小浪底水庫270 m水位初次運(yùn)用及下一階段運(yùn)用水位探討

李立剛

（水利部小浪底水利樞紐建設(shè)管理局，河南濟(jì)源454681）

2012年11月12日，小浪底水庫水位首次達(dá)到270 m，蓄水量89.34億m3，這是小浪底水利樞紐運(yùn)行管理中的重要里程碑，也是一次重要的檢驗(yàn)，小浪底水利樞紐運(yùn)行管理達(dá)到了一個(gè)嶄新的階段。

1 小浪底水庫達(dá)到270 m水位具有重大意義

小浪底水庫水位首次達(dá)到270 m，達(dá)到了最后一個(gè)分級(jí)蓄水階段，具有重要而深遠(yuǎn)的意義。

1.1 小浪底水利樞紐運(yùn)行管理進(jìn)入了一個(gè)嶄新階段

小浪底水庫正常蓄水位275 m，防洪最高運(yùn)用水位275 m，最低運(yùn)用水位一般不低于210 m。根據(jù)土石壩運(yùn)用條件和壩體穩(wěn)定要求，水庫按分級(jí)蓄水原則逐步抬高允許最高蓄水位，在260～265 m和265～270 m水位級(jí)持續(xù)一定時(shí)間，對(duì)每級(jí)水位蓄水運(yùn)用的原型監(jiān)測資料進(jìn)行匯總分析，在前一級(jí)水位運(yùn)行檢驗(yàn)穩(wěn)定后，方可進(jìn)行后一級(jí)水位蓄水運(yùn)用。

《小浪底水利樞紐攔沙后期（第一階段）運(yùn)用調(diào)度規(guī)程》規(guī)定，當(dāng)水位在265～270 m之間連續(xù)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到45 d或累計(jì)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到90 d，確認(rèn)大壩無異常后，方可進(jìn)入270 m以上水位運(yùn)行。2011年11月17日-12月31日，小浪底水庫在265 m以上水位持續(xù)運(yùn)行超過45 d，且樞紐運(yùn)行安全穩(wěn)定，已經(jīng)滿足進(jìn)入270 m以上水位運(yùn)行的條件，進(jìn)入到最后一級(jí)分級(jí)蓄水階段。

1.2 經(jīng)歷了高水位運(yùn)行的考驗(yàn)，樞紐建筑物運(yùn)行安全穩(wěn)定

小浪底工程投入運(yùn)用13年來，對(duì)樞紐建筑物運(yùn)行以來、特別是高水位運(yùn)行以來的巡視檢查和安全監(jiān)測分析表明：大壩變形和滲流已趨穩(wěn)定，進(jìn)出水口高邊坡穩(wěn)定，泄水設(shè)施完好，閘門和啟閉設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，庫區(qū)滑坡體維持穩(wěn)定，未發(fā)生水庫誘（觸）發(fā)地震的跡象，樞紐建筑物經(jīng)受了長歷時(shí)、高水位的運(yùn)用考驗(yàn)，運(yùn)行安全穩(wěn)定。

1.3 高水位運(yùn)行將發(fā)揮更大的綜合效益

小浪底水庫下閘蓄水運(yùn)行以來，在防洪、防凌、減淤、供水、灌溉、發(fā)電、生態(tài)保護(hù)等方面發(fā)揮了巨大的綜合效益，黃河下游的防洪標(biāo)準(zhǔn)由不足重現(xiàn)期60年提高到重現(xiàn)期1000年，基本解除了下游凌汛威脅，水庫攔沙和調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用使下游河床由水庫運(yùn)用前的淤積抬升轉(zhuǎn)變?yōu)闆_刷下切，提高了黃河下游的供水灌溉保證率，顯著改善了庫區(qū)、下游及河口地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。小浪底水庫進(jìn)入270 m水位以上運(yùn)行將使黃河下游防洪、防凌具有更大的調(diào)節(jié)庫容，為調(diào)水調(diào)沙提供更加充足的水量，為明年春季供水灌溉提供更大的可調(diào)節(jié)用水，保障發(fā)電用水量和較好的出力，為確保黃河不斷流、維持黃河健康生命將發(fā)揮更大的重要作用。

