1、概述

三門峽水利樞紐是黃河上修建的第一座大型樞紐工程，控制流域面積的91.5%，水量的89%，沙量的98%，黃河干流三個洪水來源區的兩個。工程自1960年9月15日蓄水運用以來，經過兩次改建后基本解決了水庫泥沙淤積問題，采取“蓄清排渾”運用方式基本達到了庫區年內沖淤平衡，保持了長期有效庫容，充分發揮了防洪、防凌、灌溉、供水、發電、減淤、保護生態環境等綜合效益。

樞紐處于多泥沙河流上，工程從50年代開工興建，60、70年代改建，80年代全面發揮綜合效益，90年代探索前進。從建設過程到運用管理，經歷了我國水利建設史上從未遇到的曲折，在工程建設及水庫運用上積累了豐富經驗。

2、樞紐運用概況

工程興建后，在原建基礎上，工程經過增建、改建，水庫經歷了蓄水運用、滯洪排沙及蓄清排渾控制運用三個時期。

2.1、蓄水運用期（1960年9月~1962年3月）

水庫1960年9月15日開始蓄水，1961年2月9日蓄至最高水位332.58m，至1962年3月入庫水量為717億m3，沙量17.36億t，有13%的泥沙以異重流形式排出庫外。由于回水超過潼關，庫內淤積嚴重，潼關高程（1000m3/s水位）上升4.5m，335m以下庫容損失約17億m3。

2.2、滯洪排沙運用期（1962年3月~1973年10月）

初期泄流建筑物只有原建的12個深孔，雖然水庫敞開閘門泄流排沙，水庫排沙比由原來的6.8%增加到63%，庫區淤積有所緩解，但因泄流排沙設施不足，泄水建筑物較高，遇到豐水豐沙的1964年，水庫滯洪淤積嚴重。在此期間水庫淤積25.7億m3，庫區淤積不斷向上游發展，兩岸地下水位抬高，沿岸浸沒鹽堿面積增大。為減緩水庫淤積，樞紐工程先后進行了兩次增改建。之后水庫泄流能力加大，潼關以下庫區沖刷4億m3，槽庫容恢復到接近建庫前水平，形成高灘深槽，潼關高程下降近2m，潼關以上庫區淤積上延也大為減輕，為水庫控制運用創造了條件。在這一時期遇到1967、1969、1970年三次嚴重凌情，三年冰量為0.9?1.4億m3，最嚴重的封河上界達河南省開封市以上，特別是1969年氣溫忽高忽低，造成三封三開的局面，通過三門峽水庫的調蓄，均安渡凌汛。

2.3、“蓄清排渾”控制運用期（1973年11月~目前）

在成功改建的基礎上，根據黃河每年來水來沙特點及洪水輸沙能力大的特性，水庫于1973年底開始采用“蓄清排渾”控制運用，即在來沙少的非汛期蓄水防凌、春灌、發電，汛期降低水位防洪排沙，把非汛期淤積在庫內的泥沙調節到汛期，特別是洪水期排出庫，該時期還可分為兩個時段：

2.3.1、（1973年11月~1989年6月）

期間水庫經歷了不利的水沙條件（如1977年的枯水豐沙）和有利的水沙條件（如1981至1985年），潼關高程也處于升降過程，曾升高近1m，即由1973年汛后的326.7m升至1979年汛后的327.6m，到1988年恢復到327.08m；1980年汛期一段時間內實行敞泄運用，運用水位低于300m多達27d；自1980年汛期后由于機組過流部件磨損及氣蝕等問題，汛期未在發電，其他各目標的運用水位如凌前蓄水、春灌起調水位及汛期排沙方面都有所改進；由于底孔及其門槽部件等氣蝕磨損，1984年至1989年對底孔進行了改建大修。1982年8月黃河下游經歷了洪峰流量為15300m3/s的大洪水。

