小浪底調水調沙20年, 水庫淤沙31億m3, 為何不用清淤船抽沙?

黃河是我國著名的多沙河流，水少沙多加劇泥沙淤積，中下游河道形成了“地上懸河”。為降低泥沙的淤積率，我國在黃河中游最後一個峽谷建造了小浪底水庫，透過水庫調水調沙重塑水沙關係，黃河的生態出現明顯的改觀。

1999年10月，小浪底水庫下閘蓄水運用，庫區當年即出現泥沙淤積；2002年，我國首次在黃河進行調水調沙試驗，目標就是衝沙減淤，提高水庫的執行年限，併為供水、灌溉、發電等效益提供條件。

經過20年的驗證，黃河的調水調沙無疑是成功的：以小浪底水庫為核心，排沙減淤超出預期，下游河道主槽穩定，黃河口溼地也成為了生命的天堂。

小浪底水庫：水庫減淤超出預期，排沙作用有多重要？

在三門峽水庫之後，小浪底水庫因龐大的庫容而被寄予厚望，水利專家將其視為治理黃河的骨幹工程。根據規劃，小浪底水庫按

千年一遇

的洪水頻率設計，

萬年一遇

的洪水校核，總庫容多達

126.5億m

，其中：淤沙預留庫容

75.5億m

，長期有效庫容

51億m

。

不難看出，淤沙庫容的佔比更大，這也是結合黃河的泥沙現狀所做出的特殊設計。根據水利專家的分析，小浪底水庫最終可攔截

100億噸

的泥沙，至少為下游河道減少

78億噸

的淤積量。而透過智慧排程，水庫實際發揮的作用大大超出了“減淤”的初始設定。

事實上，調水調沙進行4年後就已經初顯成效。從泥沙的衝淤情況來看，小浪底水庫並非單純地減輕了淤積，而且還衝刷了下游的河床，避免了中小洪水對灘區的淹沒。根據水文監測結果，2006年黃河下游的最小平灘流量已從原來的

1800m/s

增加到了

3500m/s

，這意味著河道主槽改善，過洪能力增強。

更為難得的是，小浪底水庫的作用並非侷限於“前期”，時至今日仍有成效。截至2021年，黃河調水調沙運行了20餘次，減災效益愈加明顯，下游主槽基本實現了

全線沖刷

，平灘流量提高到

4480m/s

，河床的高程平均下降了

2.6m

。這些資料表明，“二級懸河”的風險不僅不再升高，反而有所降低，“橫河”和“斜河”的發生機率顯著減小。

整體而言，小浪底水庫是一座利國利民的綜合性水庫，貢獻不可謂不大。黃河下游防洪能力增強，中小洪水漫灘機率降低，三角洲溼地面積增加，灘塗生態好轉，這都是調水調沙帶來的效益。

當然，未來的調沙方式還會不斷改善，兼顧蓄水排沙和生態保護，“人民治黃”也將是“科學治黃”、“生態治黃”。

調水調沙20年，庫區的淤積程度有多大？

相信大家都很好奇：小浪底水庫排沙效益突出，庫區是否還存在淤積現象？調水調沙20年，庫區的淤積程度有多大？

首先，黃河中游的泥沙含量較高，小浪底庫區又有大峪河、畛水河、亳清河等10多條支流匯入，河谷寬度500~1000m不等，庫區形態狹長彎曲，泥沙淤積不可避免。尤其是在蓄水期，樞紐大壩的排沙孔關閉，水流減緩，泥沙俱下，此時的淤積效應最為明顯。

但經過調水調沙，淤沙-排沙基本能達到動態平衡，有些年份的排沙量還多於淤沙量，從而出現淨沖刷的情況。但多數年份，排沙比低於100%，調水調沙並不能完全排出淤積的泥沙，因此，淤積總量呈現出緩慢增加的態勢。

根據孫東坡等學者的報道，從2002~2015年，小浪底庫區的淤沙總量逐年增加至

30.48億m

，多年平均排沙比為

21%

。前文提到，小浪底水庫的攔沙庫容為

75.5億m

，由計算可知，攔沙庫容的利用程度已達到

40.4%

。

為減緩淤積速度，黃委專家在2018年提出了“一高一低”的排程思路，排沙效率明顯增加。水沙監測資料顯示，從2018~2020年，

小浪底水庫3年累計排沙13億噸

，平均每年排出4億多噸。得益於新模式，泥沙淤積總量基本得到控制，2020年維持在

31.46億m

左右，佔設計庫容的

41.6%

。

31億m不是一個小數目，但和三門峽水庫相比，小浪底水庫的興利庫容綽綽有餘，使用年限大大延長。自2018年至今，小浪底水庫的排沙比最低為

95%

，最高達到了

193%

，多次實現了淨沖刷，泥沙淤積情況不斷改善。

另一方面，我國長期在黃土高原開展綠化植樹工程，黃土區的森林覆蓋率不斷提高，從源頭上減輕了水土流失。以山西省為例，過去的山西生態環境脆弱，2010年的森林覆蓋率僅有18。03%，造林綠化高潮興起後，覆蓋率提升到了2020年的23。57%，數千萬畝山區正以肉眼可見的速度從“黃色”變成“綠色”，生態黃河成為現實。

小浪底水庫含有大量泥沙，為何不用清淤船抽沙？

監測資料顯示，黃河的年均輸沙量正在減少，中下游的河水開始“變清”，壺口瀑布就曾多次出現“綠瀑奔騰”的壯觀景象，水色的反差令人震撼。究其原因，

梯級水庫蓄水攔沙、植樹造林減沙

起到了重要作用。

大量泥沙淤積在水庫中，為泥沙的綜合利用提供了最佳場所。對於在庫區沉澱的泥沙，國內學者也提出了開發利用的建議：根據自然分選效應，

比重較大的粗砂沉積在水庫庫尾，水位較淺，可採面積大，

可直接利用抽沙船抽採

；庫區中間的泥沙以中粗砂為主，水位較深，

可利用射流衝吸式或自吸式管道抽沙，將泥沙沿管道輸送至合適的場地，人為沉沙、分選。

而在壩前，泥沙顆粒尺寸在

0.025~0.06mm

左右，根據《

SL 42-2010 河流泥沙顆粒分析規程

》的規定，這一粒徑可歸為

粉砂

，

介於砂礫和黏粒之間，利用價值較低

；再加上水位最深，開發難度大，最直接的處理方式是

排沙出庫

。

但和大家想象中的畫風有所差異，小浪底庫區始終未出現大規模的採砂船，個體採砂更是被嚴厲禁止。一是因為採砂會破壞河道環境，擾亂水文規律，威脅大壩設施的安全，而且近岸堆放也不利於行洪輸沙；二是因為效率低，難度高，庫區目前主要的治沙方式就是調水調沙，先提高水體的含沙量，再以水帶沙自然排出，這種方式成本低，效果好，而且經驗豐富，技術成熟。