长三门峡和小浪底水库的使用寿命等都具有十分重要的意义，小北干流放淤要在搞好试验和规划的基础上逐步推广，可先进行无坝放淤，而后在黄河北干流建设以放淤为主要目的的水利枢纽，通过水库的水沙调控进一步扩大放淤区域和提高放淤效率。放淤主要利用弯道水力学、缓流分选泥沙水力学等原理，通过设置引洪放淤闸、弯道溢流堰、淤区格堤、退水闸等工程，以洪量、历时、含沙量、泥沙级配、洪峰流量等作为主要调度指标，靠水流自然力量，人为控制泥沙的颗粒级配，对泥沙进行分选，达到“淤粗排细”的目的。近年来，已在黄河小北干流连伯滩进行了多次放淤试验，应在认真总结经验教训的基础上，进一步探索粗泥沙的运动规律，抓紧编制报批放淤规划，使其尽快付诸大规模的实施。同时，要充分利用拖淤清淤等机械设备，结合放淤，大力开展河道拖淤清淤，淤填低洼滩地，减少河道淤积。

　　3.5加强黄河小北干流及黄渭洛河汇流区的综合治理

　　黄河小北干流全长132.5 km，由于工程布设长度不足，未形成整体防御能力，尚不能有效的控制河势，主流游荡摆动不定，塌滩塌岸时有发生，洪水泥沙等灾害仍很严重。因此，要以防洪保安、控制河势、减少淤积、改善环境、净化水质、防止断流、稳定滩岸为目标，坚持全面规划，统筹兼顾，统一治理，标本兼治，除害与兴利相结合，治理与开发并举的原则，认真搞好综合治理规划，加快河道治理步伐，进一步控导理顺河势，维持中水基本流路，冲滩刷槽，塑造相对稳定的微湾式窄深河槽，改善河道形态，提高过洪排沙能力，减少各种灾害损失，实现人水和谐，协调水沙关系，维护河流健康，促进社会经济环境协调发展。

　　黄渭洛河汇流区的治理主要是理顺河势，控制黄河干流西倒夺渭。由于汇流区河段黄河主流西倒，致使渭河口不断上提，特别是近十年来，汇流区泥沙淤积更加严重，河床坦化，河势进一步恶化，从而减弱了黄河洪水和渭河洪水对潼关河床的冲刷作用，对降低潼关高程极为不利。因此，应在汇流区加强工程统一规划，统一治理，合理布设工程，有效控制黄河主流，防止黄河继续西倒，并使渭河口入黄控制在港口附近，进一步理顺河势，改善该段黄河的曲率半径，增大河道动力比降，也使渭河侵蚀基准面下降，渭河尾闾河段比降增大，渭河出口顺畅，受黄河顶托程度减小，主槽过洪能力增加，有利于降低潼关高程。

　　3.6加强水土保持，根治黄河泥沙

　　黄河复杂难治的主要症结在泥沙，泥沙的主要来源在黄土高原，特别是黄河中游的多沙粗沙区，其面积仅为7.86万km2，占黄土高原地区水土流失面积的17%，但年输沙量却占全河的63%，粗沙量占全河粗沙总量的73%，是黄河泥沙和高含沙洪水的主要来源区，造成黄河小北干流和下游河道不断淤积抬高。因此，要从建设生态文明，维护河流健康，促进人与自然和谐发展的高度，认真搞好黄河流域的水土保持规划，严格审批黄河流域开发建设项目的水土保持方案，全面实行环境影响评价制度，坚持预防为主，保护优先，因地制宜，统筹兼顾，综合治理，突出重点的原则，以黄河多沙粗沙区为重点，以支流为骨架，以小流域为单元，以治沟骨干工程为主体，山水田林路统一规划，综合治理开发，构建完善坡面综合治理、沟道拦沙、综合防治示范等水土保持工程体系、政策法规体系、多元化的投入保障体系、科研监测和技术推广体系、预防监督保护体系、组织管理体系，坚持植物措施、工程措施和农业耕作措施并举，生态效益、经济效益和社会效益相结合，利用法律、行政、政策、经济、技术等有效手段，建立生态修复的长效机制，充分利用生态系统的自我修复能力，加快林草植被恢复和生态系统的改善，实行退耕还林还草，封山育林、封坡禁牧，对严重流失区实行农林牧并举，工程与林草协调，治坡与治沟并举，促进陡坡退耕，大力造林种草，高塬沟壑区实行保塬固沟，丘陵沟壑区应在坡耕地修梯田，荒坡种林草，沟底修谷坊、淤地坝，丘陵区应修坝和梯田、引洪漫地。对于局部流失区应以林牧为主，在保护好现有林草植被的基础上，进行综合防治。风沙区与干旱草原区风蚀严重，要实行防风固沙。采取户包、租赁、股份合作、拍卖"四荒"的使用权等多种形式。建立中央、地方、群众、社会等多渠道的投入机制。扩大开放，引进外资，实行谁受益，谁投入，谁破坏，谁治理，责、权、利相结合，通过机制创新和科技创新，实现由传统水土保持向现代化水土保持转变，调整产业结构，合理开发利用水土资源，依法防治水土流失;增强滚动发展能力。以改善群众生产生活条件，发展区域经济，减少入黄泥沙为目标，建设黄土高原地区生态屏障，构建良好的黄河生态系统，改善生态环境，保持生态平衡，实现流域人口、资源、环境的可持续发展。