小浪底水利枢纽
水利工程资料
地理位置
小浪底水利工程位于河南省洛阳市孟津县与济源市之间,距离三门峡水利枢纽下游130公里、河南省洛阳市以北40公里的黄河主干流上,控制流域面积69.4万平方公里,占黄河流域面积的92.3%。坝址所在地南岸为孟津县小浪底村,北岸为济源市蓼坞村,是黄河中游最后一段峡谷的出口。
水库淹没地方面积及移民
小浪底水库正常蓄水位时淹没面积277.8平方公里,施工区占地23.33平方公里,共涉及河南、山西两省的济源、孟津、新安、渑池、陕县、平陆、夏县、垣曲8县(市)33个乡镇,安置移民20万人。
小浪底工程移民计划分三期进行。
第一期为180米高程以下及受影响的4.6万移民。移民时间:1995-1997年6月底。此期移民计划按时完成。
第二期为180-265米高程区间及受影响的12.6万移民。移民时间:1997-2000年。此期移民计划有所延迟,分成两阶段完成,1999年6月底215米以下移民完成搬迁;2001年底完成265米以下移民搬迁。
第三期为265-275米高程区间及受影响的1.7万移民。移民时间:2000年-2003年。
世界银行的贷款
小浪底水利枢纽工程协定利用世界银行贷款10亿美元,其中国际复兴开发银行贷款8.9亿美元,国际开发协会贷款1.1亿美元。
由于小浪底工程投资巨大,在当时国家财政状况下,如果完全由财政拨款兴建,资金将难以保证,短期内上马的难度较大。为了令小浪底工程尽快开始,国家水利部提出部分利用世界银行贷款,责成黄委会设计院编制了“部分利用世界银行贷款的可行性报告”。
1988年7月,世界银行中蒙局专案官员丹尼尔.古纳拉特南先生(D.Gunaratnan) (简称古纳)一行4人到小浪底工程坝址调查小浪底工程情况。1989年5月,古纳第三次考察小浪底工程时,建议利用世界银行技术合作信贷(TCC)聘请国际咨询公司,协助黄委会设计院编制招标档及工程概算,成立特别咨询专家组,审查枢纽设计方案、评估枢纽的安全性。水利部采纳了世界银行的建议,在1989年9月成立了黄河水利水电开发总公司(YRWHDC),以开发小浪底水利枢纽工程。
1994年2月17日,中国与世界银行在华盛顿就贷款协议和专案进行谈判。该年2月23日,中国与国际开发协会在华盛顿就小浪底工程移民项目贷款进行谈判,在其后2月28日签署会谈纪要。根据协定,世界银行为小浪底工程提供贷款,第一期为4.6亿美元,国际开发协会为专案提供0.799亿特别提款权信贷(合1.1亿美元)。1997年9月11日,世界银行为小浪底工程提供第二期4.3亿美元贷款。
建造小浪底水利枢纽的目的
防洪、防凌
小浪底水利枢纽与已建的三门峡、陆浑、故县水库联合运用,并利用下游的东平湖分洪,可使黄河下游能抵御千年一遇的洪水。千年一遇以下洪水不再使用北金堤滞洪区,减轻常遇洪水的防洪负担。与三门峡水库的联合运用,共同调蓄凌汛期水量,可基本解除黄河下游凌汛威胁。
减淤
小浪底水利枢纽采用“人工扰沙”方式,即借助河水已有的势能,辅以人工扰动河床土质,促进河床泥沙启动,实现河床下切、输沙入海。简单地说,就是通过搅动让河底淤沙上浮,使其与自然水流一起下泄,从而达到清淤输沙的目的。第三次调水调沙试验共设3个扰沙点,分别位于小浪底库尾、河南范县李桥河段、山东梁山县小路口河段。
以上方法,可使黄河下游河床20年内不淤积抬高。非汛期下泄清水挟沙入海以及人造峰冲淤,对下游河床有进一步减淤作用。
供水、灌溉
黄河下游控制灌溉面积约4000万亩,每年平均实灌面积1760万亩,年引水量80~100亿立方米,由于黄河来水丰枯不匀,又缺乏足够的水量调节能力,灌溉用水保证率仅32%。二十世纪七十年代以来,沿河工农业迅猛发展,城市供水需求急剧增长,山东利津至入海口河段几乎每年断流,水资源供需矛盾十分突出。小浪底水利枢纽可减少下游断流的概率,平均每年可增加20亿立方米的调节水量,满足下游灌溉与城市用水,提高灌溉保证率。
发电
小浪底水利枢纽装机6台,每台30万KW,总装机容量180万KW,是河南省理想的水电站。
工程论证及决策经过
