一、調水調沙試驗緣由

　　黃河是世界上最復雜、最難治理的河流。究其原因，主要問題在于黃河水少沙多、水沙異源、時空分布不均。特別是進入90年代以來，社會經濟的快速發展，對黃河水資源的需求日益增大，水少沙多的矛盾更加突出。

　　在長期的治黃實踐中，人們認識到， 治理黃河必須采取綜合措施。黃河的問題歸根結底就是泥沙問題。黃河泥沙處理的基本思路可概括為“攔、排、放、調、挖”。“攔”就是靠上中游水土保持和干支流水庫攔減泥沙：“排”就是保證一定的輸沙水量，利用現行河道排沙入海：“放”主要是在下游兩岸處理和利用泥沙：“調”，即“調水調沙”，就是通過干流骨干水庫調節天然水沙過程，使不適應的天然水沙過程盡可能協調，以減少河道淤積或節省輸沙水量：“挖”就是挖河淤背，加固黃河干堤，以逐步形成“相對地下河”。在這5項措施中，“攔”是根本，“排”是基礎，而“調”則是提高“排”沙效果的有效措施。

　　黃河調水調沙的基本設想就是：在充分考慮黃河下游河道輸沙能力的前提下，利用水庫（單庫或水庫群）的調節庫容，對水沙進行有效的控制和調節，適時蓄存或泄放，調整天然水沙過程，使不適應的水沙過程盡可能協調，以便于輸送泥沙，從而減輕下游河道淤積，甚至達到不淤積或沖刷的效果。按這一設想在黃河干流上修建的大型骨干水庫，不僅要調節徑流，還要調節泥沙，使水沙關系協調，以達到更好的排沙減淤效果。

　　上世紀60年代曾利用三門峽水庫進行了兩次人造洪峰實踐。

　　1963年12月2日～15日，三門峽水庫進行了第一次人造洪峰試驗，歷時約15天，造峰期間花園口斷面平均流量1658m3/s，平均含沙量6.8kg/m3，最大日均流量2920m3/s，流量大于2000 m3/s有3天；艾山斷面平均流量1613m3/s，最大日均流量3250m3/s，流量大于2000m3/s有4天。造峰期間三門峽至利津河段累計沖刷0.143億t，沖刷發展至艾山斷面附近，艾山以下淤積0.023億t.

　　1964年3月29日～4月2日，三門峽水庫進行了第二次人造洪峰試驗，歷時5天，造峰期間斷面花園口平均流量2268m3/s，平均含沙量10kg/m3，最大日均流量3160 m3/s，流量大于2000 m3/s有2天；艾山斷面平均流量2246m3/s，最大日均流量3040m3/s，流量大于2000m3/s有3天。造峰期間三門峽至利津河段累計沖刷0.195億t，沖刷發展至艾山斷面附近，艾山以下淤積0.070億t.

　　在這兩次利用三門峽水庫進行的人造洪峰試驗期間，艾山至利津河段均發生淤積，究其原因就是造峰流量較小、大流量持續歷時短、水沙關系協調存在問題。

　　利用三門峽水庫進行的人造洪峰初步實踐使人們認識到，水沙關系協調是改善下游河道排沙條件、提高排沙效果的有效措施。利用干流水庫進行綜合調節，可提高水流輸沙能力，節省輸沙用水，減少河道淤積。但由于當時沒有靠近下游的大型水庫去調配合理的水沙過程，調水調沙只能是一種科學設想。

　　2001年，小浪底水庫建成并投入運用，為調水調沙的實施提供了必要的工程條件，也使調水調沙的設想變成現實成為可能。在2002年7月4日9時至7月15日9時進行了黃河首次調水調沙試驗。2003年9月6日9時至9月18日18時30分結合防洪預泄又進行了黃河第二次調水調沙試驗。2004年6月19日9時至7月13日8時，進行了黃河第三次調水調沙試驗。

　　二、黃河調水調沙試驗目標

　　黃河調水調沙試驗的總目標是：水庫、河道減淤，探索黃河水沙運行規律，實現人、水、沙的和諧相處，維持黃河健康生命。在總目標原則下，依據水庫、河道、來水來沙情況等邊界條件，年度、時段的試驗目標則相應不同。

　　2.1 2002年黃河首次調水調沙試驗目標

　　首次調水調沙試驗是針對小浪底水庫初期運用的特點進行的，實施的是小浪底和三門峽兩庫聯合調度方式，主要目標是：

　　（1）尋求試驗條件下的黃河下游泥沙不淤積的臨界流量和臨界時間。

　　（2）使下游河道（特別是艾山至利津河段）不淤積或盡可能沖刷。

　　（3）檢驗河道整治成果、驗證數學模型和實體模型、深化對黃河水沙規律的認識。

　　2.2 2003年黃河第二次調水調沙試驗目標

　　第二次調水調沙試驗是結合防洪預泄進行的，實施的是小浪底、三門峽、陸渾、故縣四庫聯合調度，是典型的水沙多目標調度方式，主要目標如下：

　　（1）實現水資源安全。即在保證防汛安全的前提下，最大程度地實現洪水的資源化，為2003年秋至2004年春期間用水和引黃濟津儲備水源。

　　（2）實現小浪底庫區減淤，實踐“攔粗排細”設計調度思想，大部分渾水水庫“水沙”體排出。

　　（3）下游河道發生沖刷或至少不發生大的淤積，尤其是艾山至利津河段不發生淤積。

　　（4）三門峽庫區減淤，并有效降低潼關高程。

　　（5）下游減災與減淤的統一，即不發生大的漫灘損失。

　　（6）小浪底壩前淤泥層高程降至179m左右，解決閘前防淤堵問題，確保樞紐運行安全。

　　（7）小浪底庫水位250m臺階持續一定時間，滿足設計對大壩安全的要求，并為2004年水庫在250m以上運用創造條件。

　　（8）支流減災與干流減災的統一。除保證黃河下游干流防洪安全外，兼顧伊河下游、洛河下游、伊洛河的防洪安全。

　　（9）進一步深化對黃河水沙規律的認識。

　　2.3 2004年黃河第三次調水調沙試驗目標

　　第三次調水調沙試驗是針對小浪底水庫汛初蓄水較多，黃河中游又無中小洪水的特點進行的，實施的是黃河干流萬家寨、三門峽、小浪底三庫串聯聯合調度方式，主要目標是：

　　（1）實現黃河下游主河槽全線沖刷，進一步恢復下游河道主槽的過流能力；

　　（2）調整黃河下游兩處卡口段的河槽形態、增大過洪能力；

　　（3）調整小浪底庫區的淤積形態；

　　（4）進一步探索研究黃河水庫、河道水沙運動規律。（考試大一級建造師編輯整理）