黄河三门峡水库全年以高水位蓄水发电可行性分析

摘要：渭河是一个泥沙动态平衡的河流，三门峡水库建成后，打破了这个平衡。由于没有处理好与潼关的接口问题，造成潼关处河道升高4米，溯源淤积，使渭河河床抬高，成了地上河，是渭河的洪涝灾害难以解决的主要原因。实行一些不大的工程，既可以彻底解决渭河的洪涝问题，又可以使三门峡水库全年以高水位蓄水发电。工程的费用不多，经济效益很好。
关键词：黄河 三门峡水库 渭河 潼关 主客水分流 切弯取直 束水攻沙

2003年的一场不太大的洪水，造成了渭河流域大面积的洪涝灾害，损失巨大，由此暴露出渭河的洪涝灾害问题远没有解决。对此，有些专家学者认为：由于建三门峡水库，造成潼关高程升高4米，溯源淤积，使渭河河床抬高，河床过水断面减小，使渭河成了地上河，造成渭河洪涝灾害问题无法解决的局面。只有废掉三门峡水库，从源头上解决问题，渭河的洪涝灾害问题才能解决。这些学者的看法，无疑是有其一定道理的。但是，我们也应看到，面对潼关上升4米，渭河的泥沙动态平衡已被打破的现实，如果能有针对性的采用一定的工程，渭河的洪涝灾害问题并不难解决，而三门峡水库全年可以以高水位蓄水发电。

一、三门峡水库背负责难40年
三门峡水库于1957年开始建设，1960年9月建成运用，到1962年3月，潼关高程抬高4.5米，从1962年3月，水库运用方式改为滞洪排沙运用，但由于泄流规模不足，汛期排沙不畅，库区继续淤积，潼关高程相应抬升，水库被迫于1964年底至1968年8月进行第一期改建，改建效果不理想，被迫进行第二次改建，1971年底，二期改建完成。由于加大了水库的泄流规模，潼关高程才得以控制。从 1973年 9月，水库运用方式改为蓄清排浑全年控制运用。全年控制运用期，三门峡水库非汛期蓄水，汛期低水位运行，大沙期空库排沙。从1973年以来，潼关的高程基本处于冲淤平衡状态，在327米左右浮动。由于潼关高程没有降回到三门峡水库建库前的323米高程，致使渭河的洪涝问题一直得不到解决，给陕西省造成了巨大的损失，责任自然归结到三门峡水库。三门峡水库已背负责难40多年。

二、建三门峡水库对渭河的影响分析
渭河是一个泥沙动态平衡的河流，三门峡水库建成后，打破了这个平衡。由于没有处理好与潼关的接口问题，造成潼关处河道升高4米，溯源淤积，使渭河河床抬高，成了地上河，是渭河的洪涝灾害难以解决的主要原因。渭河的洪涝灾害主要发生在下游，汛期，渭河上中游的洪水下来，一旦排泄不及破堤，就造成洪灾。而渭河发生大洪水时水位高，两岸低洼地区的水无法汇入渭河，一旦潴留多了，就形成涝灾。
渭河下游的河道，一方面要承担上中游下来的洪水，另一方面，又受潼关处河道的堵滞，同时，下游河道的河型也不好，河道弯曲，河床浅窄，造成排洪不畅。这三方面的原因是造成渭河洪涝灾害的主要原因。