2.3.2、（1989年7月~目前）

進入九十年代以來，上游水庫陸續投運及沿黃工農業用水的增長，入庫水沙發生了很大變化，“蓄清排渾”運行方式也相應做出調整，具體為：

2.3.2.1、水沙減少，河道淤積嚴重

黃河流域遭受連續枯水枯沙，水沙分配也發生了變化，尤其是上游龍羊峽水庫（1986.10）投入運用，極大改變了黃河中游汛期與非汛期來水年內分配，來水量也迅速減少，1997年汛期入庫水量只有55.6億m3，年水量只有149.4億m3，為歷史最枯紀錄。期間入庫沙量88.56億t (1988.11~1999.10)，庫區累計淤積泥沙4.68億t（1997年?1999年達3.81億t），潼關高程由327.36m（1989年）緩升至328.40m（1999年汛后）。

2.3.2.2、水資源日趨緊張

水量的銳減及工農業的發展還導致水資源緊張，下游斷流天數和距離不斷增加。黃河下游經常性斷流始于70年代，1972?1999年28年中共有21年發生斷流，其中斷流天數最多和斷流天數最長是1997年，分別達223d和580km，斷流發展到開封附近夾河灘水文站，成為沿黃經濟發展的制約因素。從1999年起實施了全河水量統一調度，通過三門峽水庫調蓄，減少了斷流天數，優化配置了有限的水資源。

2.3.2.3、樞紐運用方式不斷調整

水庫的沖淤和潼關高程的升降變化，在一定的運用方式下，很大程度受來水來沙制約。為保持庫區沖淤平衡和潼關高程基本穩定并盡可能發揮綜合效益，水庫運用方式與運用指標隨著水沙條件的變化不斷調整。凌前蓄水，水位控制在315m，使泥沙淤積部位靠下；防凌蓄水期，在保證下游凌期安全的前提下，充分利用下游河道冰下過流能力，盡量降低防凌運用水位，凌汛過后將水位降至315m，利用桃峰沖刷潼關河床；春灌蓄水控制最高水位在322m左右，并盡量縮短高水位時間；汛期潼關高程下降主要依靠洪水期大流量沖刷，運用上采取洪水敞泄，洪水時降低庫水位至298-300m，充分發揮洪水排沙和沖刷潼關河床作用。

2.3.2.4、樞紐改建

為減緩庫區淤積，增強庫區挾沙能力，1990年打開9、10號底孔，1999年、2000年分別打開11、12號底孔，315m泄流能力增加到9701m3/s；為充分利用水能資源，1994年、1997年分別擴裝了6、7號機組，裝機容量達40萬kw。

2.3.2.5、開展渾水發電試驗

黃河是高含沙河流，尤其是汛期被視為發電禁區，1973?1979年因為水輪機主要部件磨蝕破壞十分嚴重，被迫于1980年停止汛期發電。為充分利用汛期水資源，從1989年開始了渾水發電試驗，從水庫調度運用、機組抗磨材料及發電運行管理等方面不斷展開。

2.3.2.6、實現其它運用目標

除正常運用目標外，還發揮出其它作用：1989年汛期開展日調峰運行試驗，為小浪底水庫提供設計依據；1994年樞紐隧洞出口塌方采取了搶險措施，最高水位達318.28m，遇洪水時及時降低水位泄洪排沙；1998年5月河口挖河固堤，水庫控制出庫流量最高水位達323.80m；1999年10月小浪底水庫下閘蓄水，三門峽水庫預蓄水量后按照要求增大泄流填充其泄流孔下的死庫容，縮短了下游斷流時間。

通過“蓄清排渾”控制運用表明，在一般水沙條件下，潼關以下庫區能基本保持沖淤平衡，遇不利水沙條件，當年非汛期淤積還不可能全部排出庫外，有利水沙條件可能微沖或保持沖淤平衡。水庫的沖淤特性還與水庫各個時期調度緊密相關，具體的控制指標是水庫運用水位。根據非汛期各運用階段結合來水來沙狀況適當調整水庫運用水位，控制淤積部分，亦可在汛期達到將非汛期淤積泥沙大部排出庫外的效果。

