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三门峡大坝效益和大坝精神

发布日期:2021-03-11   
    黄河三门峡水利枢纽在60多年的运用中,不断探索研究,发展和完善了多泥沙河流水库“蓄清排浑”运用方式,保持了水库有效库容:攻克了汛期发电技术难题,探索出汛期优化调度运用模式;丰富和发展了多泥沙河流水利枢纽运行管理经验;充分发挥了水利枢纽在防洪、防凌、灌溉、供水、调水调沙与减淤发电、生态保护等方面发挥了巨大的社会效益和经济效益,为保障黄河中下游人民群众生命财产安全,做出了重大贡献。在黄河治理开发及促进流域可持续发展方面取得了巨大成就。同时为中国的水电事业培养造就了大批管理与技术人才,长期有效地改善了库区周边生态环境,有力地促进了地方经济和社会的和谐发展。
    (一)大坝效益
    一是防洪。确保黄河下游的防洪安全是三门峡水利枢纽的首要任务。三门峡水利枢纽控制着黄河的主要洪水来源,并对三门峡至花园口间发生的洪水起到错峰减量和补偿调节作用。库区335米高程以下长期保持有效库容近60亿立方米,可有效防御特大洪水。1964年后,三门峡以上地区发生过6次洪峰流量大于1000立方米/秒的洪水过程(称上大洪水,分别为1964年、1971年、1977年、1979年),经过三门峡水库调节运用,洪峰削减率达43.3%,对黄河下游防洪安全起到了重要作用。1982年8月,三门峡至花园口区间降雨形成下大洪水,花园口水文站洪峰流量达15300立方米/秒,三门峡水库滞洪运用,减少出库流量2200立方米/秒,起到了有效的错峰作用,减轻了黄河下游的洪灾损失,确保了黄河安澜。1991—2000年,黄河流域汛期洪水次数、洪峰流量和洪水总量大幅度减少。三门峡水库入库洪峰流量大于5000立方米/秒的洪水过程有3次,分别为1994年8月6日7360立方米/秒、1996年8月11日7400立方米/秒、1998年7月14日6500立方米/秒。三门峡水利枢纽及时投入防洪运用,确保了黄河下游河道和重要防洪工程安全。
    小浪底水库建成投运后,黄河下游防洪体系进一步完善。小浪底水库正常防洪库容为40.5亿立方米,三门峡水库防洪库容近60亿立方米,按照小浪底水库设计要求,只有当小浪底水库、三门峡水库、洛河故县水库、伊河陆浑水库联合调度控制运用时(简称四库联调),黄河下游才能达到千年一遇的防洪标准。对“上大洪水”或“下大洪水”,实行四库联调,可使百年一遇洪水,花园口洪峰流量由25780立方米/秒削减至15700立方米/秒;千年一遇洪水,花园口洪峰流量由34420立方米/秒削减至22500立方米/秒,接近大堤设防流量22000立方米/秒的标准,避免千年一遇以下大洪水决口的威胁;对万年一遇的特大洪水,花园口洪峰流量由41700立方米/秒削减至27350立方米/秒,从而使花园口至高村河段的行洪安全度提高。
    2003年,黄河中游出现了罕见的“华西秋雨”,渭河、伊洛河、沁河同时发生洪水,且持续时间长。黄河防总实施四库联调防洪运用,小浪底、陆浑、故县水库均超汛限水位运用,三门峡水库及时拦蓄洪水3亿立方米,有效缓解了小浪底水库的防洪压力,并为黄河下游兰考蔡集工程堵口抢险赢得了时间。下游滩区213.41万亩耕地免遭洪水淹没,滩区内76.85万人免遭洪水袭击,减少直接经济损失84.8亿元。三门峡水利枢纽投入运用以来,平均每年的防洪效益均在50亿元以上。
    二是防凌。黄河下游河道在河南省兰考县折向东北,河道上宽下窄,且多弯道。沿程纬度逐渐增高,气温上高下低,形成冬季自下而上冰冻封河,而开河时的顺序又是自上而下。因此在封河及开河期间,流冰常常堵塞局部河段形成冰塞或冰坝,从而抬高水位淹没广大滩区,造成堤防决口或控导工程垮塌,危及下游两岸广大人民群众生命财产安全。此外,在山东境内部分黄河河段也常发生凌汛,阻塞河道。黄河下游凌汛,以危害大且难以防治而闻名。在三门峡水利枢纽兴建之前,黄河下游防凌措施主要靠人工破冰来解决,但不能完全避免凌汛决口。三门峡水库建成运用以来,黄河下游防凌措施发展为利用三门峡水库进行凌前蓄水,凌期控制下泄流量与河道水量,减轻和消除了下游凌汛威胁。自三门峡水库运用以来,黄河下游均未发生过凌汛决口。
