小浪底水利樞紐工程

小浪底水利樞紐位於河南省洛陽市孟津縣與濟源市之間，三門峽水利樞紐下游130公里、河南省洛陽市以北40公里的黃河幹流上，控制流域面積69.4萬平方公里，占黃河流域面積的92.3%。壩址所在地南岸為孟津縣小浪底村，北岸為濟源市蓼塢村，是黃河中游最後一段峽谷的出口，是黃河幹流三門峽以下唯一能取得較大庫容的控制性工程。

黃河小浪底水利樞紐工程是黃河幹流上的一座集減淤、防洪、防凌、供水灌溉、發電等為一體的大型綜合性水利工程，是治理開發黃河的關鍵性工程。小浪底水利樞紐是國家4A級旅遊景區，河南省十大旅遊熱點景區，更被譽為“小千島湖”。

基本介紹

• 中文名：小浪底水利樞紐
• 位置：河南省洛陽市孟津縣與濟源市之間
• 裝機容量：裝機6台，每台30萬kw
• 功    能：減淤、防洪、防凌
• 總工期：十一年
• 總庫容：126.5億立方米

工程概況

小浪底水利樞紐位於三門峽水利樞紐下游130公里、河南省洛陽市以北40公里的黃河幹流上，控制流域面積69.4萬平方公里，占黃河流域面積的92.3%。壩址所在地南岸為孟津縣小浪底村，北岸為濟源市蓼塢村，是黃河中游最後一段峽谷的出口。

小浪底水利樞紐壩頂高程281m，正常高水位275m，庫容126.5億m3，淤沙庫容75.5億m3，調水調沙庫容10.5億立方米，長期有效庫容51億m3，千年一遇設計洪水蓄洪量38.2億m3，萬年一遇校核洪水蓄洪量40.5億m3。死水位230m，汛期防洪限制水位254m，防凌限制水位266m。防洪最大泄量17000億m3/s，正常死水位泄量略大於8000m3/s。小浪底水庫正常蓄水位時淹沒影響面積277.8km2，施工區占地23.33km2，共涉及河南、山西兩省的濟源、孟津、新安、澠池、陝縣、平陸、夏縣、垣曲8縣（市）33個鄉鎮，動遷年移民20萬人。1991年9月，小浪底水利樞紐工程前期工程開工。2009年4月，全部工程通過竣工驗收，是國家“八五”重點建設項目。

工程全部竣工後，水庫面積達272.3平方公里，控制流域面積69.42萬平方公里；總裝機容量為180萬千瓦，年平均發電量為51億千瓦時；每年可增加40億立方米的供水量。小浪底水庫兩岸分別為秦嶺山系的崤山、韶山和邙山；中條山系、太行山系的王屋山。它的建成將有效地控制黃河洪水，可使黃河下游花園口的防洪標準由六十年一遇提高到千年一遇，基本解除黃河下游凌汛的威脅，減緩下遊河道的淤積，小浪底水庫還可以利用其長期有效庫容調節非汛期徑流，增加水量用於城市及工業供水、灌溉和發電。它處在承上啟下控制下游水沙的關鍵部位，控制黃河輸沙量的100%，可滯攔泥沙78億噸，相當於20年下遊河床不淤積抬高。

1994年9月主體工程開工，1997年10月28日實現大河截流，1999年底第一台機組發電，2001年12月31日全部竣工，總工期11年，壩址控制流域面積69.42萬平方公里，占黃河流域面積的92.3%。水庫總庫容126.5億立方米，長期有效庫容51億立方米。工程以防洪、減淤為主，兼顧供水、灌溉和發電，蓄清排渾，除害興利，綜合利用。

小浪底工程由攔河大壩、泄洪建築物和引水發電系統組成。

小浪底工程攔河大壩採用斜心牆堆石壩，設計最大壩高154米，壩頂長度為1667米，壩頂寬度15米，壩底最大寬度864米。壩體啟、填築量5l.85萬立方米、基礎混凝土防滲牆厚l.2米、深80米。其填築量和混凝土防滲牆均為國內之最。壩頂高程281米，水庫正常蓄水位275米，庫水面積272平方公里，總庫容126.5億立方米。水庫呈東西帶狀，長約130公里，上段較窄，下段較寬，平均寬度2公里，屬峽谷河道型水庫。壩址處多年平均流量1327立方米/秒，輸沙量16億噸，該壩建成後可控制全河流域面積的92.3%。