3、樞紐工程綜合效益

三門峽樞紐在原建的基礎上，經過增改建，在防洪、防凌、灌溉、供水、發電等方面發揮了顯著的社會效益和經濟效益。

3.1、防洪效益

防洪是三門峽水庫的主要任務，由于它控制了黃河中游北干流及涇、北洛、渭河支流兩個主要的洪水來源區，對第三個洪水來源區三門峽至花園口間發生的洪水起到錯峰和調節作用，緩解了下游防洪搶險壓力，減輕了下游洪水災害和堤防工程出險加固次數。樞紐投入防洪運用，標志著黃河下游防洪已從單純依靠防洪，發展到依靠水庫、堤防、河道分滯洪措施等組成的工程體系，確保防汛安全的新階段。自1964年以來，三門峽以上地區曾六次出現流量大于10000m3/s的大洪水，由于三門峽樞紐及時采取措施，削減洪峰，減輕了下游堤防負擔和漫灘淹沒損失。從樞紐建成至今，黃河下游歲歲安瀾，未出現大堤決口現象。

3.2、防凌效益

樞紐建成后，黃河下游防凌工作進入了以水庫調節河道流量為主的綜合防凌新階段，為避免下游小流量封河和“文開河”創建了有利條件，確保了凌汛安全。據統計，三門峽水庫投入運用以后，類似1951年、1955年因凌汛決口的凌情有6次，由于適時運用，每次都避免了“決口”的危險。

3.3、灌溉、供水效益

黃河下游沿黃地區灌溉面積3000多萬畝。據統計，從1973年到1999年的27年，春灌期間水庫蓄水總量326.74億m3，向河南、山東沿黃灌區補水270億m3。除灌溉外，還為中原、勝利兩大油田和沿黃城鎮提供了大量工業和生活用水，多次為河北、天津及青島供水，促進了下游工農業生產的發展。

3.4、減淤效益

1960年9月下閘蓄水至1964年10月，水庫下泄清水或排出少量細顆粒泥沙，形成下游河道沿程沖刷達23.12億t，若無三門峽水庫則河道淤積6.6億t。因此水庫初期運用減少下游河道淤積29.72億t。“蓄清排渾”運用以來，非汛期下泄清水形成下游河道沖刷，汛期水庫排沙兼顧減淤，使出庫泥沙能排泄入海，盡量避免小水帶大沙，年均減淤約0.3億t。

3.5、減緩下游缺水斷流

黃河水資源的開發利用為沿黃工農業經濟發揮了重要作用，但是有限的水資源很難滿足日益增長的用水需要，造成了黃河下游頻繁斷流。通過三門峽水庫的調蓄運用和統一調度，減少了下游特別是洛口以下沿黃地區經濟損失，防止了河口三角洲生態環境的惡化，使黃河有限的水資源發揮了最大的綜合效益。

3.6、發電效益

三門峽水電站有7臺發電機組，裝機容量41萬kw。從1973年12月第一臺機組發電，到2006年底，已累計發電333億kwh，1989年開始的渾水發電累計達27億kwh。

4、樞紐運用經驗

4.1、多泥沙河流上的水庫，必須把妥善排放泥沙和保持長期有效庫容放在重要地位

修建水庫為了除害興利，但蓄水必然帶來庫區淤積，因此妥善處理水庫泥沙、保持長期有效庫容是水庫興利、發揮綜合效益的基礎。三門峽水庫實踐表明，在多泥沙河流上的水庫綜合利用效益，在很大程度上受泥沙調節的限制。水庫各項興利指標，也由于泥沙問題而互相制約。這是多泥沙河流規劃水庫與一般河流規劃的一個重要差別。

4.2、多泥沙河流上修建水庫必須有適當高程泄流建筑物及足夠泄流排沙規模

樞紐兩次增改建后，泄流規模當壩前315m時由3084m3/s增至9701m3/s，排沙孔洞分別由280m、290m、300m的底孔、隧洞、深孔（鋼管）組成，加大了水庫泄流規模和排沙能力，為水庫“蓄清排渾”控制運用創造了條件，同時也為多泥沙河流上興建水利樞紐提供了借鑒。

