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三门峡水库,黄河上第一个大型水利枢纽工程,1957年4月13日,三门峡水利枢纽正式投入使用。一座曾经引起成千上万人迷狂欢呼的水库。49年间,它让黄河两岸三地几百万老百姓魂牵梦绕。关于它“生死”问题的争论,一直没有停息过。
简单来说, 三门峡是大坝是前苏联人设计的,没有预计到上游的水土流失带来的淤积问题。在前苏联没有黄河这么大的水土流失量,所以在设计时忽视了这个问题。
三门峡水库的失败包括三个方面:
一是水库库尾泥沙淤积,造成渭河入黄河部分抬高(甚至泥沙倒灌),渭河下游洪患严重、土地盐渍化,不得不降低蓄水位运行,并按蓄清排浑运用。
二是水库由于控制淹没损失一再缩小设计蓄水位,又在泥沙严重淤积后严重损失库容,不能满足黄河洪水控制的规划要求(续建小浪底的原因),水利枢纽由于降低蓄水位运用和反复改建浪费大量投资,发电效益因水头降低和泥沙磨蚀大减。
三是移民和移民回迁问题。三门峡移民因水库降低水位运用而大量回迁,但由于土地归属等问题长期无法良好安置,渭南因洪水、渭河尾闾迁移和土地盐渍化也产生了大量新移民。移民安置问题至21世纪初才基本解决。
三门峡的主要成功是两个方面
1:基本控制下游洪患,自工程建设完成至小浪底建成前约40多年,拦蓄一万方/秒流量以上洪峰6次,黄河下游大堤未曾决口。与小浪底、故县、陆浑水库联合调度可抵御黄河下游千年一遇洪水。
2:为多泥沙河流的水利枢纽建设、水库调度运用吸取了宝贵的经验教训;对高泥沙河流的水沙规律研究提供了宝贵的资料;作为新中国第一批大型水电工程,培养了大量工程技术人才。
关于苏联设计问题:苏联最早设计三门峡水库淹没极大,三门峡正常高水位为360米高程。淹没耕地333万亩,迁移90万人,库容达到647亿立方米库容,其中147亿立方米为拦沙库容(20年设计寿命,考虑上游水土保持拦沙效益,可延长至50年),若考虑水库寿命为100年,则正常高水位应提高到370米高程。
三门峡坝址的地址条件非常好,比后来的小浪底,曾经规划的八里胡同都要好,小浪底左岸是软弱泥岩非常坑,八里胡同有岩溶,三门峡坝址是花岗岩和玢岩,适合建设高坝。但是三门峡坝址要取得较大的库容,淹没损失非常大。最初的360米规划移民达到了90万人,苏联专家以库容必然带来淹没损失回应,但370米高程回水已经影响到西安了。
为减小淹没损失,防止影响西安,加上大跃进期间对水土保持工作过于乐观:“水土保持减沙效果,原预计1967年入库沙量减少20%,50年后减少50%,现在认为有可能加快,因此可缩小三门峡水库的拦沙库容……建议正常高水位按350米高程设计,340米高程建成。”,最后中央决议:“三门峡水利枢纽拦河大坝按正常高水位360米高程设计,第一期工程先按350米高程的蓄水位施工,1967年前最高运用水位不超过340米高程,死水位降至325米高程(原设计335米高程),泄水孔底槛高程降至300米高程(原设计320米高程),第一期工程大坝坝?顶先修筑至353米高程。”
而三门峡建设蓄水是分期蓄水的,实际蓄水到340米就由于翘尾巴式的严重淤积的问题直接威胁渭南地区,而不得不停止高水位运用,实际运用水位不超过335米。但是低水位下,枢纽的泄水能力不能达到设计要求,不得不两次改建。