二、解决渭河洪涝灾害的方略
针对造成渭河洪涝灾害的三大原因，采用“主客水分流”的方法解决上中游来的洪水问题。采用“切弯取直”的方法解决渭河下游河道河型不好的问题。采用“束水攻沙”的方法解决潼关高程升高的问题。采用这三个方法，工程量不大，代价不高。既可以彻底解决渭河的洪涝灾害问题，又可以实现三门峡水库在汛期以320米的水位蓄水发电，在非汛期以330米的水位蓄水发电。可行性分析如下：
1、主客水分流方法
渭河下游河道的两岸地面低洼，在汛期，渭河下游接受中游下来的洪水，造成渭河下游河道高水位，这样下游两岸低洼区的水无法汇入高水位的渭河，形成涝灾。要解决这些低洼区的自流排水问题，就要求渭河的水位低，必须低。而渭河保持高水位，才能高效率的大量排洪，所以水位不能降低。如何妥善的解决排洪需要高水位，而排涝需要低水位这一矛盾，成了治渭的一大难题。采用主客水分流的方法，可以解决这个问题。
主客水分流方法是，新开一条河道，将渭河中游下来的客水截走，另外下排。渭河下游的河道将只排泄本地产生的主水，这样通过渭河下游河道的洪水量就要少的多。水量少，水位就低，从而可以实现以低水位排涝。水位低，自然不存在洪灾问题。
新河道的路线是：在渭河的泾河口马东庄子处建坝建闸截断渭河，将渭河改道，新河道向北偏，路经地势较高的地区，在雨林村（南）处直接入黄，入黄点在潼关以北10公里处。且称这条改道的新河道为渭河马雨段或称马雨河。马雨河中间经新市（西）、相桥（北）、田市镇（北）、故市镇（北）、交斜镇（北）、官池镇（南）、梁家园（南）、打鱼坑等地。马雨河总长110公里，加上渭河从咸阳到泾河口的34公里，改道后的渭河从咸阳到黄河长144公里，较原河道长度缩短54公里。假如设定咸阳处的最高水位为383米，入黄点的最高水位为333米，总落差为50米，全河段平均纵比降为万分之3.47，这么大的纵比降，水的流速可达每秒5米以上。马雨河过洪量按每秒4000--7000立方米计算，过水断面为800--1400平方米，如水深为8米，河岸边坡为1:1，那么河底宽92--167米，水面宽108--183米，占地面积约2.4万亩。河道开挖按深9米全开挖计算，开挖断面平均为1240平方米，土方量约1.36亿立方米。开挖马雨河，约需搬迁2万人，每人搬迁费1万元，合计需2亿元。新开凿的马雨河，有很多优越性：
①马雨河两岸的地势较高，所以它可以以高水位排洪，排洪效率高，相对工程量较小，投资较少。
②马雨河全线基本是地面河，其全线几乎没有大堤，所以其全线几乎没有防洪任务，基本不会有洪灾。同样，由于其沿线两岸的地势高，也不会有涝灾问题。
③马雨河由于是新开的河道，比较顺直。相对于弯曲的河道，顺直的河道对水流的阻力较小，水流的速度较快。同时，河道缩短了，纵比降就增大，水的流速就增加。由于马雨河河道断面窄深，河型好，可增加水的流速。下泄一定的洪水，流速快，河道断面就可以小一点，工程量就可以少一点，投资可以少一些。
④全河段可以平均分配纵比降，相对于现渭河河道越到下游纵坡降越小，马雨河全线保持较大流速的能力明显要强的多。
⑤由于马雨河河道窄短，所以占用土地少，搬迁费用少，移民安置相对容易。如果是将现在的渭河河道拓宽，由于河道弯曲，占用的土地肯定要多一些。
⑥从渭河上中游下来的水量将从马雨河下泄，这样渭河下游河段的洪水量将很小，其宽广的河滩地，将不再用于过水，均可以成为耕地，数量可观，价值可观。
渭河在泾河口处改道后，改道点以下的现渭河河道从北田镇处向灞河西堡村处开一条河道，连接灞河，灞河不再入渭河。且称从西堡村到潼关的河道为西潼河。灞河和西潼河连接成一条新河，且称之为为灞潼河，灞潼河所涉及的来水区域将很小，洪水将不多，排洪压力不大。由于洪水量小，水位将比较低，灞潼河两岸低洼区的水可以自流进入灞潼河，涝灾问题由此获得解决。由于水位低，洪灾自然也就不存在了。
2、将渭河下游河道切弯取直
渭河下游从泾河口处改道，通过马雨河直接入黄，已经实现了切弯取直。灞潼河虽然排洪量很小，不切弯取直也不会发生洪灾，但是，一些低洼区产生涝灾的可能性肯定是存在的，为了可靠的解决涝灾问题，这段河道应该切弯取直。切弯取直，将使河道变短变窄，从而可以新产生出大量的土地，付出一定的工程费用非常值得。切弯取直后，从灞潼河西堡村处到潼关，河道长约127.5公里。假如这段河道流量按最大1500立方米/秒计算，最大流速按3.5米/秒计算，那么河道水面宽为62米，堤距64米，河底宽48米，水深8米，河深9米。灞潼河在西堡村、临潼、谓南、华县、华阴、潼关各处的河床高程分别是340.91米、338.45米、332.30米、328.36米、323.28米、320米。如此低的河底，如此低的水位，西安的排水问题获得彻底的解决。灞潼河是地面河，基本不需要大堤。由于流域内地势低洼的地区不多，这些低洼区可设法引淤抬高，所以流域内的涝灾问题可获得彻底解决。参看下附的马雨河和西潼河路线示意图：

开挖马雨河土方约1.36亿立方米，开挖西潼河土方约0.64亿立方米。如采用机械开挖搬运，每立方米费用6元，开挖两条河需费用12亿元。如果采用专用机械在水中开挖，挖出的土方立即被水冲走，利用水流搬运，冲到下游的低洼区淤垫地面，每立方米土方的综合费用约为0.3元（不包括水价），开挖两条河需费用0.6亿元。另外，为了引水到达工作面，还需一定的费用。
渭河缩窄后，原渭河大堤及大片的河滩地可以成为可靠的耕地，减去渭河改道占用的2万多亩，尚有10多万亩，价值可观。
3、束水攻沙，将潼关高程降低到海拔320米
潼关现在是渭河的入黄口，将来潼关是灞潼河的入黄通道，由于渭河大部分的水量都从马雨