4.3、探索適合多泥沙河流水庫運用的“蓄清排渾”方式

樞紐工程經過增改建，水庫淤積得到控制。通過蓄清排渾控制運用，在一般水沙年份水庫可達到沖淤平衡，保持長期有效庫容，為樞紐發揮綜合效益提供了保證。三門峽實踐證明，這種運用方式不僅能調節水量，而且能調節泥沙，為多泥沙河流治理提供了寶貴的經驗。

90年代以來，水庫水沙發生了很大變化，為挖掘汛期水資源潛能，在實現庫區基本沖淤平衡前提下開展渾水發電試驗，探索出“洪水排沙、平水發電”規律，豐富和發展了“蓄清排渾”運行方式，即汛期在洪水期降低水位泄洪排沙，平水期入庫含沙量小，控制一定水位興利（包括渾水發電試驗和配合水量調度），目前運用以北村作為控制水位站，經汛期水庫溯源沖刷過程后使北村水位至309m達到相對穩定，繼續沖刷其水位仍無大的下降，在此情況下控制水位305m運行，期間不會影響北村以上河段沖淤變化，溯源沖刷能夠繼續向上游發展。

4.4、豐富了泥沙科學理論

通過三門峽水庫“蓄清排渾”控制運用實踐，對控制水庫淤積部位、水庫排沙的水沙條件、水庫泥沙運動規律、庫區水流輸沙能力的調整機理、保持有效可用庫容的基本條件、水庫縱橫形態調整與水庫排沙機理、異重流與溯源沖刷基本規律等取得很多成果，豐富和發展了水庫泥沙科學及水沙調節理論。

4.5、試驗出適合多泥沙河流的水輪機抗磨材料和發電運行方式

汛期渾水發電試驗是在低水位、高含沙量的惡劣條件及沒有任何可供借鑒的經驗下在原型上進行的科學試驗，掌握了水輪機在高含沙水流下磨蝕破壞規律；篩選出水輪機過流部件防護材料包括SPHG1合金粉末、GB1焊條、金屬陶瓷等抗磨材料及相應的施工工藝；針對過機含沙量高、污草多、供排水及冷卻、水庫運行水位低機組運行工況惡劣等困難積累了汛期機組運行經驗，初步解決了頂蓋密封及排水問題，利用攔污柵及備用柵清污減小水壓差，安裝機組振動、擺度檢測儀監測機組運行，選用地下水冷卻機組和發電機通風改造等措施。目前汛期機組運行基本做到了安全穩定，5臺低水位機組全部投入試驗。

5、未來運用目標

5.1、洪水威脅依然是中華民族的心腹之患

黃河是舉世聞名的地上懸河，河床普遍高出背河地面3?5m，局部地區高出20多m，因此黃河河道成了淮河、海河的分水嶺。由于來水來沙變幅很大，河道游蕩擺動頻繁，“善淤、善決、善徙”，黃河洪水威脅面積大，歷史上黃河洪水泛濫淹沒范圍北抵天津、南達江淮約25萬km2。現行河道一旦決溢，將出現南泛奪淮、北泛亂海局面，形成跨流域的水災，波及范圍包括豫魯冀皖蘇五省黃淮海平原12萬km2，防洪極為困難。小浪底建成后與三門峽、陸渾、故縣水庫聯合運用，下游河防工程標準提高，抗御大洪水能力增強，可將花園口千年一遇洪水削減至2.26萬m3/s。但其洪水量級已經是黃河防洪標準內最大洪水，泥沙問題在相當長時期內也難以根本解決，歷史上形成的地上懸河局面將長期存在；堤防仍有發生潰決、沖決的可能，而且黃河發生中常洪水的幾率較高，水位高、險情多、災害重的情況還會經常發生。因此無論從短期和長遠來看，黃河下游防洪問題依然嚴重，洪水威脅依然是中華民族的心腹之患。小浪底仍需要三門峽、陸渾、故縣等水庫共同發揮作用。