2 小浪底水庫高水位運(yùn)行情況

小浪底水利樞紐攔沙初期運(yùn)用調(diào)度規(guī)程規(guī)定，小浪底水利樞紐運(yùn)用分為三個(gè)時(shí)期，即攔沙初期、攔沙后期和正常運(yùn)用期。攔沙初期指水庫泥沙淤積量達(dá)到21～22億m3以前；攔沙后期指攔沙初期之后至庫區(qū)形成高灘深槽，壩前灘面高程達(dá)254 m，相應(yīng)水庫泥沙淤積總量約75.5億m3；正常運(yùn)用期指在長期保持254 m高程以上40.5億m3防洪庫容的前提下，利用254 m高程以下10.5億m3的槽庫容長期進(jìn)行調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用。2008年汛后小浪底水庫泥沙淤積量約22億m3，攔沙初期運(yùn)用階段結(jié)束，至2012年底水庫泥沙淤積約28億m3，處于攔沙后期第一階段運(yùn)用期。

2.1 水庫初期運(yùn)行情況簡述

小浪底水庫1999年10月下閘蓄水投入初期運(yùn)用，初期具有較大的運(yùn)用庫容，各年度蓄水最高運(yùn)行水位見表1，水庫水位過程線見圖1。

從蓄水過程看，小浪底水庫初期運(yùn)用具有以下特點(diǎn)：一是小浪底水庫初期運(yùn)用具有較大的調(diào)節(jié)庫容，水庫防洪、防凌運(yùn)用調(diào)節(jié)性能良好；二是汛期運(yùn)用沒有達(dá)到最高防洪限制水位，水庫最高運(yùn)用水位均發(fā)生在非汛期。

圖1 小浪底水庫水位過程線Fig.1 The water level of Xiaolangdi reservoir

表1 小浪底水庫歷年蓄水最高水位Table 1 The highest water level of Xiaolangdi reservoir over the years

2.2 水庫高水位運(yùn)行措施

小浪底水庫首次進(jìn)入高水位運(yùn)行，在行政管理和技術(shù)管理上均采取了一系列有效措施，確保樞紐安全穩(wěn)定運(yùn)行。

在行政管理上采取的措施，一是成立小浪底水庫高水位運(yùn)用指揮部，統(tǒng)一安排部署與小浪底水庫高水位運(yùn)用安全相關(guān)的各項(xiàng)工作，指揮部下設(shè)辦公室，負(fù)責(zé)高水位運(yùn)用期間水庫調(diào)度和搶險(xiǎn)協(xié)調(diào)工作，并實(shí)行24 h值班；明確各相關(guān)部門（單位）負(fù)責(zé)人為本部門（單位）高水位運(yùn)用安全第一責(zé)任人。二是及時(shí)向地方人民政府通報(bào)水庫最新運(yùn)用情況，協(xié)調(diào)庫區(qū)周邊地方人民政府相關(guān)部門密切關(guān)注小浪底庫區(qū)滑坡體和塌岸情況、及時(shí)轉(zhuǎn)移危險(xiǎn)區(qū)域人員和財(cái)物，避免人身財(cái)產(chǎn)損失。三是封閉庫區(qū)旅游，盡量減少無關(guān)人員進(jìn)入現(xiàn)場。

技術(shù)管理上采取的措施，一是加強(qiáng)巡視檢查和安全監(jiān)測，加密大壩變形、壩基滲流和地震監(jiān)測，對(duì)樞紐建筑物、左岸山體、進(jìn)出口高邊坡、庫區(qū)滑坡體等重點(diǎn)部位，晝夜不間斷巡查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理；二是加強(qiáng)調(diào)度協(xié)調(diào)，密切水調(diào)電調(diào)聯(lián)系，嚴(yán)格執(zhí)行黃河防總調(diào)度指令，科學(xué)、合理地安排樞紐調(diào)度運(yùn)用方式；三是堅(jiān)持安全會(huì)商，啟動(dòng)每日會(huì)商機(jī)制，組織專家開展安全會(huì)商，分析預(yù)測樞紐安全狀態(tài)，全面掌握樞紐運(yùn)行狀況；四是施行“零事故報(bào)告”制度，各責(zé)任單位每日17時(shí)前將責(zé)任區(qū)域巡查結(jié)果上報(bào)指揮部辦公室；五是完善應(yīng)急預(yù)案，組建應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)，做到組織、責(zé)任、措施、隊(duì)伍、物資五落實(shí)，做好處置突發(fā)情況的準(zhǔn)備。

