今日黄河三门峡
刘红宾

　　三门峡水库1960年9月15日下闸蓄水，到1962年3月水库采用"蓄水拦沙"运用，1961年6月9日坝前最高水位曾达到332.58m，回水末端直接进入渭河。1961年10月下旬，当库水位332.5m时，黄河干流流量2000m3/s，渭河来水2700m3/s，造成回水顶托，渭河口形成"拦门沙"，渭河下游排洪能力迅速降低。黄、渭、洛河汇流区及潼关至三门峡河段产生大量的集中淤积，在一年半的时间里，潼关河床急剧抬升4.5m，将设计中对泥沙问题考虑的不足全部暴露了出来，促使三门峡水库不得不进行长达40多年的两次大规模增建和改建，改变水库原设计开发目标，全面调整水库运用方式，大幅度降低运用水位，目前水库的主要工程指标和运用指标与建库初期相比，已经今非昔比，判如两库，今日之三门峡早已不是昨日之三门峡了。
　　三门峡水库的建设和发展得益于恩来总理的精心指挥和科学决策，经过广大水利专家、学者和技术人员的共同努力，在水库泥沙淤积的处理和水工建筑物及水轮机组泥沙危害的防治上取得了丰硕的成果，理论上取得了重大突破，成功地解决了泥沙急速淤积对库区和渭河下游产生的负面影响，使水库长期有效库容始终能够保持动态稳定，从而使三门峡水库获得了凤凰涅磐式的再生，不仅为三峡和小浪底世纪水库工程的建设提供了泥沙防治的技术支撑和宝贵的经验，同时也为世界多泥沙河流水资源的综合开发利用提供了成功的范例。目前的三门峡水库与建库初期相比，在以下三个方面发生了质的变化。
　　1、泄流规模和能力有了显著增加。
　　1960年水库投入运用时只有12个泄流深孔，最低进口底坎高程300m，315m以下（下同）泄流能力仅3084m3/s。　　　　1965~1968期间，在左岸增建了两条泄流排沙隧洞，最低进口底坎高程290m，将原设计的5~8号发电钢管改为泄流排沙钢管，泄流能力增加到6102 m3/s；1969~1971年间打开了1~8号施工导流底孔，最低进口底坎高程进一步降到了280m，接近建库前河床原始高程，泄流能力进一步增加到9059m3/s ；1990 ~2000年之间又陆续打开了9~10、11~12号底孔，泄水建筑物的总泄流能力达到了9701 m3/s。目前枢纽共有12个深孔、12个底孔、2条隧洞和1条钢管用于泄洪排沙，与建库初期相比，不仅泄水孔洞数量有了成倍的增加，而且进口底坎高程降低了20m，接近原始河床，减小了枢纽的滞洪作用，增大了库区河道比降，更有利于排沙出库，减少库区淤积；泄流能力则增大了314%，如果加上机组过流， 相同水位下枢纽总泄流能力达到11000 m3/s，增大了356%。
　　随着泄流建筑物数量的增加和进口底坎的降低，枢纽泄流能力迅速加大，排沙能力显著增强，据多年实际观测，平均排沙比达到100%，洪水期库区不仅没有滞洪淤积，还可将非汛期和汛期平水期间的淤积排出库外，汛期排沙比一般高达120%。
　　2、运用方式进行了三次调整
　　建库初期采用"蓄水拦沙"运用方式，就是利用高坝大库的特点，将来水来沙全部拦截到水库中，将泥沙全部堆积到水库中，以库区的淤积换取下泄清水，以清水冲刷下游河道，减少河道淤积，减缓"地上悬河"抬升的速度。这种运用方式造成最大的问题是水库淤积速度过快，库尾尤其是水位变动区，河床迅速抬升，对上游河道产生不利影响。潼关高程的急剧升高就集中在这一时段。
　　鉴于此，1962年3月20日国务院批准三门峡的运用方式由"蓄水拦沙"改为"滞洪排沙"，即汛期闸门全开敞泄，让洪水穿堂而过，在下游发生特大洪水仍需运用，凌汛期承担下游防凌任务。采用这种方式后，潼关~三门峡库区淤积有所减缓，但潼关高程并没有明显降低，而且由于汛期经常出现小水带大沙现象，增加了下游主河槽淤积，河势进一步恶化，为黄河下游河道减淤和减轻防洪压力的目的难以实现，形成"淹了关中，也救不了下游"的局面。
　　在这种情况下，经过几年的探索，又于1973年11月将"滞洪排沙"再次改为"蓄清排浑，调水调沙"控制运用，利用非汛期相对清水时段蓄水兴利，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，又可以根据洪水情况，调节水沙比例，为泥沙输送入海创造条件。
　　从上述过程可以看出，运用方式的每次调整，都是在确保黄河下游防洪安全的整体部署下进行的，而每次调整的结果，都使水库运用方式更加适合水沙条件的变化。从三十多年来的实际观测情况分析，"蓄清排浑，调水调沙"使三门峡水库保持了长期有效库容，库区冲淤能够实现动态平衡，较好的解决了库区泥沙淤积和下游防洪的关系，是非常成功的运用方式，被黄河小浪底和长江三峡等水利枢纽所借鉴，足以证明也是目前多泥沙河流水库运用的最佳方式。