5.2、實現資源水利的目標

1999年江總書記視察黃河時提出要兼顧防洪、水資源合理利用和生態環境建設三個方面，把治理開發與環境保護和資源的持續利用緊密結合起來，堅持除害興利結合，開源節流并重，防洪抗旱并舉，指明了黃河治理開發的方向。總結以往經驗，實現水利發展戰略從工程措施主導型向資源綜合管理主導型的轉變，對于保障我國水資源可持續利用具有重要意義。目前黃河面臨著防洪、水資源短缺、水土保持和水污染等問題，三門峽樞紐在保證下游防洪安全的前提下實現資源水利的目標，主要有：

5.2.1、基本控制潼關高程，促進庫區發展

潼關高程是小北干流和渭河的侵蝕基準面，升降變化受多種因素制約。近些年，盡管水庫運用上縮減了非汛期高水位運用時間，但由于水沙持續減小導致潼關高程有一定抬高。基本控制潼關高程就要在不利的水沙條件下不影響潼關河床的沖淤變化，遇有利水沙條件要使潼關河床大幅沖刷下降。在此基礎上，結合庫區治理和人工清淤疏浚，促進庫區的持續發展。

5.2.2、參與全河水量調度，優化配置水資源

1999、2000年三門峽水庫成功參與全河水量調度，緩解了水資源日益緊張局面，優化配置了水資源。黃河流域大部分屬于干旱和半干旱地區，水資源貧乏，隨著引黃灌溉和國民經濟的發展，供求矛盾突出，已不能滿足日益增長的用水需要。進入21世紀伴隨著西部的大開發，來水還會進一步減小。為使有限的水資源發揮更大的綜合效益，保證水資源可持續利用和沿黃經濟的可持續發展，全河水量統一調度還需加強。對于下游河段，應以三門峽、小浪底水庫為龍頭，按照黃河水量管理辦法和水量分配及調度方案，合理調蓄和下泄水庫水量，對黃河水資源統一配置、統一調度、統一管理，減少斷流，最大限度提高水的利用率，提高經濟效益。

5.2.3、延長小浪底水庫使用年限

小浪底工程位于黃河中游最后一個峽谷出口，處在承上啟下控制黃河水沙的關鍵部位，是三門峽以下唯一能夠取得較大庫容的壩址，有顯著的防洪減淤作用，可以迅速扭轉下游防洪形勢惡化的不利局面，為其他減淤措施爭得時間，為下游防洪體系建設創造有利條件。同時也應認識到小浪底工程減淤作用又是有限的，減淤效果明顯時期主要在運用初期，一旦規劃中的75億m3槽庫容淤滿，則只有10.5億m3的庫容來調節汛期徑流及下泄水流的水沙關系。為避免出現小浪底有限庫容對無限來沙孤軍作戰局面，應珍視小浪底寶貴的淤沙庫容，充分利用三門峽水庫，大水時兩庫聯合調度輸沙入海，延長小浪底水庫年限，為下游防洪保安提供堅實基礎。

5.3、渭河下游治理應持發展和開發的觀點來探求新的平衡條件，加強治理和開發

三門峽水庫蓄水期間渭河下游大量淤積。蓄清排渾運用后，渭河下游河床諸因素調整在潼關新的基面條件下趨于建立了新的平衡，1973年11月?1986年10月沖刷泥沙0.58億m3，逐漸形成新的河床縱剖面，河道輸沙能力和河槽過洪能力基本恢復到建庫前水平。1986年以后來水來沙不利，尤其從渭河來講，流域上游的開發，用水量大幅度增加，成為一年之內大部分時間基本不過水的間歇性河流，河槽萎縮，河道主槽寬度由幾百米縮窄為幾十米，過洪能力銳減。