    小浪底水库投入运用后,按设计当黄河下游遭遇严重凌情时,在防凌调度中,需要防凌库容35亿立方米,其中小浪底水库防凌蓄水20亿立方米,三门峡水库防凌蓄水15亿立方米(相应防凌最高蓄水位326米)。2000年以后,三门峡水库配合小浪底水库进行控制运用,共同担负黄河下游防凌任务。黄河下游没有发生大的凌汛与灾害。
    三是灌溉。三门峡水利枢纽建成运用以后,黄河下游的引黄灌溉事业有了较大发展,从三门峡至黄河入海口1000多千米的黄河两岸,引黄涵洞增至95座(其中河南32座,山车63座),黄河下游19个地市的100多个市、县用上了黄河水,灌溉面积3000多万亩,三门峡水库每年为下游春灌保持了约10亿立方米的蓄水量,下游春旱时一般可使河道流量增加300立方米/秒,大大提高了下游引水的保证率,是下游沿黄地区可靠水源,对改变沿黄地区面貌发挥了显著作用。三门峡水库在每年春灌期间的补水,对黄河下游引黄灌区粮食稳产高产起着决定作用。引黄灌区内与灌区外相比较,灌区内粮食平均亩产增加200千克以上,皮棉平均亩产增加40千克以上。沿黄地区广大干部群众高兴地说:“致富仰仗责任田,丰收多亏黄河水”。
    四是供水。三门峡水库的防凌和春灌蓄水,为黄河下游提供了可靠的城市和工业水源。据统计,向水库以下郑州、开封、济南等沿河城市和胜利、中原油田等地的供水,每年可使供水地区增加200多亿元的工业产值。在三门峡水库调节下,1995年竣工的“引黄入卫”工程,共向河北省供水10多亿立方米,不仅为农业增产增收创造了条件,还使沧州等地区用上了黄河水。
    山东省“引黄济青”工程是一项跨流域、跨地市远距离的大型调水工程,工程自1989年11月25日建成后开始向青岛市区供水,满足了青岛市工业、居民生活等用水需要。
自1999年开始,黄河干流水量实行统一调度,三门峡水库在全黄河水量调度中,对防止黄河断流起到了极为关键的作用。小浪底水库正式投运后,三门峡水库与小浪底水库两库联合调度运用,进一步提高了下游用水保证率。
    五是调水调沙与减淤。在充分考虑黄河下游河道输沙能力的前提下,1973年以来,三门峡水库采用了“蓄清排浑”。调水调沙方式,提高了下游水流的输沙能力,增大了排沙入海的比例,取得了较好的效果。从而减轻下游河道淤积,实现了下游河床不抬高的目标。在黄河调水调沙运用中,三门峡水库充分发挥承上启下的关键作用,尤其是对泥沙的调节作用,为小浪底水库人工塑造异重流并推动其排沙出库,提供了强大动力,不仅对黄河下游减淤起到关键作用,而且对调整小浪底水库淤积形态,延长小浪底水库淤积库容使用年限发挥了重要作用。在新时期人民治黄、构建黄河防洪减淤体系和水沙调控体系、推动流域经济社会可持续发展的实践中,三门峡水库发挥着举足轻重的作用。
    六是发电。三门峡水电站自1973年年底第一台机组发电投产后,发电效益稳步提高,特别是积极探索汛期浑水发电模式,在机组过流部件抗磨试验取得了重大突破、汛期水库运用方式不断优化条件下,汛期发电量不断提高。多次通过扩装机组和改造机组,使非汛期水量利用率大幅提升,年发电量显著增加。特别是增加非汛期发电量,对河南省用电的高峰期(12月至3月)很有补益,对缓解华中电网供电紧张状况也起到了较大作用,降低了电网高位中火电站的煤耗。为国家节省了大量的原煤,取得了显著经济效益。仅发电一项的经济收入,早已超过了国家对建设三门峡大坝的投入。
    (二)枢纽成就
    三门峡水利枢纽是中华人民共和国成立后在黄河干流上兴建的第一座大型控制性水利枢纽工程,位于高含沙量的黄河中游河段。因为从来没有多泥沙河流建设水利枢纽的经验可循,因此在枢纽工程建设、管理与运用等方面经历了前所未有的复杂曲折历程。
20世纪90年代以前,主要改建工程已基本完成,经过长期艰难的探索和运用管理,逐步探索出多泥沙河流水库“蓄清排浑”的运用方式,丰富了水库泥沙科学理论与实践经验。90年代后,工程管理与运用经验进一步丰富和完善,为黄河万家寨、小浪底及长江三峡等国内外众多大中型水利枢纽工程建设提供了可借鉴的成功经验。
