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三门峡水库建成62年,库区淤沙63亿立方米,影响究竟有多大?

2022-09-29 20:48:43 2731

摘要:三门峡水库是我国在黄河建成的第一座大型水库,也是治理黄河泥沙的骨干水库。投入运用以来,三门峡水库先后经历了蓄水拦沙、滞洪排沙、蓄清排浑等多个阶段,目前仍在优化当中。三门峡水库的治沙模式频繁变动,根源还是在黄河中游的“水沙关系”上。在治沙的同...

三门峡水库是我国在黄河建成的第一座大型水库,也是治理黄河泥沙的骨干水库。投入运用以来,三门峡水库先后经历了蓄水拦沙、滞洪排沙、蓄清排浑等多个阶段,目前仍在优化当中。

三门峡水库的治沙模式频繁变动,根源还是在黄河中游的“水沙关系”上。在治沙的同时,三门峡水库也发挥了显著的效益,一是为小浪底水库提供排沙水量,二是能联合应对黄河洪水,辅助滞洪削峰,有助于保障黄河下游安全度汛。

三门峡水库:“鱼库”资源为何会受限?

三门峡水库是我国的“元老级”人工水库,也是三门峡人民的骄傲。该水库于1960年9月正式下闸运用,62年来,库区已经形成了独特的生态系统和自然环境。

三门峡库区包括黄河龙门-三门峡大坝之间的干流河段,还包括临潼以下渭河河段以及北洛河。拦河大坝主体高106米,坝顶对应高程353米,设计总库容达345亿m³,这为发展渔业经济创造了巨大的水面。

但是受泥沙的影响,三门峡库区的生物资源并不如南方的清水水库丰富,渔业资源的开发受到了极大的限制。2016年,河南省水产科学研究院曾在库区上游的风陵渡、中游的灵宝市以及坝前的湖滨区做过一次调查,发现的鱼种只有18种,不及小浪底库区的28种,以及三峡库区的148种

其中,餐条的渔获量最多,占比高达60%,其次是鲶鱼(13.46%)、鲫鱼(12.54%)、鲤鱼(5.82%)。总体来看,三门峡库区的经济鱼种并不多,仅有黄颡鱼、鲢鱼、鲌鱼、草鱼等少数几种,其余全是诸如蛇鮈、鳑鲏、鰕虎鱼等小型的低价值杂鱼。

不过在调水调沙期间,大坝下游还会出现一种特殊的“流鱼”奇观。调水调沙每次持续约20天,在此期间,黄河主河道的泥沙量急剧升高。这些泥沙粒径小,不仅会粘附在鱼类的鳃部,阻塞呼吸,还会导致溶氧量降低,水体环境发生巨变。

此时,大量的鲤鱼、鲶鱼、鳊鱼等土著鱼因缺氧而翻出水面,两岸的渔民趁机“守株待兔”。例如在2015年7月,三门峡水库开闸放水,山西平陆河段就出现了“流鱼”现象,数千人遍布20多公里的黄河两岸,很多居民手持6~7米的抄网严阵以待,渔获少则几十斤,多则上百斤,场面相当壮观。

蓄水受到限制:水位不超过318米,有哪些影响?

三门峡水库不同于万家寨水库,虽说二者都位于黄河干流,但三门峡水库的“泥沙负担”显然更大。

从地理区位可以看出,三门峡水库位于黄河中游的下段,调控着黄河最大的泥沙分布河段。该库区控制着68.84万平方公里的面积,占流域总面积的91.5%,经其调控的水量占黄河来水量的89%,调控的泥沙量更是达到了98%

三门峡水库在黄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,这又是为什么呢?

