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黄河调水调沙:“洪水塑造与利用”的中国智慧

【字体:      】     打印      2026-07-16 11:18      来源: 黄河网  

本站记者 栗方

黄河安澜,千年期盼。然而,泥沙淤积、“悬河”高悬,始终是母亲河畅流无恙的最大风险。

从明代潘季驯孜孜以求的“束水攻沙”规律发现,到当代以防洪减淤为中心的调水调沙科学实践,一代代治河人终于探索出了携沙共舞的系统治理之道。

2002年至今的33次黄河调水调沙,犹如打开命门的一把钥匙,正在孕育人水和谐共生新局面。

定制一场“洪水”

6月22日9时,小浪底水库排沙洞开启,白色“水龙”喷薄而出,水势腾空,蔚为壮观,李白笔下“黄河之水天上来”的大河气象令人心生震撼。

今年这场主汛期前黄河调水调沙,难度更大,但底气十足。

2026年主汛期前黄河调水调沙 赵祎 摄

小浪底水库起调水位达252米,比去年高出约6米,蓄水量增加近10亿立方米。面对如此庞大的水体,如何精准调度实现多重成效?

答案,藏在“三条黄河”的协同联动里。

“在方案制订前期,要全面掌握水库蓄水现状和来水变化情况,算准调水调沙调度可用水量。”黄科院泥沙研究所所长曹永涛说,“同时还要摸清水库淤积状况和下游河道边界条件,科学评估下游河道安全过流能力,确定水库对接水位、下泄控制流量等关键指标。”

“为了保障调水调沙的效果,技术人员滚动调算了50多个调度方案,并运用多种数学模型进行水沙模拟预演,从中选出小浪底水库最优泄流方案。”黄河设计院规划院水文泥沙所副所长高兴介绍。

这是一场精密的水库“接力赛”。万家寨、三门峡、小浪底3座骨干水库调控为主,支流陆浑、故县、河口村相机配合。

最考验功夫的,是“跨时空水沙对接”。

“第一棒小浪底水库下泄大流量过程冲刷下游河道,当库水位降至对接水位,第二棒三门峡水库提前泄放大流量过程,冲刷小浪底库区形成人工异重流排沙。”黄河设计院规划院水文泥沙所李达说,“三门峡水库即将泄空时,第三棒万家寨水库考虑传播时间提前下泄,确保大流量过程不间断。”

三门峡与小浪底两座水库相隔约130千米,三门峡水库泄放的高含沙水流,要经过约10小时抵达小浪底水库坝前。时机早了,小浪底水位过高,影响排沙效果;时机晚了,水位过低,同样影响调控效果。厘米级的水位差,决定着水沙搭配协调度。

小浪底水库排沙 赵祎 摄

7月5日20时,关键一刻到来——三门峡水库大流量泄放过程与小浪底水库实现精准对接,对接水位215.06米。预期的人工塑造异重流,沿库底直抵坝前,成功排沙出库!

19天,49.99亿立方米下泄水量、787千克每立方米最大出库含沙量、1.79亿吨排沙量……小浪底水库排沙量、净冲刷量均创同期之最,这条世界泥沙含量最高、治理难度最大的河流,再一次以科学之力卸下“重负”。

“通过精细调度,成功塑造出花园口水文站4800立方米每秒量级、利津水文站4000立方米每秒量级的长历时洪水过程。”黄委防御局调度处处长朱信华说,“就像给河道做了一次全面‘理疗’。它不仅能输沙入海,更重要的是维持下游中水河槽的行洪输沙能力,突破卡口河段瓶颈。”

原型黄河摸准脉搏,模型黄河反复验证,数字孪生黄河提前预演——“三条黄河”联动,让调水调沙更加精准、高效、从容。

今年,黄委创新团队联合多方力量,在全球范围内首次从原型尺度上证实困扰流体动力学界近60年的“自加速异重流”理论,为全球水库减淤与深海灾害预防,贡献了关键的预测工具与水资源短缺河流高效处理泥沙的“中国方案”。