3 下一階段運(yùn)行水位的思考與探討

小浪底水庫進(jìn)入270 m以上水位運(yùn)行，按照運(yùn)用調(diào)度規(guī)程的要求，已經(jīng)具備了正常蓄水位275 m運(yùn)行的條件。但根據(jù)小浪底水庫特征水位指標(biāo)、防洪防凌運(yùn)用要求以及來水情況等條件，小浪底水庫何時(shí)能夠達(dá)到正常蓄水位275 m以及275 m水位下的安全穩(wěn)定運(yùn)行，是下一步運(yùn)行管理的重點(diǎn)內(nèi)容。

3.1 水庫的開發(fā)目標(biāo)和特征水位指標(biāo)

小浪底工程壩頂高程281 m，水庫設(shè)計(jì)正常蓄水位275 m，重現(xiàn)期1000年設(shè)計(jì)洪水位274 m，重現(xiàn)期10000年校核洪水位275 m，正常死水位230 m，非常死水位220 m。水庫正常蓄水位和校核洪水位相同，是根據(jù)水庫開發(fā)目標(biāo)和運(yùn)用要求確定的。

三門峽水庫運(yùn)行調(diào)節(jié)對(duì)黃河下游防洪、減淤不能達(dá)到原設(shè)計(jì)的有效作用，由此，小浪底水庫的開發(fā)要承擔(dān)防洪、防凌、減淤等主要任務(wù)，必須具有高壩大庫的調(diào)節(jié)能力。小浪底水庫最高蓄水位上游受三門峽電站尾水的限制、下游受壩址區(qū)左岸單薄分水嶺地形地質(zhì)條件的限制，經(jīng)對(duì)265 m、270 m、275 m三個(gè)最高蓄水位的比較，三個(gè)方案均滿足防洪、防凌要求，不影響三門峽電站尾水水位，而較大的庫容使減淤效益顯著增加，且主體工程泄洪、排沙建筑物占很大比重，故投資差別不大，因此，選用了275 m為水庫最高蓄水位。

小浪底工程規(guī)模巨大，按重現(xiàn)期1000年洪水設(shè)計(jì)、重現(xiàn)期10000年洪水校核，經(jīng)過水庫調(diào)洪運(yùn)用計(jì)算，小浪底水庫重現(xiàn)期1000年設(shè)計(jì)洪水蓄水量為38.2億m3、重現(xiàn)期10000年校核洪水蓄水量為40.5億m3；水庫壩前泥沙淤積灘面高程254 m，254 m高程以下10.5億m3槽庫容不參與防洪運(yùn)用，因此，重現(xiàn)期10000年校核洪水位為275 m、重現(xiàn)期1000年設(shè)計(jì)洪水位為274 m。

為保持小浪底水庫51億m3的長期有效庫容（40.5億m3的防洪庫容和10.5億m3的調(diào)水調(diào)沙庫容），經(jīng)過庫區(qū)淤積計(jì)算，死水位確定為230 m?？紤]到經(jīng)過校核洪水運(yùn)用后的淤積灘面會(huì)增高，此時(shí)將死水位由230 m降低到220 m，稱作非常死水位，用以恢復(fù)淤積灘面上的防洪庫容。

3.2 小浪底水庫運(yùn)用原則及達(dá)到正常高水位的預(yù)測

小浪底水庫攔沙后期第一階段運(yùn)用調(diào)度規(guī)程對(duì)調(diào)度時(shí)段進(jìn)行劃分，7月1日-10月31日為防洪、減淤調(diào)度時(shí)段，11月1日到次年2月底為防凌、減淤調(diào)度時(shí)段，3月1日-6月30日為供水、灌溉、減淤調(diào)度時(shí)段。攔沙后期第一階段前汛期起始汛限水位為225 m，8月21日起可以向后汛期汛限水位過渡，后汛期起始限制水位為248 m，10月21日起可以向非汛期水位過渡。黃河防凌要求小浪底水庫每年12月底預(yù)留20億m3防凌庫容，即防凌限制水位266 m；防凌調(diào)度原則是小浪底水庫和三門峽水庫聯(lián)合運(yùn)用，且小浪底水庫首先投入防凌運(yùn)用，20億m3防凌庫容蓄滿后，三門峽水庫再投入防凌運(yùn)用。