    1.运用方式。自1989年起,三门峡枢纽局积极开展汛期浑水发电试验,积累了大量水沙资料,研究了枢纽各类泄水孔洞不同组合运用对过机泥沙及水库冲淤的影响,总结了汛期过机含沙量变化的基本规律,探索出多泥沙河流水电站汛期发电的有效途径,为提高水库综合运用能力和汛期机组发电运行提供了可靠依据。针对汛期水沙特点,探索汛期“蓄清排浑”运用模式——“洪水排沙,平水发电”,即在入库含沙量高的洪水期进行敞泄排沙运用;在含沙量小的平水期,利用汛限水位以下的调节库容适当蓄水发电:同时利用不同高程的泄流孔洞进行分流分沙,有效减少过机泥沙含量,减轻泥沙对机组过流部件的磨蚀。小浪底水库投运后,三门峡水库非汛期合理控制最高运用水位,减少高水位持续时间,改善淤积形态,汛期洪水排沙运用实现了“空库迎洪敞泄排沙”,进一步增大洪水的冲刷能力。这一成功经验,在确保防洪安全和水库减淤的同时,提高了汛期水资源利用率,实现了水库防洪、减淤、兴利等综合运用目标,使三门峡水库“蓄清排浑”运用方式得到了进一步发展与完善。
    2.调水调沙。自2002年起,黄河防总利用黄河中游干流水库群开展黄河调水调沙试验及生产运行实践。通过对黄河中游水沙过程的调控,在保持水库群长期有效库容的同时,实现干流河道特别是黄河下游河道的冲刷或减淤,即利用来水来沙和水库调节能力,将不协调的水沙关系改造为水沙协调,充分发挥水库的排沙能力与下游河道的输沙能力,多排沙入海,减少下游河道淤积。
    2002-2010年,三门峡与万家寨、小浪底等水库多次进行水沙联合调度运用。通过水库群联合调度,时段内保持一定的泄流量,有效冲刷三门峡水库非汛期淤积物及堆积在小浪底库尾段的泥沙,进而冲刷黄河下游河道,恢复过洪能力。此间,三门峡水库通过水沙调控,为塑造小浪底水库异重流并排沙出库发挥了重要作用。据统计,黄河调水调沙期间,小浪底水库异重流排沙比平均达到47%,最大年份达到137%,有效改善了小浪底水库淤积形态,减少了小浪底水库淤积。同时,下游河道减淤效果显著,累计入海沙量7.1909亿吨,下游河道累计冲刷量4.0361亿吨。同时,三门峡水库也得到有效冲刷,335米防洪水位对应的防洪库容维持在近60亿立方米。
    3.生态环境。经过60年的运行,三门峡库区形成的20多平方千米水域,逐步成为维持本区域生态平衡的最基本要素,对调节地区气候、保护当地生物多样性及生态平衡,发挥着不可或缺的作用。良好的生态环境、滩涂及水域丰富的饵料,使三门峡水库成为国家级珍禽动物大天鹅、小天鹅、丹顶鹤、黄嘴白鹭、白尾鹞、鹊鹞、红脚隼、红隼、灰鹤、雕號等的越冬栖息地。每年入冬到次年初春季节,数以万计的白天鹅从遥远的西伯利亚飞临这里越冬,使三门峡市获得“天鹅城”的美誉。1995年,经河南省政府批准,建立三门峡库区湿地省级自然保护区。2003年,国务院批准建立包括三门峡在内的河南黄河湿地国家级自然保护区,三门峡市的生态环境将进一步得到改善。
    4.地域经济。三门峡市是伴随三门峡水利枢纽工程的建设而崛起的一座新兴工业城市。60年来,三门峡水利枢纽为促进三门峡市社会和经济发展作出了巨大贡献。全市由三门峡水库直接供水的大中型企业21家,这些企业固定资产占全市工业企业固定资产的63%;30万城市人口的用水基本依靠水库供给。三门峡水库不仅为三门峡市社会和经济发展提供了充足的水资源,而且为相关产业创造了6万多个就业岗位。同时,依托黄河三门峡水库,1992年4月,三门峡市被国家旅游局确定为“黄河之旅——中华民族之魂”国家级旅游线路的重点节点城市,并首次举办三门峡国际黄河旅游节,以黄河为媒介,开展丰富多彩的经贸、文体、旅游活动,促进了旅游文化产业和经济贸易快速发展。自2011年第十七届三门峡国际黄河旅游节由国家旅游局、中国国际贸易促进委员会和河南省人民政府共同主办,定名为“中国(三门峡)国际黄河旅游节暨投资贸易洽谈会”。冠名“国”字头,体现了国家级节庆活动的层次,提高了国际黄河旅游节的知名度,扩大了国际黄河旅游节的影响力。随着中国特色商品博览交易会成功举办并永久性落户三门峡市。三门峡市再次拥有了一项国家级节会,进一步提高了三门峡的知名度。截止2020年,三门峡国际黄河旅游节共举办了26届。2003年和2010年,三门峡市分别跻身“中国优秀旅游城市”行列和“国家园林城市”之列,被誉为“镶嵌在黄河岸边的一颗明珠”。三门峡国际黄河旅游节正式成为在国内外有着较大影响力的旅游暨经贸洽谈盛会,堪称三门峡市一张独特的城市名片。城市社会经济发展已全面步入快车道。


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