三門峽水庫建成62年,庫區淤沙63億立方米,影響究竟有多大?

2022年09月13日15:18:03 熱門 1910

三門峽水庫是我國在黃河建成的第一座大型水庫,也是治理黃河泥沙的骨幹水庫。投入運用以來,三門峽水庫先後經歷了蓄水攔沙、滯洪排沙、蓄清排渾等多個階段,目前仍在優化當中。

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三門峽水庫的治沙模式頻繁變動,根源還是在黃河中游的“水沙關係”上。在治沙的同時,三門峽水庫也發揮了顯著的效益,一是為小浪底水庫提供排沙水量,二是能聯合應對黃河洪水,輔助滯洪削峰,有助於保障黃河下游安全度汛。

三門峽水庫:“魚庫”資源為何會受限?

三門峽水庫是我國的“元老級”人工水庫,也是三門峽人民的驕傲。該水庫於1960年9月正式下閘運用,62年來,庫區已經形成了獨特的生態系統和自然環境。

三門峽庫區包括黃河龍門-三門峽大壩之間的幹流河段,還包括臨潼以下渭河河段以及北洛河。攔河大壩主體高106米,壩頂對應高程353米,設計總庫容達345億m³,這為發展漁業經濟創造了巨大的水面。

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但是受泥沙的影響,三門峽庫區的生物資源並不如南方的清水水庫豐富,漁業資源的開發受到了極大的限制。2016年,河南省水產科學研究院曾在庫區上游的風陵渡、中游的靈寶市以及壩前的湖濱區做過一次調查,發現的魚種只有18種,不及小浪底庫區的28種,以及三峽庫區的148種

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其中,餐條的漁獲量最多,佔比高達60%,其次是鯰魚(13.46%)、鯽魚(12.54%)、鯉魚(5.82%)。總體來看,三門峽庫區的經濟魚種並不多,僅有黃顙魚、鰱魚鮊魚草魚等少數幾種,其餘全是諸如蛇鮈鰟鮍鰕虎魚等小型的低價值雜魚。

不過在調水調沙期間,大壩下游還會出現一種特殊的“流魚”奇觀。調水調沙每次持續約20天,在此期間,黃河主河道的泥沙量急劇升高。這些泥沙粒徑小,不僅會粘附在魚類的鰓部,阻塞呼吸,還會導致溶氧量降低,水體環境發生巨變。

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此時,大量的鯉魚、鯰魚、鯿魚等土著魚因缺氧而翻出水面,兩岸的漁民趁機“守株待兔”。例如在2015年7月,三門峽水庫開閘放水,山西平陸河段就出現了“流魚”現象,數千人遍布20多公里的黃河兩岸,很多居民手持6~7米的抄網嚴陣以待,漁獲少則幾十斤,多則上百斤,場面相當壯觀。

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蓄水受到限制:水位不超過318米,有哪些影響?

三門峽水庫不同於萬家寨水庫,雖說二者都位於黃河幹流,但三門峽水庫的“泥沙負擔”顯然更大。

從地理區位可以看出,三門峽水庫位於黃河中游的下段,調控着黃河最大的泥沙分布河段。該庫區控制着68.84萬平方公里的面積,占流域總面積的91.5%,經其調控的水量占黃河來水量的89%,調控的泥沙量更是達到了98%

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三門峽水庫在黃河治沙中的重要性不言而喻。然而,其蓄水能力也因此受到了限制,這又是為什麼呢?

主要原因是,高水位運行會加劇泥沙下沉,潼關高程的抬升速度會因此加快,最終受到威脅的就是關中平原,乃至西安市的防洪安全。所以,三門峽庫區必須限制水位。

時間回到1960年,當時三門峽水庫的治沙思路是以“攔”為主,但事實證明,這種方式並不符合實際,以至於水庫淤積末端不斷上延。直到1962年3月,運用思路開始轉變,即變“攔沙”為“排沙”,水庫閘門在汛期保持全開,大力敞泄以減少泥沙的淤積量。

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潼關高程變化圖

與此同時,潼關高程也迎來了峰值,在1969年一度達到了327.4米,比最初的322米抬升了5米多。為防止潼關高程異常升高,三門峽庫區不得不限制蓄水量,降低蓄水水位。從2003年以後,我國在三門峽“蓄清排渾”的基礎上又提出了新的限制:在非汛期,庫區的水位不得超過318米。

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庫區水位不超過318米,會帶來哪些影響?

