黄河三门峡库区洪水资源化分析

杜 骥，姬志宏，高卫红

（黄河水利委员会 三门峡库区水文水资源局，河南 三门峡 472000）

0 引言

我国水资源供需形势紧张已成为突出的社会问题。 一方面，水资源总体上匮乏，另一方面，在来水时，为确保河流和大坝安全，又不得不全力以赴地护送洪水下泄入海，使大量没有得到充分利用的宝贵水资源白白流失。 同时，由于黄河水资源开发利用程度已经很高，进一步开发的潜力不大，因此这种对水资源的需求压力必然要求开源节流。 洪水资源的有效利用就是一种解决水资源短缺的有效途径。 洪水属于水资源的范畴，具有资源、灾害双重属性，防洪、兴利间的固有矛盾，使得水多、水少问题同时在黄河流域表现得相当突出，洪水资源化则是利用矛盾的对立统一性原理，实现洪涝、干旱以及人水和谐相处的新治水思路。 它统筹防洪减灾和兴利，综合运用系统论、风险管理、信息技术等现代管理理论、管理方法、科技手段，利用工程措施，实施有效的洪水管理，对洪水资源进行合理配置，在保障防洪安全的同时，努力增加水资源的有效供给，维系良好生态环境，为全面建设小康社会提供有力的防洪抗旱支撑。

1 黄河三门峡库区洪水概况

1.1 总体特点

黄河三门峡库区范围包括黄河壶口瀑布至三门峡大坝以上干流，以及渭河、汾河等支流。 三门峡库区大部分地域为黄土高原沟壑区， 水土流失严重，遇暴雨时极易产生洪水，具有含沙量大、涨落迅急的特征，是黄河三门峡以上“上大型”洪水的来源区之一。

三门峡库区大洪水一般发生在汛期，主要来源于黄河龙门以上干流和龙门～潼关区间支流。 龙门以上干流洪水一般发生在5～7 月，一次洪水历时为1～2 天。 龙门洪水具有洪峰流量大、含沙量变化大、洪峰削减率大以及涨快落慢的特征，在黄河北干流常发生漫滩洪水和揭底冲刷型洪水。 龙门～潼关区间支流洪水以渭河洪水为主，渭河洪水一般发生在7～9 月，一次洪水历时一般为3～5 天，连续洪水可超过10 天。 干流与龙门潼关区间支流合成的潼关洪水一般发生在7～9 月，一次洪水历时一般为35 天，因渭河、黄河含沙量不同，常发生异重流洪水。

1.2 历年洪水情况

1.2.1 洪水量级

根据1934～2009 年实测资料， 龙门站10 000m3/s洪水主要集中在7～8 月，洪水历时相对较短，具有涨落急剧、含沙量大的特征。洪水上涨历时最长为9小时，最短为2 小时，平均为5.84 小时，平均每小时上涨率2275m3/s，最大上涨率为每小时6 200m3/s。5 000m3/s 以上洪水发生90 次， 其中7～8 月发生82次，占91.1%。根据1954～2009 年资料，潼关站5 000m3/s以上洪水发生71 次。 其中68 次发生在7～9 月，占95.8%；52 次发生在7～8 月，占73.2%。 其中以黄河干流洪水为主的65 次，占91.5%，如表1 所示。

1.2.2 洪水频次

从洪水年际分布分析，人类活动对洪水发生的频次影响是明显的。 1969 年以前，黄河上游没有人类活动的影响，洪水发生的频次较高，随着上游刘家峡、龙羊峡水库相继投入运行和黄河小北干流调蓄及渭河洪水影响，龙门、潼关发生5 000m3/s 以上洪水的频次在逐年降低。 与洪水次数减少相对应，龙门10 000m3/s 以上洪水在1986 年前后有比较明显的变化。1986 年之前，洪水上涨历时及总历时长，洪峰流量大，1986 年之后， 洪水上涨历时及总历时短、洪峰流量相应变小。龙门、潼关5 000m3/s 以上洪水历时也随年代推移逐渐缩短，如表2 所示。

表1 黄河相关水文站断面洪水量级统计表Table 1 Statistics of section flood volume levels of Yellow River related hydrological stations

表2 统计监测站断面在5000m3/s 以上洪水的历时Table 2 Flood last statistics of monitoring station section more than 5000m3/s flood

1.2.3 洪水时空分布及泥沙变化

黄河龙门和潼关断面10 000m3/s 以上洪水都发生在7～9 月， 龙门断面在7 月上旬就发生洪水，而潼关断面则在7 月中旬开始。 两断面一般在9 月上旬之后就不再有较大流量的洪水，如表3 所示。

