黄河调水调沙(水沙联合调度)技术及实践

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1、黄河调水调沙（水沙联合调度）技术及实践黄河水利委员会1、前言黄河是世界上最复杂、最难治理的河流。究其原因，主要问题在于黄河水少沙多、水沙异源、时空分布不均。特别是进入90年代以来，社会经济的快速发展，对黄河水资源的需求日益增大，水少沙多的矛盾更加突出。黄河调水调沙（水沙联合调度）技术的基本设想就是：在充分考虑黄河下游河道输沙能力的前提下，利用水库（单库或水库群）的调节库容，对水沙进行有效的控制和调节，适时蓄存或泄放，调整天然水沙过程，使不适应的水沙过程尽可能协调，以便于输送泥沙，从而减轻下游河道淤积，甚至达到不淤积或冲刷的效果。按这一设想在黄河干

2、流上修建的大型骨干水库，不仅要调节径流，还要调节泥沙，使水沙关系协调，以达到更好的排沙减淤效果。长期的治黄实践使人们认识到，水沙关系协调是改善下游河道排沙条件、提高排沙效果的有效措施。利用干流水库进行综合调节，可提高水流输沙能力，节省输沙用水，减少河道淤积。但由于当时没有靠近下游的大型水库去调配合理的水沙过程，调水调沙只能是一种科学设想。2001年，小浪底水库建成并投入运用，为调水调沙的实施提供了必要的工程条件，也使调水调沙的技术应用成为可能。在2002年7月4日9时至7月15日9时进行了黄河首次调水调沙试验。2003年9月6日9时至9月18日1

3、8时30分结合防洪预泄又进行了黄河第二次调水调沙试验。2004年6月19日9时至7月13日8时，进行了黄河第三次调水调沙试验。2、技术路线2.1水沙联合调度的方式在黄河调水调沙过程中，水库水沙联合调度的方式主要有以下几种：2.1.1单库调度方式单库调度方式是指小浪底水库蓄水为主单库调节水沙的调控方式，即小浪底水库调蓄加上河道来水总量满足调水调沙总水量要求，并利用小浪底枢纽不同高程泄流孔洞组合调控出库含沙量，达到调水调沙调控指标要求。单库调度方式在小浪底水库运用初期适用于清水下泄,所能调控的含沙量有限；当小浪底水库进入正常运用期后，可调控一定幅度的

4、含沙量。2.1.2二库联调方式24二库联调是指三门峡、小浪底两水库进行联合水沙调度，即当黄河中游发生中小洪水或三门峡水库蓄水加上入库基流较大时，利用三门峡水库调控小浪底水库入库水沙过程，从而影响小浪底水库异重流的产生、强弱变化、消亡及浑水水库的体积、持续时间，调节小浪底库区泥沙淤积形态，最终影响小浪底水库的出库含沙量。2002年7月实施的黄河首次调水调沙试验即为三门峡、小浪底两水库联合水沙调度。2.1.3三库联调方式三库联调是指万家寨、三门峡、小浪底三水库进行联合水沙调度。当黄河中游未发生中小洪水，而三库超蓄总水量又满足一次调水调沙水量要求时，利

5、用万家寨水库调控、影响三门峡水库入库水沙过程，并通过三门峡水库二次调控小浪底水库入库水沙过程，人工塑造异重流，达到调整小浪底库区淤积形态、协调出库水沙关系的目的。当黄河中游发生中小洪水时，万家寨水库可起到补水作用，延长三门峡水库入库水沙过程或改变水沙峰形，进而改变小浪底水库入库水沙过程，达到调整小浪底库区淤积形态、调控淤积库容使用年限、协调出库水沙关系的目的。达到调整小浪底库区淤积形态、调控淤积库容使用年限、协调出库水沙关系的目的。2004年黄河第三次调水调沙试验即为万家寨、三门峡、小浪底三座干流水库联合水沙调度。2.1.4四库联调方式四库联调是

6、指通过小浪底、三门峡、故县、陆浑四座水库的水沙联合调度，其核心是有效利用小浪底至花园口区间的清水，与小浪底浑水水库下泄的高含沙水流在花园口进行水沙“对接”。2003年汛期，结合防洪预泄进行的黄河第二次调水调沙试验就采用这种调度方式。2.1.5五库联调方式在上述四库联合调度的基础上，为补充调水调沙水量或为调控小浪底水库入库流量或含沙量，以控制小浪底库水位、水量、出库含沙量等，必要时动用万家寨水库，即形成五库联合调度的局面。2.2水沙联合调度技术路线水沙联合调度分预决策、决策和实时调度修正三个阶段，不同阶段实施的技术路线也有所不同。以四库水沙联合调度

7、为例，简述如下：2.2.1水沙联合调度预决策阶段（1）获取龙门、华县、河津和状头四个水文站水沙数据，通过水沙序列预测模型分析和水沙频率分析，预测潼关水文站水沙过程、相应频率。24（2）获取龙门水文站水沙数据和龙门至潼关河段测验数据，通过建立龙潼河段高含沙水流揭河底模型，预测分析该河段揭河底发生情况。（3）获取华县水文站水沙数据和华县至潼关河段测验数据，通过建立华潼河段高含沙水流揭河底模型，预测分析该河段揭河底发生情况。（4）根据三门峡水库运行方式，通过水库泥沙淤积的相关分析与神经网络快速预测模型，预测潼关高程变化情况、三门峡库区冲淤情况及出库水沙

8、过程。（5）决策三门峡水库运行方式，即是否敞泄。（6）拟定三门峡水库、小浪底水库联合运行方式，预决策是否进行调水调沙。2.2.2水沙联合