處于攔沙后期第一階段的小浪底水庫，在防洪調(diào)度時(shí)段，汛限水位較低，水庫具有較大的防洪庫容，難以達(dá)到正常蓄水位275 m；在防凌調(diào)度階段初期11月1日-12月31日，水庫可在較高水位下運(yùn)行，但在12月31日前要降低到266 m以下投入防凌運(yùn)用；防凌調(diào)度階段后期1月1日到2月底，如果防凌任務(wù)較重，水庫水位可以達(dá)到正常蓄水位275 m；供水灌溉調(diào)度階段，水庫水位一般處于下降階段，但不能排除5月、6月的大洪水使水庫水位上升到正常蓄水位275 m的可能。

3.3 探討下階段一般運(yùn)用限制水位

小浪底水庫在防洪調(diào)度和防凌調(diào)度期有限制運(yùn)用水位，在正常運(yùn)行期沒有限制水位，而正常蓄水位和校核洪水位相同，即在遇到重現(xiàn)期10000年洪水或非常運(yùn)用條件下，才能達(dá)到校核洪水位，正常運(yùn)行條件下，為確保樞紐安全穩(wěn)定運(yùn)行，一般不應(yīng)達(dá)到正常蓄水位275 m。①防凌運(yùn)用前期，小浪底水庫從10月21日起即向非汛期水位過渡，根據(jù)來水情況水庫水位開始上升，12月31日前要降低到266 m以下投入防凌運(yùn)用，此階段沒有最高限制水位；②防凌運(yùn)用后期，如果防凌運(yùn)用達(dá)到20億m3，則水庫水位達(dá)到正常蓄水位275 m；③供水灌溉后期，如果此時(shí)期發(fā)生洪水，也有達(dá)到275 m水位的可能，由于沒有水位運(yùn)用的限制，而其后緊接進(jìn)入汛期，勢必對(duì)汛期運(yùn)行和調(diào)水調(diào)沙運(yùn)行產(chǎn)生影響。

一般水庫在非汛期按照正常蓄水位運(yùn)行，校核水位在發(fā)生校核洪水時(shí)的非常運(yùn)行條件下短期運(yùn)行，而小浪底水庫的正常蓄水位和校核洪水位相同，即在遇到重現(xiàn)期10000年校核洪水或非常運(yùn)用條件下，才能達(dá)到校核洪水位。為確保水庫安全穩(wěn)定運(yùn)行，一般不應(yīng)達(dá)到正常蓄水位275 m，為水庫正常運(yùn)行留有一定的富余庫容，建議研究確定一般運(yùn)行條件下的限制水位。小浪底水庫273～275 m有效庫容為5.05億m3，274～275 m有效庫容為2.54億m3。在防凌運(yùn)用前期，建議預(yù)留5億m3的庫容，按照273 m限制水位運(yùn)行；在防凌運(yùn)用后期，建議確保預(yù)留2.5億m3的庫容，即按照274 m限制水位運(yùn)行；在供水灌溉前期，建議預(yù)留5億m3的庫容，按照273 m限制水位運(yùn)行；在供水灌溉后期，建議按照預(yù)留10億m3的庫容運(yùn)行。■

[1]水利部水建管〔2004〕439號(hào)，小浪底水利樞紐攔沙初期運(yùn)用調(diào)度規(guī)程[S].

[2]水利部水建管〔2009〕446號(hào)，小浪底水利樞紐攔沙后期（第一階段）運(yùn)用調(diào)度規(guī)程[S].

[3]殷保合.黃河小浪底水利樞紐工程[M].北京：中國水利水電出版社，2004.

[4]林秀山.黃河小浪底水利樞紐規(guī)劃設(shè)計(jì)叢書：樞紐規(guī)劃設(shè)計(jì)[M].北京：中國水利水電出版社，2006.

[5]中國水利網(wǎng).小浪底水庫首次蓄水至270米水位[N/OL]，2012-11-12.

[6]李立剛，李占省.小浪底水庫調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用對(duì)大壩變形的影響分析[J].大壩與安全，2007（2）：28-31.