创新故事(2):三门峡水库运用方式经历的三个阶段

文摘   2024-10-29 07:01   海南  

到三门峡,必须参观三门峡大坝。站在三门峡水库大坝上,亲眼目睹新中国成立以后取得的伟大成就,民族自豪感油然而生。在当时极其艰苦的条件下,修建这样一座水库大坝,是多么伟大的壮举。在中国共产党的坚强领导下,经过几十年的艰苦探索,经历了水库运用的三个阶段,彻底解决了几千年来黄河泛滥的难题。

三门峡简介

三门峡因三门峡水利枢纽而立,也因此闻名天下。从简介看,它是我国在黄河上兴建的第一座以防洪为主综合利用的大型水利枢纽工程,控制流域面积68.84万平方公里,占全河流域面积的91.5%,工程始建于1957年,1960年基本建成,主坝为混凝土重力坝,最大坝高106米,长713.2 米。蓄水运用后因发生泥沙严重淤积问题,1965年增建"两洞四管"1969 年按照“合理防洪、排沙放淤、径流发电”的原则进行改建,打开8个施工导流底孔,并安装了五台总容量为25万千瓦的水轮发电机组。

经过增建和改建后,采用“蓄清排浑”的运用方式,使库内泥沙淤积得以控制,实现了冲淤基本平衡,为治理和开发黄河,在多泥沙河流上修建大型水利枢纽提供了宝贵经验。在黄河下游防洪、防凌、灌溉、发电、供水和减少河道淤积等方面发挥了显着效益。

三门峡有着许多古老而动人的传说,相传大禹治水开凿的“人门”、“鬼门”、“神门”(即三门峡名字的来源)已与大坝溶为一体;矗立在大坝下游的中流砥柱、张公岛、梳妆台、黄河古栈道都充满着神奇色彩,水库蓄水发电时节,高峡平湖、碧波荡漾,千年古峡已成为黄河上的旅游胜地。

三门峡水库的三次改建

第一次改建是在196412月—196812月。三门峡水库运用初期,由于对黄河泥沙问题认识不足,水库运用方式为“蓄水拦沙”,1961年库水位在330米以上长达200天,而水库泄流只有12个深孔,坝前水位315米时泄流能力仅3084立方米每秒,致使库区泥沙淤积严重,潼关高程(潼关水文站1000立方米每秒流量时6号断面相应水位)抬升4.8米,在渭河口形成“拦门沙”,渭河行洪不畅,直接威胁到渭河下游防洪和西安市安全。

第一次改建增建"两洞四管",即在大坝左岸开挖两条进口高程为290米的泄流排沙洞,把4条发电引水钢管(5-8号)改为泄流排沙管。改建后,坝前水位315米时,泄流能力由3084立方米每秒增加到6102立方米每秒,排沙比由6.9%提高到82.5%,库区淤积明显减缓。但是,潼关以上库区以及渭河下游继续淤积,仍需进一步改建。

第二次改建是在196912月至20006月,又分为两期进行,即第二、第三次改建。

第一期为“五机八底”(196912月—19791月)196912月至197110月先后打开8个施工导流底孔(1-8号),197312月至19791月安装了5台水轮发电机组(15号,进水口高程由原来的300米下卧至287米)。改建完成后,坝前水位315米时,泄流能力由6102立方米每秒增加到9059立方米每秒,排沙比由82.5%提高到103.5%,水库由淤积变为冲刷。335米高程以下库容恢复到60亿立方米,潼关高程下降1.8米左右。

第二期为“两机四底”(19907月—20006月)19907月打开910号施工导流底孔,19997月打开11号施工导流底孔,20006月打开12号施工导流底孔。至此,12个施工导流底孔全部打开。19944月、19974月分别安装了6号、7号机组。两次改建全部完成后,大坝共有27个泄流孔洞管(12个底孔、12个深孔、2条隧洞、1条钢管)7台发电机组。坝前水位315米时大坝泄流能力达到9701立方米每秒(含机组共过流能力11000立方米每秒)。

三门峡水库运用方式经历了“蓄水拦沙”“滞洪排沙”“蓄清排浑”三个阶段

“蓄水拦沙”阶段19609月—19623月)。将黄河来水来沙全部拦蓄在水库中,通过库区淤积减少下游河道的淤积,减缓下游“地上悬河”的抬升速度。但是,“蓄水拦沙”期,除洪水期排出少量细颗粒泥沙外,其余泥沙全部淤在库内,累计淤积泥沙15.4亿吨,库区淤积严重19609月到19623月,潼关高程由323.4米上升到328.2米,抬高4.8米。

“滞洪排沙”阶段19624月—197310月)。即汛期敞泄,自然滞洪,只保留防御特大洪水和下游防凌的任务。潼关至三门峡库区的淤积有所减缓,却增加了下游主河槽的淤积

“蓄清排浑”阶段197311月至今)。在来沙少的非汛期蓄水兴利,汛期降低水位防洪排沙,把非汛期淤积在库内的泥沙调到汛期、特别是洪水期泄排出库,对下游泥沙起到冲刷作用,增强了下游河槽最小过流能力。“蓄清排浑”运用以来,全年入库与出库沙量基本保持平衡,水库防洪库容长期保持在近60亿立方米

“蓄清排浑”的正确运用,说明在黄河上修建水库,不仅能调节水量,而且能调节沙量。没有三门峡水库的实践,就没有“蓄清排浑”调水调沙的水库运用方式,以及以此为主要内容的水沙调节理论,从而丰富和发展了多泥沙河流综合治理理论。

从三门峡水库三次运用方式的调整,使我们认识到,理论源于实践,实践出真知。通过大量的实践,总结提升成为理论,理论又指导实践。同时,我们还认识到,疏与导是大自然的法则,我们只能遵循大自然的法则,不能也无法改变大自然的法则。

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寿仁论科创
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