由於地形、地質條件的限制和進水口防淤堵等運用要求、泄洪、排沙、引水發電建築物均布置在左岸，形成進水口、洞室群、出水口消力塘集中布置的特點。在面積約1k㎡的單薄山體中集中布置了各類洞室100多條。9條泄洪排水洞、6條引水發電洞和1條灌溉洞的進水口組合成一字形排列的10座進水塔，其上游面在同一豎直面內，前緣總寬276.4m，最大高度113m。各洞進口錯開布置，形成高水泄洪排污，低水泄洪排沙、中間引水發電的總體布局，可防止進水口淤堵、降低洞內流速、減輕流道磨蝕、提高閘門運用的可靠性。其中6條引水發電洞和3條排沙洞進口共組成3座發電進水塔，每座塔布置兩條發電洞進口，其下部中間為一條排水洞進口，高差15—20m，可使粗沙經排沙洞下泄，減少對水輪機的磨蝕。9條泄洪排沙洞由3條導流隧洞改建的3條孔板洞、3條明流洞、3條排沙洞組成，與1條溢洪道在平面上平行布置，其出口處設總寬356米、總長210米、最大深度28米的2級消力塘，對以上10股水流集中消能，經泄水渠與下游黃河連線。進水塔和消力塘開挖形成的進出口高邊坡最高達120米。為保證高邊坡穩定，採用了減載、排水及1100多根預應力錨索支護、豎直抗滑樁加固的綜合治理措施，取得了良好的效果。

引水發電系統也布置在樞紐左岸。包括6條發電引水洞、地下廠房、主變室、閘門室和3條尾水隧洞。廠房內安裝6台30萬千瓦混流式水輪發電機組，總裝機容量180萬千瓦，多年平均年發電量45.99億千瓦.時/58.51億千瓦.時（前10年/後10年）。

小浪底水利樞紐主體工程建設採用國際招標，以義大利英波吉羅公司為責任方的黃河承包商中大壩標，以德國旭普林公司為責任方的中德意聯營體中進水口泄洪洞和溢洪道群標，以法國杜美茲公司為責任方的小浪底聯營體中發電系統標。1994年7月16日契約簽字儀式在北京舉行。

開發目標以防洪（防凌）、減淤為主，兼顧供水、灌溉和發電，蓄清排渾，除害興利，綜合利用。小浪底水利樞紐戰略地位重要，工程規模宏大,地質條件複雜，水沙條件特殊，運用要求嚴格，被中外水利專家稱為世界上最複雜的水利工程之一。

大壩設計

小浪底水利樞紐主壩為壤土斜心牆土石壩，上游圍堰為壩體的一部分，壩基採用混凝土防滲牆，工程初步設計為斜牆壩型，後最佳化為斜心牆壩型，兩者的主要區別在於前者以水平防滲為主，垂直防滲為輔；後者以垂直防滲為主，水平防滲為輔。大壩的設計有以下幾個特點：

1、適度地考慮了庫區淤積的防滲作用,使壩基防滲效果更為可靠；

2、上爬的內鋪蓋改善了上游壩坡的抗滑穩定性,既實現了庫區淤積的連線,又不會對壩坡產生太大的影響；

3、減少了上游圍堰的土方填築量及基礎處理工程量,使截流後比較緊張的工期得以緩解；

4、與斜牆壩相比,混凝土防滲牆受力有所惡化,且造牆難度增加。

工程任務

減淤

小浪底水利樞紐採用“人工擾沙”方式，即藉助河水已有的勢能，輔以人工擾動河床土質，促進河床泥沙啟動，實現河床下切、輸沙入海。簡單地說，就是通過攪動讓河底淤沙上浮，使其與自然水流一起下泄，從而達到清淤輸沙的目的。第三次調水調沙試驗共設3個擾沙點，分別位於小浪底庫尾、河南范縣李橋河段、山東梁山縣小路口河段。以上方法，可使黃河下遊河床20年內不淤積抬高。非汛期下泄清水挾沙入海以及人造峰沖淤，對下遊河床有進一步減淤作用。

發電

小浪底水利樞紐裝機6台，每台30萬kw，總裝機容量180萬kw，額定水頭112m，是河南電網理想的調峰電站。電廠以220kV一級電壓送出，出線6回，4回至洛北5000kV升壓站，1回至豫北，1回備用，220kV側為比母線分段，左段接2台機，2回出線，右段接4台機，4回出線。

防洪防凌

水文氣象資料分析表明，黃河可能出現55000m3/s的特大洪水，即使經過三門峽、陸渾、故縣等水庫攔蓄後，花園口站的洪峰流量仍將達到42000m3/s。黃河下游防洪工程的設防標準僅為22000m3/s（花園口站），不到百年一遇。三門峽水庫對控制凌汛期流量起到了一定的作用，但由於可利用庫容過小，防凌效果有限。
小浪底水利樞紐與已建的三門峽、陸渾、故縣水庫聯合運用，並利用東平湖分洪，可使黃河下游防洪標準提高到千年一遇。千年一遇以下洪水不再使用北金堤滯洪區，減輕常遇洪水的防洪負擔。與三門峽水庫聯合運用，共同調蓄凌汛期水量，可基本解除黃河下游凌汛威脅。

