黄河大坝:见证人与自然和谐共生探索之路

让黄河成为造福人民的幸福河!
今天,就让我们来了解一下分布在大河上下的特殊“群体”——黄河大坝。
群英荟萃:黄河大坝类型知多少
目前,黄河干流上已建33座大坝,从坝工技术类别来看,几乎涵盖所有主流坝型。据从事坝工设计研究20余年的黄河设计院副总工程师宋修昌介绍,这些坝型包括混凝土重力坝、拱坝、重力拱坝、面板堆石坝、黏土心墙坝、均质土坝等,各具特色。
在混凝土重力坝领域,早期建设的三门峡、故县、刘家峡、盐锅峡、万家寨等工程采用常态混凝土浇筑技术。随着施工技术的进步,在建的古贤工程已转向采用更高效的碾压混凝土重力坝型。
万家寨水利枢纽
拱坝技术以拉西瓦、李家峡、东庄等工程为代表,其中拉西瓦拱坝高达250米。而作为黄河上游第一座大型梯级电站的龙羊峡工程,则采用混凝土重力拱坝形式,坝高178米。
进入21世纪后,面板堆石坝技术取得突破。公伯峡、积石峡、玛尔挡、羊曲等工程相继建成,特别是玛尔挡工程创造了211米的坝高纪录。凭借技术成熟、施工效率高的优势,这类坝型已成为当下主流。
土石坝建造领域同样成就斐然。20世纪60年代建成的陆浑水库采用黏土斜墙砂壳坝技术;2001年竣工的小浪底工程则创新性地在70米深厚覆盖层上建造了154米高的壤土斜心墙堆石坝,其技术成就获得“国际堆石坝里程碑工程奖”。
万物并育:黄河大坝功用知多少
黄河问题复杂难治,症结在于“水少、沙多、水沙关系不协调”。只有紧紧抓住水沙关系调节这个“牛鼻子”,综合施策,系统治理,才能保障黄河长治久安。
在黄河上兴建水库大坝,首要任务是除害——通过拦蓄水沙、调控洪水,确保黄河安澜;同时也要兴利——提供发电、灌溉、供水、航运等综合效益。
“既要解决水的问题,还要应对沙的难题。”宋修昌表示,随着经济社会发展和治黄理念进步,黄河筑坝技术不断升级,设计理念、水沙调控理念也在应势而变。
小浪底水库采用“蓄清排浑”运用方式,设置专门的排沙期和适宜的排沙设施。自2002年以来,黄委通过水库群科学精准联合调度,实施调水调沙29次,对恢复有效库容、提升下游河道过洪能力起到了积极作用。
正在建设的古贤水库则采用“蓄清调浑”运用方式,通过“拦、调、排”协同调控,可实现库容长期保持和再生利用。
坚持生态优先、绿色发展,水库大坝还能有效调节水资源,保障农业生产,改善生态环境,打造绿水青山带,塑造生态旅游新亮点,支撑区域经济发展。
水库大坝建设投运,不仅提供清洁能源,契合“双碳”目标要求,还是电力系统的“稳定器”。它可根据电网需求快速调节发电量,带动风电、光电等绿色能源,形成水、风、光、抽水储能等多能互补的大型清洁能源基地,有力支撑能源结构优化和区域经济可持续发展。
毫无疑问,水库大坝已成为黄河流域生态保护和流域高质量发展的重要承载。
数智赋能:黄河大坝创新知多少
在黄河小浪底,守护母亲河20余年的水利枢纽正实现华丽转身:以往依赖人工监测的入库流量、库水位和泥沙数据,如今通过数字大屏实时呈现;过去凭经验制订的防汛方案,现在由数字孪生平台模拟推演未来3-5天的水情,精准调控下泄水量。数字技术让其升级为“智慧枢纽”。
近几年,数字孪生大坝建设从算据、算法、算力多方面发力,进展迅猛。河南(云河)信息科技有限公司副总经理蔺志刚介绍:“我们通过构建‘天空地水工’一体化监测感知体系,对大坝运行和管理全过程进行实时感知和分析存储;补齐通信网络、机房等基础设施短板,提供充足算力;搭建数字孪生平台,以新技术提供算法支撑;建设业务应用服务平台,实现数字孪生大坝高保真建设运行和水利业务‘四预’功能实现。”
此外,黄河流域水库采用“矩阵管理+数字孪生”手段,在三门峡、万家寨等水库全面推进现代化水库运行管理矩阵建设,实现了大坝性态预测、风险预警、状态预演、应急预案全链条工作闭环,在水库安全度汛、标准化管理等方面发挥了重要作用。
数字孪生古贤工程
古贤工程是水利部首批智能大坝建设试点工程之一。宋修昌说,目前已建立古贤智能协同设计平台,实现BIM、图纸、报告的智能协同化设计和知识库建设,提高了设计效率。研发了数字化交付平台和智能建管平台,实现各参建方和各维度业务的数字化、网络化、智能化管理。
“模型黄河”也在古贤工程建设中堪当重任。2025年5月7日,古贤水库物理模型水沙试验启动。项目负责人、黄河水利科学研究院教高王远见称,古贤水库库区实体模型(一期)已于2025年4月全面建成,当前试验主要验证库区排沙效果,阐明干支流互灌引起的局部淤积形态调整及其影响,后续还会通过试验解决古贤工程建设运行期的泥沙问题。
黄河很美,将来会更美。黄河大坝,让我们拥有更多期待!