小浪底调水调沙20年，水库淤沙31亿m^3，为何不用清淤船抽沙？

黄河是我国著名的多沙河流，水少沙多加剧泥沙淤积，中下游河道形成了“地上悬河”。为降低泥沙的淤积率，我国在黄河中游最后一个峡谷建造了小浪底水库，通过水库调水调沙重塑水沙关系，黄河的生态出现明显的改观。

1999年10月，小浪底水库下闸蓄水运用，库区当年即出现泥沙淤积；2002年，我国首次在黄河进行调水调沙试验，目标就是冲沙减淤，提高水库的运行年限，并为供水、灌溉、发电等效益提供条件。

经过20年的验证，黄河的调水调沙无疑是成功的：以小浪底水库为核心，排沙减淤超出预期，下游河道主槽稳定，黄河口湿地也成为了生命的天堂。

小浪底水库：水库减淤超出预期，排沙作用有多重要？

在三门峡水库之后，小浪底水库因庞大的库容而被寄予厚望，水利专家将其视为治理黄河的骨干工程。根据规划，小浪底水库按千年一遇的洪水频率设计，万年一遇的洪水校核，总库容多达126.5亿m^3，其中：淤沙预留库容75.5亿m^3，长期有效库容51亿m^3。

不难看出，淤沙库容的占比更大，这也是结合黄河的泥沙现状所做出的特殊设计。根据水利专家的分析，小浪底水库最终可拦截100亿吨的泥沙，至少为下游河道减少78亿吨的淤积量。而通过智慧调度，水库实际发挥的作用大大超出了“减淤”的初始设定。

事实上，调水调沙进行4年后就已经初显成效。从泥沙的冲淤情况来看，小浪底水库并非单纯地减轻了淤积，而且还冲刷了下游的河床，避免了中小洪水对滩区的淹没。根据水文监测结果，2006年黄河下游的最小平滩流量已从原来的1800m^3/s增加到了3500m^3/s，这意味着河道主槽改善，过洪能力增强。

更为难得的是，小浪底水库的作用并非局限于“前期”，时至今日仍有成效。截至2021年，黄河调水调沙运行了20余次，减灾效益愈加明显，下游主槽基本实现了全线冲刷，平滩流量提高到4480m^3/s，河床的高程平均下降了2.6m。这些数据表明，“二级悬河”的风险不仅不再升高，反而有所降低，“横河”和“斜河”的发生概率显著减小。

整体而言，小浪底水库是一座利国利民的综合性水库，贡献不可谓不大。黄河下游防洪能力增强，中小洪水漫滩概率降低，三角洲湿地面积增加，滩涂生态好转，这都是调水调沙带来的效益。

当然，未来的调沙方式还会不断改善，兼顾蓄水排沙和生态保护，“人民治黄”也将是“科学治黄”、“生态治黄”。

调水调沙20年，库区的淤积程度有多大？

相信大家都很好奇：小浪底水库排沙效益突出，库区是否还存在淤积现象？调水调沙20年，库区的淤积程度有多大？

首先，黄河中游的泥沙含量较高，小浪底库区又有大峪河、畛水河、亳清河等10多条支流汇入，河谷宽度500~1000m不等，库区形态狭长弯曲，泥沙淤积不可避免。尤其是在蓄水期，枢纽大坝的排沙孔关闭，水流减缓，泥沙俱下，此时的淤积效应最为明显。

但经过调水调沙，淤沙-排沙基本能达到动态平衡，有些年份的排沙量还多于淤沙量，从而出现净冲刷的情况。但多数年份，排沙比低于100%，调水调沙并不能完全排出淤积的泥沙，因此，淤积总量呈现出缓慢增加的态势。

根据孙东坡等学者的报道，从2002~2015年，小浪底库区的淤沙总量逐年增加至30.48亿m^3，多年平均排沙比为21%。前文提到，小浪底水库的拦沙库容为75.5亿m^3，由计算可知，拦沙库容的利用程度已达到40.4%。