　　3、蓄水位一再降低
　　水库初期最高运用水位332.58m，且是全年蓄水；1973-1986年非汛期最高水位降到324-326m，较初期运用降低了6-8m；1986年之后非汛期最高运用水位不断下调，90年代初321-323m,90年代末为320m左右，较初期运用降低了13m。　　　　2002年以来进行水库运用原型实验，非汛期最高水位控制不超过318m，又降低了2m，较初期运用降低了15m。随着非汛期最高运用水位的不断降低，水库回水末端的影响也由初期的潼关以上干支流河道，逐步下退到潼关以下河段，目前库水位320m时的回水顶点在潼关以下约35km，318m的回水顶点在潼关以下约45km，潼关上下河段完全处于自然河道状态，已不受水库非汛期蓄水影响。
　　黄河泥沙主要集中在汛期的几场洪水，水库冲淤变化也主要发生在洪水过程中，因此汛期库水位的控制尤显得特别重要。运用初期泥沙问题暴露出来之后，汛期水位也大幅度降低，不再拦蓄洪水，除下游防洪需要滞洪外，敞开全部过流建筑物泄洪排沙，入汛时库水位最高只有305m，较水库最高运用水位降低了28m。与此同时，排沙水位也在不断降低，小浪底水库投入运用之前，为减少高含沙洪水对黄河下游河道的不利影响，排沙水位一般控制在298-300m,；小浪底水库投入运用之后，利用洪水冲刷力大，输沙能力强的特性，洪水到来之前就开启所有泄洪建筑物，尽可能降低坝前水位，加大排沙力度，最低库水位洪水前都降到282m，较以往控制排沙时最低水位还低16-18m，比初期运用汛期水位低50多m。
　　实际观测表明，目前的所采用的排沙方式，当入库流量在1500--2000m3/s以上时，一场洪水就基本上可以将非汛期的淤积全部排出库外，实现水库的年内冲淤平衡，如果洪水过程较长，水量较大，还可以将往年的淤积更多的排出库外，使库容得到不断的恢复。
　　在水库进行改建增建、调整运用方式和降低水位的同时，潼关高程也经历了急剧抬升-大幅度下降-平稳-抬升-下降的过程，初期猛升猛降，之后稳中有降，降中有升，基本保持动态平衡。
　　1973年以前泄流规模虽然较小，但来水量特别丰，抵消了泄流能力不足对库区的不利影响，潼关高程稳中有降。　　1973--1986年间，来水量减少较多，但泄流能力的大幅度增加，仍然使库区能够保持年内冲淤平衡，潼关高程没有升高。1986年以后来水大幅度减少，特别是1996年之后，年来水量不足200亿m3，还没有上世纪60--70年代的50%，尽管此时已打开了所有施工导流底孔，泄流能力、运用水位等为库区冲刷创造了最佳条件，无奈来水太少，尤其是汛期洪水峰低量小过程短，冲刷能力弱，排沙效果差，库区产生累计性淤积，2002年6月26日潼关高程达到了329.14m的历史最高记录。2003年汛期黄河中游发生了华西秋雨，汛期入库水量156.8亿m3，与90年代末期以来的全年来水量基本相当，最大洪峰流量4270m3/s，有6次大于2500 m3/s洪水过程，水库排沙水量为90年代以来最多的一年，全汛期潼关--三门峡河段净出库泥沙2.4亿t，不仅将本年度非汛期淤积的泥沙排出库外，还将往年的淤积物一并排出，河道发生剧烈冲刷，同流量水位渭河临潼和华县水文站分别下降0.31m、1.94m，潼关（六）和大禹渡则分别下降了1.14m和1.32m.与汛前相比，潼关高程由328.65m降到了327.77m,下降了0.88m.
　　从以上分析可以看出，三门峡初期高水位运用时间虽然很短，但对潼关高程抬升的作用却比较大，影响比较长远，渭河下游目前存在的诸如河床升高、防洪压力大等问题，是潼关第一次急剧抬升的后遗症。今天的三门峡水库，无论是泄流规模、运用方式，还是水位控制等，已不对潼关高程的升降产生影响。
　　黄河三次调水调沙的成功，标志着"黄河人"在维持母亲河健康生命的探索中又迈出了历史性的跨越，特别是第三次基于人工扰动的调水调沙的成功，实现了长达2000km河道与水库群的联合调度。在人工异重流的塑造过程中，三门峡水库承上启下，调节上游来水，调整小浪底库尾淤积形态，利用人造洪峰促使小浪底水库形成异重流，发挥了重要的作用。调水调沙今后将作为黄河综合治理的一项基本措施，遇合适的来水年份将不断的进行，因此三门峡水库除了继续发挥防御特大洪水的作用外，在水库群的联合运用、调节水沙，延长小浪底水库使用寿命，减缓下游河道淤积抬升速度，维护母亲河健康生命中发挥更大的作用。