主要原因是,高水位运行会加剧泥沙下沉,潼关高程的抬升速度会因此加快,最终受到威胁的就是关中平原,乃至西安市的防洪安全。所以,三门峡库区必须限制水位。

时间回到1960年,当时三门峡水库的治沙思路是以“拦”为主,但事实证明,这种方式并不符合实际,以至于水库淤积末端不断上延。直到1962年3月,运用思路开始转变,即变“拦沙”为“排沙”,水库闸门在汛期保持全开,大力敞泄以减少泥沙的淤积量。

潼关高程变化图

与此同时,潼关高程也迎来了峰值,在1969年一度达到了327.4米,比最初的322米抬升了5米多。为防止潼关高程异常升高,三门峡库区不得不限制蓄水量,降低蓄水水位。从2003年以后,我国在三门峡“蓄清排浑”的基础上又提出了新的限制:在非汛期,库区的水位不得超过318米。

库区水位不超过318米,会带来哪些影响?

首先,限制水位有利于提高输沙量,稳定潼关高程。2003年以后,库区实施“蓄清排浑+低水位运行”,敞泄运用成为主流,潼关高程趋于稳定,这是新运行模式的最大益处。

其次,低水位运行也有相应的弊端。在汛期,三门峡库区的平均水位只有306米,非汛期一般维持在317米左右,这意味着库区无法保持理想的兴利库容,供水、灌溉等效益受到影响。

2020年,三门峡水库水位变化图

另一方面,小浪底水库的调沙库容只有10亿m³,无法满足冲沙需求,只能从上游水库“借水排沙”。而三门峡水库正是其上游的第一座水库,二者距离仅130公里,冲沙流程更短,动能也更强。但降低蓄水量后,三门峡库区就无法再提供足够的水量,导致小浪底库区冲沙后续动力不足、冲沙效率降低。

总之,三门峡水库保持低水位运行,既有利又有弊。但考虑到潼关高程的重要性,318米的控制水位还是基于现实的最佳权衡。

调水调沙20年,库区淤沙有多严重?

2002年以来,我国全面形成了“拦、排、放、调、挖”的综合治黄方案,其中调水调沙是冲刷河道淤沙的主要手段,20年来成效显著。

调水调沙20年,三门峡库区的泥沙淤积现状如何?

《黄河泥沙公报》显示,2020年三门峡库区的泥沙既有冲刷又有淤积,但总体仍表现为淤积。从2019年10月~2020年10月,库区泥沙淤积量为0.271亿m³;从1960~2020年,累计淤沙量63.127亿m³。

2020年的黄河干流,泥沙时空变动非常复杂。从三门峡至潼关河段,河床依然有少量淤积,淤积量为0.423亿m³;在小北干流河段,河床主要表现为冲刷,冲刷量为0.267亿m³。在库区的北洛河和渭河两条支流中,总体也表现为淤积,总淤积量为0.11亿m³。

黄河与渭河交汇处

与之形成鲜明对比的是,下游的小浪底库区则表现为“冲刷大于淤积”,2020年度共累计冲刷了0.6亿m³。

综合两大水库来看,调水调沙的效果仍然值得肯定,生态建设初见成效。未来,随着黄土高原水土保持工作的持续进展,退耕还林还草的逐步实施,黄河中游的泥沙量必将持续下降,治黄前景可观。

三门峡水库的未来:有望发挥更大作用?

根据潼关水文站的水沙监测数据,2000~2019年间黄河的泥沙输送量已经下降到了2.4亿吨,这一数据是什么概念?要知道,1919~1960年黄河的多年平均来沙量高达16亿吨,这意味着近几十年来,黄河的来沙量减少了8成以上

三门峡库区沙量变化

诸多现象表明,目前的黄河正在变清,水质也在变好,“水少沙多”的矛盾正在逐步缓解。例如:在2022年5月初和2021年8月,黄河壶口瀑布惊现一河“绿水”,浑浊的黄河水变成了浓重的绿色,水色变化让人眼前一亮。

在生态好转、来沙量减少的背景下,三门峡库区也有望发挥更大的作用。例如:可根据实际来沙情况,适当抬高水位运行,进一步提高黄河干流的防洪能力,同时减轻下游“悬河”的隐患,提高下游滩区的防洪标准。

更为重要的是,未来的三门峡水库还有望发挥主动调沙的作用,一方面有利于黄河口湿地扩张,另一方面也有利于恢复其自身库容,提高水库的运用年限。未来的黄河治沙,三门峡水库仍然堪当重任。

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