2 洪水来源及洪水资源利用分析

2.1 洪水来源

龙门10 000m3/s 以上洪水共25 次， 除了1964年7 月和1977 年7 月洪水外，基本都以吴堡以上来水为主。吴堡洪量平均占到龙门洪量的80.0%以上。在1954 年、1967 年典型洪水中，吴堡洪量分别占到龙门洪量的86.0%和87.0%，吴堡最大5 天、12 天洪量平均占到龙门的85.4%和90.4%， 最大均为100%，最小分别为60.0%和66.0%。 以上说明龙门10 000m3/s 以上洪水多由吴堡以上来水为主组成，吴堡～龙门区间与吴堡以上较大洪水相遇的机会较少。

潼关10 000m3/s 洪水一般来源于黄河干流龙门以上，主要集中在7 月下旬和8 月，洪水历时相对比龙门长，具有涨落相对平缓的特征。 除了1937 年、1949 年龙门资料缺实测数据无法准确判定外，其余洪水全部以黄河干流龙门以上来水为主。 根据三门峡、龙门同步洪水资料，选择三门峡大于10 000m3/s的18 次洪水洪峰和最大的5 天、12 天不同时段洪量及相应的洪峰统计，三门峡洪峰、洪量均以龙门来水为主，洪峰平均占74.2%，洪量占75.0%～77.0%。三门峡与龙门年最大洪峰发生的时间绝大部分是相对应的。 而支流渭河华县站的年最大洪峰发生时间与龙门、三门峡多不相应，说明龙门与龙门～三门峡区间洪水一般不相遇， 但大洪水和特大洪水有时相遇， 典型洪水如1933 年8 月10 日、1954 年9 月5日、1977 年7 月7 日洪水， 渭河华县洪水均与龙门洪水相遇。另外，根据分析，1843 年洪水也是渭河洪水与黄河龙门洪水遭遇形成的。1979 年以后，潼关、三门峡再未出现10 000m3/s 以上的大洪水。

表3 洪水时空分布及泥沙变化Table 3 Space-time distribution and sediment changes of flood

2.2 洪水资源利用

龙门、潼关3 000m3/s～10 000m3/s 且含沙量小于50 kg/m3的洪水属于可利用的洪水资源。 根据统计分析，潼关3 000 m3/s～10 000m3/s 且含沙量小于50 kg/m3的洪水平均每2 年出现一次，一般发生在9 月中下旬。 当出现类似上述量级的洪水时，应利用三门峡水库进行调蓄。 调蓄水位一般不超过320m，调蓄时，依据防洪需要和河道冲淤变化规律，应做到既保证河道淤积在容许抬高范围，又要充分利用洪水资源。2003 年等年份，三门峡水库调蓄洪水，发电产生效益约2 000 万元，在取得发电效益的同时，又削减了洪峰流量，为下游防洪减轻了压力，取得了显著的社会效益。

不过，利用龙门、潼关3 000m3/s～10 000m3/s 且含沙量小于50 kg/m3的洪水同样具有一定风险。 因为第一河道产生淤积，潼关高程相应抬升，加上三门峡水库蓄水位318m 时库容仅为4.46 亿m3，320m 时库容仅为6.55 亿m3， 潼关平均流量在5000m3/s以上时，大约5h 水库蓄水位便达到320m。 因此，必须分析来水与水库库容关系，在合理利用洪水资源的基础上，保证水库防洪安全，同时不使河道和潼关高程大幅淤积抬升，从而保持库区河道相对的冲淤平衡。

综上所述，利用龙门、潼关3 000m3/s～10 000m3/s且含沙量小于50 kg/m3的洪水是可行的，但是必须认真分析水库库容和河道冲淤变化规律，以及上游适时的水雨情实况， 在确保防洪安全的前提下加强洪水管理，充分利用洪水资源。 在洪水管理中，应视不同的洪水组合和不同的含沙量情况进行水库调度，洪水来临时做好中长期天气预报工作，视上游水雨情变化情况，相机调蓄洪水，达到节约资源、最大限度地利用洪水的目的，做到科学预报、合理调度、谨慎决策。

3 结论

综合分析， 黄河三门峡库区干流3 000m3/s～10 000m3/s 且含沙量小于50 kg/m3的洪水平均每2年出现一次，一般发生在9 月中下旬，属于不可多得且可以利用的洪水资源。当出现上述洪水时，可利用三门峡水库调蓄洪水，调蓄洪水位高程一般不应超过320m，在出现连续洪水时应确保水库及下游的防洪安全。

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