1955年7月,第一届全国人大二次会议通过《关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合规划》的决议(以下简称“决议”),预计在黄河主干流由上而下布置46座水电站,小浪底水利工程为第40个梯级,最初并非设计成大型水库式水电站,而是以发电为主的径流式水电站。
黄河下游规划
在1955年的“决议”中,三门峡以下有任家堆、八里胡同、小浪底三个梯级。1958年-1970年的黄河规划,对三门峡至小浪底区间三个开发方案进行了比较研究:
补救三门峡的缺陷

小浪底景区
小浪底水利工程是黄河三门峡水利工程失败后的补救措施。
1960年建成的三门峡水库在当年9月蓄水,1961年2月9日坝前最高水位达332.5米,回水超过潼关,由于低估黄河泥沙淤积的严重性,令潼关段黄河河床平均淤高4.3米,致使渭河排水不畅,两岸地下水位抬高,河水浸没农田,危及关中平原的安全。
中国国务院因此改弦易张,决定自1962年3月起降低三门峡运用水位,将水库运用方式由“蓄水拦沙”改为“滞洪排沙”,后进一步改为“蓄清排浑”。但此调整却造成负面影响,使其拦蓄三门峡以上洪水、泥沙、凌汛的能力降低。
1975年8月上旬,淮河发生特大暴雨。经气象分析,这场暴雨绝对有可能发生在传统的黄河泛滥区——三门峡至花园口一段,从而使黄河产生每秒4万至5.5万立方米的特大洪水,即使经过三门峡、陆浑、故县等水库拦蓄后,花园口站的洪峰流量仍可达到每秒4.2万立方米,但是黄河下游防洪工程的设防标准仅为每秒2.2万立方米(花园口站),不能抵受百年一遇的洪水。
因此,水利专家建议在三门峡水库的下游另设水坝,而小浪底则是三门峡以下唯一能够取得较大库容的坝址,小浪底水库亦因此成为防御黄河下游特大洪水的重要工程。
1975年8月,山东省、河南省、水利部联合报告国务院,提出修建小浪底或桃花峪工程。
小浪底水利枢纽与已建的三门峡、陆浑、故县水库联合运用,并利用下游的东平湖分洪,可使黄河下游能抵御千年一遇的洪水。千年一遇以下洪水不再使用北金堤滞洪区,减轻常遇洪水的防洪负担。与三门峡水库联合运用,共同调蓄凌汛期水量,可基本解除黄河下游凌汛威胁。
小浪底与桃花峪比较论证
1975年8月,河南省、山东省和水利部联合向国务院报送《关于防御黄河下游特大洪水意见的报告》,提出:“为防御下游特大洪水,在干流兴建工程的地点有小浪底、桃花峪。从全域看,为了确保下游安全必须考虑修建其中一处”。国务院于1976年5月3日批复,原则上同意两省一部报告,并指示“可即对各项重大防洪工程进行规划设计”。
1980年11月,水利部对小浪底、桃花峪工程规划进行了审查,决定不再进行桃花峪工程的比较工作。小浪底在黄河中下游防洪规划中的地位被确定下来。
1981年3月,黄委会设计院完成《黄河小浪底水库工程初步设计要点报告》,确定枢纽开发任务为防洪、减淤、发电、供水、防凌;工程等级为一等,水库正常高水位275米,设计水位270.5米,校核洪水位275米;拦河坝为重粉质壤土心墙堆石坝,坝顶高程280米;总库容127亿立方米,坝址为高坝。水库初期采取“蓄水拦沙”运用,后期采取“蓄清排浑”运用;电站装机6台,单机容量26万千瓦。此后的历次设计修改均脱胎于此方案。
可行性评估
小浪底水利工程的复杂性,在于泥沙问题和地质问题,实际上当时检测到黄河最大含沙量为每立方米941公斤,而工程的其中一个目的,就是减缓小浪底上游的泥沙淤积程度。另一方面,坝址有大于70米的河床深覆盖层、软弱泥化夹层、左岸分水岭十分单薄、顺河大断裂、当地地震基本列度7度等地质难题。
为解决工程泥沙及工程地质问题,1979年中国水利部聘请法国的柯因.贝利埃咨询公司对小浪底工程的设计进行咨询。柯因公司认为小浪底工程的泄洪、排沙和引水发电建筑物的进口必须集中布置,才能防止泥沙淤堵。
1984年9月至1985年10月,黄委会与柏克德公司进行小浪底轮廓设计。轮廓设计确定了以洞群进口集中布置为特点的枢纽建筑物总布置格局,提出导流洞改建孔板消能泄洪洞,按国际施工水准,确定工程总工期为8年半。
1986年国家计委委托中国国际工程咨询公司对设计任务书进行评估。评估意见建议国家计委对该“设计任务书”予以审批。