供水灌溉

黃河下游控制灌溉面積約4000萬畝，每年平均實灌面積1760萬畝，年引水量80~100億m3，由於黃河來水豐枯不勻，又缺乏足夠的水量調節能力，灌溉用水保證率僅32%。二十世紀七十年代以來，沿河工農業迅猛發展，城市供水需求急劇增長。自1987年之後，山東利津至入海口河段幾乎每年斷流，水資源供需矛盾十分突出。小浪底水利樞紐可減少下游斷流的機率，平均每年可增加20億m3的調節水量，滿足下游灌溉與城市用水，提高灌溉保證率。

工程建設

小浪底水利樞紐工程1991年9月12日開始進行前期準備工程施工，1994年9月1日主體工程正式開工，1997年10月28日截流，2000年初第一台機組投產發電，2001年底主體工程全部完工。取得了工期提前，投資節約，質量優量的好成績。工程建設可以劃分為準備工程施工、國際招標、主體工程施工、尾工四個階段。

準備工程施工

小浪底工程前期準備工程包括外線公路工程、內線公路工程、黃河公路橋工程、留莊鐵路轉運站、施工供電工程、施工供水工程、通訊工程、砂石骨料試開採、臨時房屋工程、導流洞施工支洞工程、施工區移民安置工程。

樞紐施工採用分期導流，一期導流圍右岸施工，原河床過流；二期上、下游圍堰擋水，主河槽施工，同時進行左岸導流洞和其他建築物施工。在截流時主體土建工程已完成土石方開挖85%，土石方填築總量的32%，混凝土和鋼筋混凝土總量48%。截流後，隨大壩升高和泄洪排沙建築物逐步建成，泄洪能力逐漸加強，各年度汛標準逐步提高。

樞紐主體工程量（含前期準備工程）：土石方開挖6027萬立方米，土石方填築5574萬立方米，混凝土及鋼筋混凝土354萬立方米，金屬結構安裝3.26萬噸，機電設備安裝3.09萬噸。工程總投資347.46億元，其中水庫淹沒處理和移民費用86.75億元。水庫淹沒耕地1.4萬hm，移民安置人口18.97萬人。

施工道路建設

為了減少截流前占直線工期的施工項目的壓力，節約外資，在進行準備工程施工的同時，進行了右岸主壩防滲牆、導流洞、上中導洞、進水口開挖、出水口開挖等主體工程項目施工。

施工專用黃河公路大橋

準備工程施工從1991年9月12日起至1994年4月18日水利部對前期準備工程進行驗收為止，歷時2年7個月，完成了所有水、電、路、通訊、營地、鐵路轉運站等準備工作，完成了施工區移民安置及庫區移民安置試點工作，完成了招標檔案中承諾的右岸主壩防滲牆、導流洞施工支洞、上中導洞、進水口開挖、出水口開挖等主體工程項目應實現的形象。國際承包商進場時稱讚，小浪底工程是他們所見到的最好進場條件。準備工程施工期間，基本確立了小浪底工程建設各方之間的關係，尤其是建設單位和設計單位之間的關係，即：小浪底建管局代表國家管理小浪底工程，對進度、質量、安全、投資全面負責；小浪底建管局和設計院是甲乙方契約關係，設計院在設計質量上對小浪底建管局負責，小浪底建管局對工程質量負責。這在當時是基建體制改革的重要舉措，為小浪底工程實行業主負責制打下了基礎。

準備工程施工期間，組建了工程監理單位，比照FIDIC條件的要求開展工作，為主體工程開工後全面進行工程監理積累了經驗。

前期準備工程的組織緊扣主體工程進行國際招標的要求展開，時間安排以滿足利用世行貸款的時間要求為前提；施工項目安排力爭多揭示地質條件，提前進行關鍵線路上的主體工程項目施工，減輕直線工期壓力；將人力分成施工和招標兩部分，兩項工作並行不悖；管理工作比照FIDIC契約條件要求進行。上述一系列工作為主體工程建設順利實施打下了良好的基礎。

生態效益

黃河作為中華民族的母親河，以占全國河川徑流2%的有限水資源，擔負著全國12%的人口、17%的耕地和沿黃50多座大中型城市的供水任務。自上世紀90年代以來，黃河飽受斷流之痛、淤積之痛。

隨著黃河陷入“生存險境”，中國的治黃理念由“控制洪水”轉變為“維持河流健康生命”，小浪底工程的投入使用，成為這一“生態治黃”理念得以實現的關鍵所在。

坐落在晉陝峽谷出口處的小浪底水庫，就像一個大“水盆”，既可以攔蓄上游洪水，使黃河下游防洪標準由60年一遇提高到千年一遇，又可以利用水庫蓄水人工製造洪峰，減輕水庫淤積，沖刷下遊河道。

