黄河调水调沙对黄河下游引黄供水的影响分析

袁占军，朱志方，杜华凯

（1．黄河水利委员会供水局，河南郑州 450003;2．黄河水利委员会水文局，河南郑州 450004）

黄河多年平均天然径流量580亿 m3，多年平均输沙量16亿 t，平均含沙量35 kg/m3．其较高的输沙量和含沙量造成大量泥沙在下游河道堆积，逐渐形成了高悬于黄淮海平原之上的“地上悬河”，致使历史上黄河下游洪水灾害频繁发生．解放后治黄取得了60多年伏秋大汛、岁岁安澜的巨大成就，但也存在着一些突出的问题：①下游河槽淤积萎缩严重，个别河段行洪能力已下降至1 800 m3/s;②下游中常洪水灾害加剧，滩区人水难以和谐相处;③二级悬河发展迅速，防洪形势日益严峻．

黄河调水调沙就是利用干支流水库群对进入下游的水沙进行调节和控制，塑造出相对协调的水沙关系，以充分发挥下游河道的输沙能力，遏制河槽萎缩，恢复并维持中水河槽．随着小浪底水利枢纽的建成，黄河调水调沙治河理论的设想付诸实践．2002年以来，通过3次调水调沙试验和7次生产实践，取得了丰硕的成果，在黄河治理开发和多泥沙河流水库调度运用等方面得到了很多启示［1］．但由于水库蓄水、河道游荡、河槽下切等原因，也造成人们在调水调沙影响黄河下游供水这一问题上存在一些不同认识．笔者通过阐述黄河调水调沙的成效，分析近10年来调水调沙对黄河下游引黄供水的影响，提出了消除或减轻这种影响的措施，为今后制定下游引水安全保障措施提供基础支撑和依据．

1 小浪底水库蓄水与黄河下游引水的关系

自20世纪90年代以来，黄河处于连续的枯水年份，来水严重偏少;同时，随着社会经济的快速发展、工农业生产和城乡生活用水大幅度增加，人类活动对下垫面影响加剧，加上上游水库工程的调蓄作用，进入下游的水量不断减少，水资源供需矛盾日益突出，断流现象也越来越频繁，下游引黄供水量逐渐受到影响．

近年来，黄河下游年引黄总水量超过100亿m3（包括跨流域引水），其中灌溉用水约占85%．引黄灌溉用水主要集中在春灌（3—6月），而此时适逢黄河的枯水季节，水资源供给与需求之间矛盾最为突出．据统计，每年3—6月引水量占全年引水总量的51．5%，7—9月引水量占全年引水总量的27．0%，相当于同期来水的16．2%，10月至次年2月引水量占全年引水量的21．5%，相当于同期来水量的12．2%．由此可见，引黄灌溉需水量与黄河天然来水量在时间上分布极不协调，而水库蓄水实现了对下游河道的水量调节作用，可以充分利用水库调蓄能力将水量在时间上优化配置，提高下游灌溉供水保证率，使灌区获得最大的灌溉效益．小浪底水库蓄水改变了黄河下游断流与弃水并存的现象，扭转了黄河频繁断流的严重局面，在一定程度上缓解了下游水资源的供需矛盾．自2000年以来，在上游来水量偏少的情况下，平均每年增加约20亿 m3的调节水量，年内径流调节改变了下游供水与需水在时间上的不协调状况，使下游引黄灌区的供水保证率由32%提高到75%左右．

2 河势变化对供水的影响

黄河特殊的来水来沙和沙质河床边界条件决定了黄河下游河道的游荡性，以及河势变化的多变性、随机性、相关性及不均衡性．主要表现为：大水时主流走中泓，河势下挫;小水时坐弯，河势上提．河势变化具有向下游传递的特点，即一弯变、多弯变，洪水期汊河容易夺溜、拉滩，造成主流取直改道．洪水后河势进入渐变阶段，长系列清水或低含沙水流条件下，平面展宽明显．小浪底水库投入运用前，天然洪水涨落猛，流量变幅大，洪峰中含沙量变化大，再加之河道工程不完善，黄河下游河道摆动频繁．