感知一条大河

调水调沙期间,“天空地水工”一体化监测感知网络全域铺开,新质生产力全面加持。

高空之上,多源卫星遥感采集调水调沙前后黄河下游西霞院至入海口影像,动态分析下游河势变化、黄河三角洲生态补水情况以及小浪底库区水面变化情况,为精准科学调度、河势变化分析等提供直观连续的数据支撑与决策依据。

水面之上,第二代智慧水文艇首次投入实战。“这艘搭载在线浑水测速系统、清浑水界面仪、在线光电测沙仪等设备的无人艇,可一次性完成水深、流速、浑水厚度及含沙量全要素采集,异重流监测初步实现无人化。”黄委水文局测验处副处长刘炜说。

第二代智慧水文艇 河南水文局 提供

河道两岸,调水调沙期间河南河段18处天眼巡河摄像头、22个应急移动监测站等实现对河势实时监控;布设在197道坝垛2232个点位的“智能石头”累计发出168条告警。山东河段利用2900路视频监控点、219架无人机、42处坝岸智能卫士对200余处工程、4000多道坝实行全天候观测。

洪峰增值,是调水调沙的特殊挑战——小浪底水库下泄的水头在区间无加水或少量加水的情况下,演进至下游花园口河段,流量反而变大,如同高速公路上后车快、前车慢,形成“拥堵”。

采用无人船应急测流系统、无人机雷达测流设备、无人机影像测流设备在小浪底至花园口区间4个断面实施动态监测,成功获取区间涨峰过程水文要素,为洪峰增值机理分析、调度优化积累了宝贵数据。

从治水一隅到战略之举

“要保障黄河长久安澜,必须紧紧抓住水沙关系调节这个‘牛鼻子’。”

时间回到20世纪末,彼时黄河下游来水偏少,水沙关系失调加剧,下游主河槽淤积量占全部淤积量的90%。1996年8月,花园口水文站出现7860立方米每秒洪水,洪水位竟比1958年22300立方米每秒时还要高0.91米——“小水大灾”“小水大险”成为悬在沿岸群众头顶的利剑。“槽高于滩、滩高于两岸地面”的“二级悬河”形势异常严峻。

2002年7月4日,小浪底水库闸门徐徐升起。这一天,黄河首次调水调沙试验正式启动。

“调水调沙是由传统治黄向现代治黄转变的重要标志,是由被动治黄向主动治黄转变的全新探索,在黄河保护治理历史上具有里程碑意义。”黄委总工程师魏向阳认为。

调水调沙实施以来,36.9亿吨泥沙被送入大海——如果把这些泥沙打一个一米见方的土堤,土堤连接可绕地球赤道62圈。

2021年,黄河中下游遭遇中华人民共和国成立以来最严重秋汛。黄委联合调度中游干支流骨干水库拦洪削峰错峰,两次将花园口水文站天然洪峰流量超10000立方米每秒削减至4800立方米每秒。

“若不实施黄河调水调沙,黄河下游河道平滩流量可能仍维持在1800立方米每秒量级,那场秋汛洪水将发生大面积漫滩,需要转移安置大量滩区群众,产生巨大淹没损失。”黄委防御局方案处副处长杨会颖说。调水调沙的成效,在那场罕见秋汛中得到了最严苛的检验。

从2021年《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》明确调水调沙的战略定位,到写入2023年施行的《中华人民共和国黄河保护法》,今天人们对调水调沙的认识,已由对其成效大小的犹疑转向主动塑造、主动利用的笃行。

黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的落地,离不开工程体系的支撑。持续深化的调水调沙研究与实践,也对黄河水沙调控体系的完备性提出了更高要求。