为减缓淤积速度，黄委专家在2018年提出了“一高一低”的调度思路，排沙效率明显增加。水沙监测数据显示，从2018~2020年，小浪底水库3年累计排沙13亿吨，平均每年排出4亿多吨。得益于新模式，泥沙淤积总量基本得到控制，2020年维持在31.46亿m^3左右，占设计库容的41.6%。

31亿m^3不是一个小数目，但和三门峡水库相比，小浪底水库的兴利库容绰绰有余，使用年限大大延长。自2018年至今，小浪底水库的排沙比最低为95%，最高达到了193%，多次实现了净冲刷，泥沙淤积情况不断改善。

另一方面，我国长期在黄土高原开展绿化植树工程，黄土区的森林覆盖率不断提高，从源头上减轻了水土流失。以山西省为例，过去的山西生态环境脆弱，2010年的森林覆盖率仅有18.03%，造林绿化高潮兴起后，覆盖率提升到了2020年的23.57%，数千万亩山区正以肉眼可见的速度从“黄色”变成“绿色”，生态黄河成为现实。

小浪底水库含有大量泥沙，为何不用清淤船抽沙？

监测数据显示，黄河的年均输沙量正在减少，中下游的河水开始“变清”，壶口瀑布就曾多次出现“绿瀑奔腾”的壮观景象，水色的反差令人震撼。究其原因，梯级水库蓄水拦沙、植树造林减沙起到了重要作用。

大量泥沙淤积在水库中，为泥沙的综合利用提供了最佳场所。对于在库区沉淀的泥沙，国内学者也提出了开发利用的建议：根据自然分选效应，比重较大的粗砂沉积在水库库尾，水位较浅，可采面积大，可直接利用抽沙船抽采；库区中间的泥沙以中粗砂为主，水位较深，可利用射流冲吸式或自吸式管道抽沙，将泥沙沿管道输送至合适的场地，人为沉沙、分选。

而在坝前，泥沙颗粒尺寸在0.025~0.06mm左右，根据《SL 42-2010 河流泥沙颗粒分析规程》的规定，这一粒径可归为粉砂，介于砂砾和黏粒之间，利用价值较低；再加上水位最深，开发难度大，最直接的处理方式是排沙出库。

但和大家想象中的画风有所差异，小浪底库区始终未出现大规模的采砂船，个体采砂更是被严厉禁止。一是因为采砂会破坏河道环境，扰乱水文规律，威胁大坝设施的安全，而且近岸堆放也不利于行洪输沙；二是因为效率低，难度高，库区目前主要的治沙方式就是调水调沙，先提高水体的含沙量，再以水带沙自然排出，这种方式成本低，效果好，而且经验丰富，技术成熟。

生态清淤试验呢？如果在小浪底库区开展生态清淤，则需要兼顾清淤点的地质状况，避免在地质脆弱区开采，并对采砂方案的影响予以科学、严谨的评估。事实上，我国目前正在推进黄河中游泥沙的综合利用，生态清淤是其主要方式，三门峡水库迈出了试点的第一步。

三门峡水库内的清淤船

据专家介绍，三门峡库区淤积的泥沙超过30亿m^3，库区的生态清淤具有探索性、创新性、引领性的意义。挖出的泥沙不仅腾出了库容，还可用于填平沟壑、造田修坡，效益广泛。既然是“引领性”的项目，就意味着未来可能在黄河的其他水库中推广，当然也包括小浪底水库，我们拭目以待。

总结

小浪底水库蓄水23年，黄河生态环境明显改善，输沙量呈现出减少的趋势，淤积和冲刷达到动态平衡。目前，小浪底水库淤积有31亿多m^3泥沙，如何避免泥沙快速增加，考验着水利专家的调度智慧。

黄河的泥沙也是宝贵的资源，万人瞩目的生态清淤正在黄河有序试点。相信未来的黄河也能呈现出沙少鱼多、水清山绿的美好画卷。