小浪底水库运行以来，下游来水集中于中小流量级，洪水减少，洪峰降低，流量的变幅得以控制．同时，黄河标准化堤防和河道控导工程的建设进一步控制了水流的摆动，河道游荡性程度总体降低，主流摆动幅度呈减弱趋势，河势流路相对稳定，引水工程靠河情况整体较好．值得注意的是，调水调沙结束后，大河流量减少速度过快，水位下降迅速，灌区来不及引水拉淤保渠，往往造成引水渠淤积，引水困难．

3 河道刷深、河槽下切对供水的影响

黄河下游引黄闸多数建于20世纪60—80年代，当时黄河下游河道连年淤积抬高，因此在设计涵闸底板高程时考虑了淤积因素，闸底板设置相对较高．黄河下游山东段部分涵闸调水调沙前后水位及闸底板高程见表1．

表1 黄河山东段部分涵闸调水调沙前后水位及闸底板高程对照表

由表1可知，山东54座水闸2010年调水调沙后，大河流量300 m3/s对应的闸前水位比2002年平均降低1．42 m，大河流量500 m3/s对应的闸前水位比2002年平均降低1．34 m．这说明自调水调沙以来，黄河下游主河槽全线下切，同流量水位明显降低，引黄闸底板高程相对抬高，在一定程度上影响了水闸引水．但除曹店闸在大河流量300 m3/s时对应水位略低于闸底板高程外，其他均高于闸底板高程．同时，2002年大河流量300 m3/s时对应的引黄闸前后高程差平均为1．18 m，而2010年其差值仅为0．48 m．由此可知，引黄闸前后比降缩小，也是影响下游引水效率的因素之一．

通过对比分析可知，虽然调水调沙使下游河槽全线下切，但近年来在大河常年平均流量下，水位仍能够满足水闸的设计引水要求．若及时实施闸前清淤和引水渠道清淤，可缓解河道下切对引水的不利影响．

部分观点认为调水调沙导致了引黄困难，但实际上引黄困难是由少数引水口脱河造成的．由于黄河下游控导工程尚不完善，部分河道主溜仍然游荡摆动，致使少数引黄工程无法正常引水．据此次调查统计，2002年以来，黄河下游100个引黄闸中有6个引黄涵闸出现脱河，分别为：2002年柳园口引黄闸，2002年刘庄引黄闸，2010年渠村闸、南小堤闸、梨园闸、王称固闸（4闸同属一个河段），但经开挖引渠后均能引水正常．随着下游标准化堤防和控导工程等河道整治工程的不断完善，下游游荡性河势进一步得到控制，引水工程脱河现象将逐步减少，由此引发的保障能力不足的疑虑也将打消．

4 结语

黄河调水调沙并非一味追求和延续河道下降态势，而是塑造并稳定过水能力为4 000 m3/s的中水河槽，保证输水输沙通道畅通，确保下游防洪安全．2010年调水调沙后，下游主河槽最小过流能力由2002年汛前的1 800 m3/s恢复到4 000 m3/s，有利于水沙输送的中水河槽基本形成．因此，今后调水调沙将不会再显著刷深下游河道，河道下切对引水的影响将大大降低．

［1］黄河水利委员会．黄河首次调水调沙试验［M］．郑州：黄河水利出版社，2003．

［2］刘尊黎，徐建新，张娜，等．调水调沙对河南省引黄供水的影响及对策［C］∥尚宏琦，骆向新．第四届黄河国际论坛论文集．郑州：黄河水利出版社，2010．

［3］王金虎，张加强．调水调沙对黄河下游德州引黄供水的影响［J］．山东水利，2008（12）：22 －23，39．

［4］王峰，崔新会．黄河调水调沙对东营引黄供水的影响及对策［J］．山东水利，2006（10）：28，41．