2024年7月9日,论证70余载的黄河古贤水利枢纽工程正式进入建设实施阶段。这座扼守黄河咽喉要道的战略性工程,建成后将与小浪底水利枢纽工程携手提供强劲动力,让调水调沙更加“游刃有余”。

同年,水利部印发《黄河水沙调控体系工程名录》,34座干支流水工程纳入体系,一张覆盖全流域的水沙调控大网正在加速织就。

彰显系统治理之道

调水调沙,并不是孤立的水库调度,而是嵌入整个流域治理体系的关键一环。沙从源头减、水在全河调,全链条协同、多目标统筹,彰显着系统治理的智慧。

“截至2025年,全流域累计初步治理水土流失面积29.05万平方千米,建设淤地坝6.02万座,水土保持率从1990年41.5%提高到69.75%,植被覆盖率从1970年代的不足20%提高到67.80%,黄土高原绿色版图不断扩展,生态环境发生举世瞩目的巨大变化。”黄委水保局生态建设处处长刘志刚介绍。

从坡面治理到全域统筹,从工程措施到系统施策,都是黄河调水调沙事半功倍的底气所在。

黄河安澜,同样离不开水资源的科学配置。沿黄各省(区)严格落实“四水四定”,大中型灌区现代化节水改造全面提速,万元GDP用水量持续下降。全河水量统一调度机制闭环运转,黄河实现连续26年不断流。

全流域一盘棋,上下游一条心。高效能治理开辟了黄河保护治理协同共治新格局。

见证人水和谐共生

洪水塑造,塑的不只是河道形态,更是人与河流的关系。

今年的调水调沙,多重效益同步实现:参与调水调沙的水库腾出库容41.72亿立方米,同步冲刷河道、延缓水库淤积,为防汛安全奠定坚实基础;提前加大万家寨水库下泄流量兼顾陕西省抗旱引水,下游河段抓住有利时机累计引水6.09亿立方米,为抗旱保灌提供有力支持,今夏河南粮食总产量突破377亿千克;向黄河河口三角洲湿地生态补水1.65亿立方米……

在这份沉甸甸的成绩单里,最动人的不是数字,而是饱含生态考量的细节。

集中排沙期,黄委联合调度陆浑、故县、河口村等水库下泄清水0.96亿立方米稀释干流高含沙水流,在支流入黄口附近形成了较为稳定的清水带,增强支流“庇护所”功能,为水生生物营造稳定栖息环境。鱼探仪与声呐信标追踪监测系统实时捕捉到了鱼类向伊洛河入黄口下游南岸分岔河段及伊洛河支流等低含沙水域的迁移行为,清晰记录了鱼类个体对水沙条件变化的响应差异。

2008年以来,每次调水调沙期间,黄河河口三角洲自然保护区都会收到一份“生态礼物”。

黄河水润黄河口 山东河务局 提供

17次生态补水,累计16.5亿立方米,让湿地重生——一度干渴226天的河口湿地重绽生机,一度消失近30年的珍稀黄河刀鱼重新出现,东营“鸟类国际机场”一片繁忙。

这是以河治河的智慧,也是善待河流的回报。

2010年,“黄河调水调沙理论与实践”荣获国家科技进步奖一等奖;15年后,百名院士从400余项成果中遴选的“生态文明领域20项重大科技成果”,再次将调水调沙推至聚光灯下。两次国家级认定,一次以“治水之术”留名,一次以“生态之道”载誉。

“人与河流和谐共生是实现可持续发展的关键。”联合国教科文组织东亚多部门地区办事处主任夏泽翰如此评价中国在河流生态保护领域的积极探索。

站在小浪底坝畔远眺,水沙相拥,携手奔腾。

小浪底水库调水调沙 赵祎 摄

25年久久为功,黄河调水调沙沉淀出两层深意:于治理之道,是数智赋能、精准调控、系统协同的“高效能”探索;于文明之思,是尊重河流生命的伦理觉醒。

这正是滥觞于中国的治水智慧。


作者:    责编: 郭旭帆
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