多年實踐證明，渭河下游沖淤是有規律的，來水來沙變化和水庫不同運用河床將做著相應調整。90年代以來渭河連續枯水枯沙，河道必然萎縮。應從發展和開發的觀點來探求建立渭河新的平衡條件，而不應強求恢復到以往的情況。隨著科學技術的發展，完全可以通過治理克服泥沙淤積帶來的不利影響。目前，在水庫335m防洪水位以下安排著10多萬返庫移民，在基本控制潼關高程的前提下應加大庫區治理力度，包括建立符合分滯洪區特點的居住條件和防洪預警等非工程措施系統，在新的水沙條件和河床邊界下建立新的生產和生活條件，讓移民安居樂業，促進西部大開發。

5.4、控制潼關高程、發揮樞紐綜合效益

小浪底投入運用后，在基本控制潼關高程和下游防洪前提下，樞紐運用將更加靈活，能夠充分發揮樞紐的綜合效益，分別為：

5.4.1、防洪、防凌

小浪底建成后，黃河下游形成了小浪底、三門峽、陸渾、故縣四庫聯合運用的上攔工程體系，可以在下游發生百年一遇洪水時不使用東平湖滯洪區，在千年一遇洪水時可使花園口流量不超過22000m3/s，相應減輕了三門峽水庫的防洪負擔，使三門峽水庫對“下大洪水”的運用幾率由十年一遇減少到百年一遇，千年一遇蓄洪量由34.75億m3減少到16.87億m3，萬年一遇蓄洪量由48.24億m3減少到30億m3。凌汛期，小浪底水庫可提供20億m3的防凌庫容并先期投入運用，不足由三門峽負擔，有效控制下泄流量，從而基本解除下游凌汛的威脅。小浪底投入運用后三門峽水庫防洪水位仍為335m，防凌水位322m。

5.4.2、水量調度

從1999年開始，三門峽水庫春灌任務轉入全河水量統一調度工作中，運用方式發生了觀念上的變化，以往水庫調蓄要盡可能滿足下游灌溉要求，提高灌溉保證率。今后隨著西部大開發和沿黃經濟的發展，進入下游水量還會進一步減少，而需求還將有所增加，供水不足將成為必然。因此，在不影響潼關高程情況下三門峽水庫適量蓄水，配合小浪底納入全河水量統一調度工作中，將會增加水量調節余地，實現水資源的可持續發展。綜合考慮水庫淤積和下游水量需求，三門峽水庫春灌水位320m。

5.4.3、減淤

小浪底投運后三門峽水庫為下游減淤任務大為減輕，可以實現“小水帶大沙”，能夠進一步降低排沙水位，向下游輸送更多泥沙，使水庫保持一定長期使用庫容，但是并不是說三門峽水庫無限制排沙填充小浪淤沙庫容，畢竟國家投巨資目的就要利用小浪底防洪減淤。因此，應深入研究兩庫聯合調節水沙方案，輸沙入海以盡可能在較長時間內保持較大調節庫容。考慮樞紐增開了兩條底孔及汛期水沙量的減少，尤其是洪峰次數和量級的減少，汛期排沙水位可從300m降至295m。

5.4.4、發電

樞紐裝機7臺，河南電網以火電為主，三門峽水電承擔著重要調峰任務。

非汛期 在不影響潼關河床沖淤變化的前提下應充分發揮樞紐發電效益，這也是保證樞紐正常運轉的因素之一。小浪底建成后三門峽樞紐調峰能力進一步增強，滿足電網峰谷需要，即在滿足防凌、水量調度指令時，保證電網穩定，輸送優質電能。

汛期 汛期排沙主要集中于洪水期，排沙強度是小水的十倍甚至上百倍，因此遇洪水時則降水位排沙。平水期則應適當抬高水位進行渾水發電。

應當指出，因上游水庫蓄水和黃河降雨規律，

6、10月水沙表現出非汛期特征，“秋汛”幾率降低，原則上可按非汛期對待，即在9月底可將水位逐步升至310m運行。