2003年，黃河發生歷史罕見的秋汛，黃河防總啟用小浪底水庫攔蓄十多場洪水，避免了黃河下游出現大面積漫灘災害，同時，使近百億立方米的洪水變成水資源存入水庫。

小浪底水利樞紐投入運營以來，黃河連續13年不斷流，先後完成7次引黃濟津、12次引黃濟青、5次引黃濟淀等跨流域應急調水任務；還實現了黃河下游連續13年安全度汛，基本解除了黃河下游凌汛威脅；有效改善了小浪底庫區和下游地區的生態環境。

移民安置

小浪底工程庫區移民分三期進行。第一期為180米高程以下及受影響的4.6萬移民。從1995年開始到1997年6月底完成。第二期為180-265米高程區間及受影響的12.6萬移民，從1997年開始到2000年結束。第三期為265-275米高程區間及受影響的1.7萬移民，從2000年開始到2003年完成。一期移民於1997年6月底按計畫完成，為按期截流創造了條件。截流後以及1998年移民安置進度有所拖後，1999年1月5日，水利部、河南省政府、山西省政府在北京召開部省聯席會議，布置移民安置工作，解決有關問題。6月30日，215米高程以下移民按計畫搬離庫區，移民人數4.5萬人，為下閘蓄水創造了條件。2001年底前265米高程以下移民搬遷完畢，使得小浪底工程能夠正常發揮攔洪效益。

社會經濟

農業

小浪底水庫淹沒影響到河南、山西兩省三市一地區的八個縣（市），29個鄉（鎮），涉及人口16萬人，淹沒土地總面積為42萬畝，其中耕地面積20萬畝。該區域人口分布不均，東部大於西部，平均人口密度330人/平方公里，人均耕地約1.25畝。淹沒區每年的農業總產值1.2億元。 農作物夏糧以小麥為主，秋糧以玉米、穀子、紅薯為主。農作物產量水田畝產超過1000斤，旱田畝產500～900斤，棉花畝產50～150斤。

工業

各縣（市）的工礦企業只有少部分分布在小浪底區域內，1996年區域內六縣（市）的工業總產值為5億元，而其全部工業總產值為86.5億元。從區域內的工業產值分布來看，垣曲縣最大，占區域的46%；新安次之，占31.6%，其它縣（市）較少，均小於8.0%。

布設情況

小浪底的環境監測主要分三個部分，即庫區、施工區、移民區，各部分監測項目、斷面測點布設、監測頻率各不相同。庫區水質監測包括地面水監測14個斷面，底質監測4個斷面；施工區監測包括地表水乾支流6個斷面、生活用水37個測點、河流底質12個點、生活污水和生產廢水17個監測點、大氣測點、噪聲12個測點；移民區包括生活飲用水28個測點和土壤28個採樣點。根據實際情況，監測時斷面測點數和監測項目有所調整。

地位作用

小浪底工程是三門峽以下唯一能夠取得較大庫容的控制性工程，處在控制黃河下游水沙的關鍵部位，也是唯一能夠擔負下游防洪、防凌、兼顧工農業供水、發電的綜合水利樞紐，具有優越的自然條件和重要的戰略地位。

三門峽工程的負面影響，其主要表現在；大壩抬高水位後降低了流速，加速上游淤積，從而加劇了上游渭河地區的水災。小浪底工程的設計則充分汲取三門峽工程的經驗教訓。三門峽工程在泥沙問題上的最大教訓是對上游水土保持攔沙作用的估計，以及水庫的作用過分樂觀，而預計的入庫泥沙量偏低。三門峽工程的第二個教訓，就是在泥沙比率高的河流建了水庫之後，不能採用高水位的蓄水運行方式，而應該採用“蓄清排渾”的方式，在汛期低水位時，建築物要有足夠的泄洪排沙能力。小浪底水庫區為峽谷河段，有利於保持較大的長期有效庫容，可以長期發揮調水調沙、興利除害的效益，防洪運用比較可靠，不僅可以攔蓄特大洪水，還可以根據下游防洪需要適當控制中小型洪水。這是其它工程措施所不能比擬的。

小浪底水庫攔調泥沙，能夠減緩黃河下遊河道淤積，還可以通過人造洪峰、調水調沙等運用方式，長期發揮較大的減淤作用，與其它減淤措施相比，在減淤效果、減淤單位投資、影響人口等方面，小浪底工程都明顯比三門峽水利工程優勝。

小浪底水利樞紐在保證下游防洪、滿足下游減淤的前提下，還可以調節徑流，為下游工農業用水增加可利用的水源，發電調峰可以改善電力系統的運行條件。綜合各方面因素，小浪底水利樞紐是黃河下游防洪減淤工程中最佳方案。