1988年至1989年黄委设计院根据多次审查意见,对初步设计进行了优化。优化后的枢纽建筑物总布置方案,将原初步设计六座错台布置的综合进水塔,改为直线布置的九座进水塔。招标设计时又增加一座灌溉塔。
1991年11月,黄委会设计院根据咨询专家的意见,将原初步设计半地下厂房改为地下厂房。
工程的地位和作用
小浪底工程是三门峡以下唯一能够取得较大库容的控制性工程,处在控制黄河下游水沙的关键部位,也是唯一能够担负下游防洪、防凌、兼顾工农业供水、发电的综合水利枢纽,具有优越的自然条件和重要的战略地位。
三门峡工程的负面影响,其主要表现在;大坝抬高水位后降低了流速,加速上游淤积,从而加剧了上游渭河地区的水灾。
小浪底工程的设计则充分汲取三门峡工程的经验教训。三门峡工程在泥沙问题上的最大教训是 对上游水土保持拦沙作用的估计,以及水库的作用过分乐观,而预计的入库泥沙量偏低。 三门峡工程的第二个教训,就是在泥沙比率高的河流建了水库之后,不能采用高水位的蓄水运行方式,而应该采用“蓄清排浑”的方式,在汛期低水位时,建筑物要有足够的泄洪排沙能力。
小浪底水库区为峡谷河段,有利于保持较大的长期有效库容,可以长期发挥调水调沙、兴利除害的效益,防洪运用比较可靠,不仅可以拦蓄特大洪水,还可以根据下游防洪需要适当控制中小型洪水。这是其它工程措施所不能比拟的。
小浪底水库拦调泥沙,能够减缓黄河下游河道淤积,还可以通过人造洪峰、调水调沙等运用方式,长期发挥较大的减淤作用,与其它减淤措施相比,在减淤效果、减淤单位投资、影响人口等方面,小浪底工程都明显比三门峡水利工程优胜。
小浪底水利枢纽在保证下游防洪、满足下游减淤的前提下,还可以调节径流,为下游工农业用水增加可利用的水源,发电调峰可以改善电力系统的运行条件。综合各方面因素,小浪底水利枢纽是黄河下游防洪减淤工程中最佳方案。
工程技术难度
小浪底水利工程规模宏大,地质情况复杂,水沙条件特殊,被中外专家称为世界上最具挑战性的水利工程之一,其工程复杂程度主要有七点:
洞室密集,是世界坝工史上洞室布置最密集的水利工程。
进水塔上集中布置16条隧洞的进水口,是世界上最大最复杂的进水塔;
导流洞后期增设3级孔板环改建为永久泄洪洞,是世界上最大的孔板消能泄洪洞。
水轮机的抗磨、防腐要求高。
主坝基础的纱卵石覆盖层最大厚度80m、建有1.2m厚混凝土防渗墙最深80m,防渗面积21800m 。水库运用后,坝前淤积厚达100多米,起到了补充防渗作用。
岩石破碎,地下厂房、进出口高边坡支护要求高。
孔板洞、排沙洞、明流洞混凝土抗磨要求高。
最高水位
小浪底水利枢纽1999年开始蓄水。由于黄河水资源紧缺,小浪底水库蓄水量较大,小浪底根据来水量及下游用水量的需求来确定蓄水量。 不同时期的最高水位如下:
2002年底:192米
2003年10月:255米
2003年10月15日:265.69米
2011年12月:268米
2012年11月14日:270米,达设计蓄水最高水位,相应库容89.34亿立方米。
评价
自从小浪底水利工程完成后, 位于黄河下游的河水不再呈现黄色,而且还改善生态和当地小气候,降雨量由每年10日增加到32日。有望解决五千年来一直无法解决的黄河沉沙泛滥问题。
小浪底水库截流后,成为新兴的旅游景点,国家4A级旅游景区 ,河南省十大旅游热点景区,更被誉为“小千岛湖”,吸引大量慕名而来的观光游客。小浪底风景区景色优美壮观,景区是以小浪底水利工程为依托,以山、水、林、草为特色的大型生态园林。南岸黄鹿山为该景区最高点,从这里可俯视大坝全景。
自2002年到目前,小浪底水库已经进行了10次调水调沙。最近一次调水调沙是从2010年6月19日9时开始,小浪底的闸房提闸放水,通过万家寨、三门峡水库泄量加大,利用汛限水位以上的水量,在小浪底水库区形成高含沙水流,并逐步加大下泄流量,从每秒2500立方米增至每秒4000立方米,排沙出库。
参见
三门峡水电站
中华人民共和国水电站列表
中国最高水坝列表
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