三门峡的淤积问题并不是简单的泥沙淤积损失库容,而是黄河在进入水库后流速变慢,泥沙以三角洲的形式淤积在库尾,而不单纯淤积水库死库容。但是三门峡的库尾也是渭河汇入黄河的地方,淤积的三角洲把渭河河口给堵死了,甚至在黄河洪峰过境的时候泥沙倒灌进渭河。即使后来降低水位运用,这个三角洲依然存在(潼关高程不降低和降低很少),渭河的河床比降也没能恢复,造成渭河下游一系列问题。也是陕西希望在小浪底竣工后停用三门峡的主要原因(不过也有水利专家认为就是拆掉三门峡,潼关高程也降不下来了)。
而三门峡的改建和蓄清排浑运用也确实是有效的,三门峡水库改建之后,其水库剩余库容得到有效的保持,仍然能起到一定的防洪的作用。
三门峡水库两次改建:三门峡水库原先的蓄水位因为库尾淤积问题而不能达到,但是水库原先设计在比设计水位低时的泄洪能力不够,来洪水之后,水库的蓄水位会上升,库尾依然淤积。第一次改建,也就是二洞四管工程加大了枢纽低水位的泄洪能力;但是第一次改建没有解决水库排沙的问题,第二次改建打开导流底孔后才解决了排沙问题,但泥沙磨蚀设备的问题则一直到90年代才解决,通过冲刷稍微降低了潼关高程两米左右,但是80、90年代黄河枯水又淤积回去了。
为什么要修小浪底:三门峡在严重淤积以后经蓄清排浑,335米以下库容剩余55亿左右,配合下游堤防,设防能力为60年一遇洪水;对三门峡以下的暴雨洪水没有防洪能力,但历史洪水调查和75.8淮河洪水的教训,认为三门峡以下至花园口区间还有因暴雨发生两万立方米/秒以上大洪水的可能,小浪底是这一区间唯一的控制性坝址;黄河大堤之间的滩区有相当面积和人口,小浪底可以提高滩区防洪能力,并且小浪底可以提供相当死库容来减轻黄河下游淤积,其库容亦有相当的灌溉供水效益;另外,调水调沙减轻下游淤积的思路在80年代成型,小浪底也是个试验场。
其实,早在三门峡水利枢纽工程刚开工不久的1956年6月,周恩来总理就曾针对工程设计水位和运用方式的争论,指示召开过一次讨论会。会上,青年技术员温善章提出按335米修订设计,以减少淹没损失;而清华大学教授黄万里先生则干脆直接反对上三门峡水利枢纽工程。但就当时国内外水利科技发展水平来看,不论是中国专家还是苏联专家,不论是工程技术人员还是领导,对于黄河所挟带的举世无双的泥沙妖魔这一特点,认识还远远不够,所以两人的意见均未受到应有的重视。
1958年4月,周恩来总理在三门峡主持召开现场会。会上有同志对水土保持和减沙效果估计过高,周恩来总理亦泼了冷水:“如果我估计保守了,我甘愿做个愉快的右派。”并做出了当时条件下最好的总结:三门峡水库以防洪为主,综合利用为辅,要上下游兼顾,确保西安、确保下游。枢纽按360米蓄水位设计,按350米施工,初期运行水位不高于340米,初期拦洪水位不超过333米。同时力主将泄水孔底坎由原设计的320米降到300米,从而为避免后来更大程度的淤积,起到了关键作用。
伴随着两次工程改建的胜利完工,三门峡水库的运用方式已经从最初的“蓄水拦沙”先后转变为“滞洪排沙”“蓄清排浑”,直至目前已被诸多专家认同的“平水控制,洪水排沙”。一个个华丽转身新理念、新成果,无一不是黄河儿女遵循和利用黄河多泥沙河流自然规律上下求索的智慧结晶。特别是现在,我们又提出“维持黄河健康生命”这一现代治黄新理念,进行了艰苦卓绝的探索并取得一个又一个新的成功。
“浑身溃烂、每年总要溃几个窟窿”的黄河母亲终于在新世纪被她的儿女们抚平了伤疤,“长风怒卷高浪,飞洒日光寒”的三股夺门激流化为历史的回忆。
黄河安澜,国泰民安。
别了,黄河母亲的苦难。
别了,黄河儿女的苦难。
祝福黄河,祝福黄河的子孙们!