首先,限制水位有利於提高輸沙量,穩定潼關高程。2003年以後,庫區實施“蓄清排渾+低水位運行”,敞泄運用成為主流,潼關高程趨於穩定,這是新運行模式的最大益處。

其次,低水位運行也有相應的弊端。在汛期,三門峽庫區的平均水位只有306米,非汛期一般維持在317米左右,這意味着庫區無法保持理想的興利庫容,供水、灌溉等效益受到影響。

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2020年,三門峽水庫水位變化圖

另一方面,小浪底水庫的調沙庫容只有10億m³,無法滿足沖沙需求,只能從上游水庫“借水排沙”。而三門峽水庫正是其上游的第一座水庫,二者距離僅130公里,沖沙流程更短,動能也更強。但降低蓄水量後,三門峽庫區就無法再提供足夠的水量,導致小浪底庫區沖沙後續動力不足、沖沙效率降低。

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總之,三門峽水庫保持低水位運行,既有利又有弊。但考慮到潼關高程的重要性,318米的控制水位還是基於現實的最佳權衡。

調水調沙20年,庫區淤沙有多嚴重?

2002年以來,我國全面形成了“攔、排、放、調、挖”的綜合治黃方案,其中調水調沙是沖刷河道淤沙的主要手段,20年來成效顯著。

調水調沙20年,三門峽庫區的泥沙淤積現狀如何?

《黃河泥沙公報》顯示,2020年三門峽庫區的泥沙既有沖刷又有淤積,但總體仍表現為淤積。從2019年10月~2020年10月,庫區泥沙淤積量為0.271億m³;從1960~2020年,累計淤沙量63.127億m³。

2020年的黃河幹流,泥沙時空變動非常複雜。從三門峽至潼關河段,河床依然有少量淤積,淤積量為0.423億m³;在小北幹流河段,河床主要表現為沖刷,沖刷量為0.267億m³。在庫區的北洛河和渭河兩條支流中,總體也表現為淤積,總淤積量為0.11億m³。

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黃河與渭河交匯處

與之形成鮮明對比的是,下游的小浪底庫區則表現為“沖刷大於淤積”,2020年度共累計沖刷了0.6億m³。

綜合兩大水庫來看,調水調沙的效果仍然值得肯定,生態建設初見成效。未來,隨着黃土高原水土保持工作的持續進展,退耕還林還草的逐步實施,黃河中游的泥沙量必將持續下降,治黃前景可觀。

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三門峽水庫的未來:有望發揮更大作用?

根據潼關水文站的水沙監測數據,2000~2019年間黃河的泥沙輸送量已經下降到了2.4億噸,這一數據是什麼概念?要知道,1919~1960年黃河的多年平均來沙量高達16億噸,這意味着近幾十年來,黃河的來沙量減少了8成以上

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三門峽庫區沙量變化

諸多現象表明,目前的黃河正在變清,水質也在變好,“水少沙多”的矛盾正在逐步緩解。例如:在2022年5月初和2021年8月,黃河壺口瀑布驚現一河“綠水”,渾濁的黃河水變成了濃重的綠色,水色變化讓人眼前一亮。

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在生態好轉、來沙量減少的背景下,三門峽庫區也有望發揮更大的作用。例如:可根據實際來沙情況,適當抬高水位運行,進一步提高黃河幹流的防洪能力,同時減輕下游“懸河”的隱患,提高下游灘區的防洪標準。

更為重要的是,未來的三門峽水庫還有望發揮主動調沙的作用,一方面有利於黃河口濕地擴張,另一方面也有利於恢復其自身庫容,提高水庫的運用年限。未來的黃河治沙,三門峽水庫仍然堪當重任。

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