今年暑期在郑州星韵地理研讨会后，参与了3天的考察活动，其中包括参观小浪底水利枢纽工程，让我们能够有机会了解这个黄河干流上的大型水利枢纽工程。

离开洛阳后，从黄河南岸的孟津县来到小浪底，时间已经是下午很晚，匆匆从景区西门进入，参观了爱国主义展示厅，主要是一些小浪底工程建设中的一些图片介绍，也有一个大的沙盘模型，然后在大坝南线稍作停留。大坝的排水、排沙口都靠近北岸即黄河左侧，所以整个参观的过程比较仓促，很多地方没有去。

小浪底大坝竟然是土石坝，为什么？小浪底水库是如何拦调泥沙、蓄清排浑，减少泥沙在水库的淤积？小浪底工程的综合效益有哪些？这里搜集一些资料，对一些困惑略作梳理。

 

小浪底水利枢纽工程大坝所在地，南岸为孟津县小浪底村，北岸为济源市蓼坞村，是黄河干流最后一段峡谷的出口,上距三门峡水利枢纽130km，下距郑州黄河花园口水文站128km，控制黄河流域面积的92.3%。

小浪底工程以复杂的地形地质、特殊的水沙条件、严格的运用要求，是非常具有挑战性的工程，主体工程于1994年9月开工建设，1997年10月大河截流，1999年10月水库下闸蓄水并投入初期运行，2000年1月首台机组并网发电，2001年12月全部机组并网发电，主体工程完工。2002年12月，通过了水利部主持的竣工初步验收，2009年4月，通过了国家发展和改革委员会与水利部共同主持的竣工验收。

一、小浪底大坝竟然是土石坝

走近小浪底，表面是红色的大块砂岩铺盖，居然是土石坝，让人颇感意外。

完整的说法叫“壤土斜心墙堆石坝”，这是中国水利建设史上最大的土石坝，为什么这里不建混凝土坝（砼tóng坝，混凝土坝的同义词）呢？应该是许多人的困惑。

原来，这里的地质状况，坝址基岩主要为二迭、三迭纪砂岩、粉砂页、粘土岩，存在有强度较低的“泥化夹层”，坝址河床有70多米深的覆盖层是冲积砂卵石层，若要把覆盖层全部挖出来修上钢筋混凝土坝，无疑造价太高，在古老沉积的河床上填筑土石坝既省时又经济，可以大大减少工程投资，一些综合考虑的因素还有：

1.考虑库区淤积的防渗作用，使坝基防渗效果更为可靠；

2.上爬的内铺盖改善了上游坝坡的抗滑稳定性，既实现了库区淤积的连接，又不会对坝坡产生太大的影响；

3．减少了上游围堰的土方填筑量及基础处理工程，使截流后比较紧张的工期得以缓解；

4.与斜墙坝相比，混凝土防渗墙受力会有所恶化，且造墙难度增加。

坝体中间采用粘土，两边是砂子、卵石和砂岩等17种填筑料，一层一层填筑、碾压而成，大大降低了施工成本。为防止深厚覆盖层渗漏，大坝中间采用两道混凝土防渗墙防渗，它长439米、厚1.2米、深81.9 米。同时结合固结灌浆、帷幕灌浆技术措施，形成一道稳固的防渗屏障。

小浪底大坝运用初期由混凝土防渗墙和斜心墙形成垂直防渗体系，斜心墙通过坝内短铺盖与作为坝体一部分的主围堰斜墙防渗体连接，随着水库淤积的发展，可形成辅助的水平铺盖防渗体系。

为填筑这座大坝，建设者就地取材，挖掉了石门沟和李家坡两座大山，堪称“当代的愚公移山”（北岸的济源，就是愚公移山的故事所在地）。大坝所用填筑材料，来自南岸蕴藏丰富的壤土山和石山以及大坝下游的河滩沙砾石。

 

大坝全长1667米，坝顶宽15米，坝底宽864米，坝顶最大高度160米，系中国目前最高、规模最大的堆石坝，坝体填筑量为5073万立方米，加上南、北岸坝基开挖的770立方米，开挖、运输、填筑总量达5843万立方米。

这座与南、北两岸紧密相连的海拔281米高的大坝，是治理黄河下游水患的一道坚强的防线，也成为小浪底的主要标志性水工建筑物，是新世纪治黄的一座丰碑。

 

二、小浪底水库的拦调泥沙、蓄清排浑

黄河从黄土高原而来，带来大量的泥沙，造成下游河道泥沙淤积，河床不断抬高，给沿黄城市和居民带来了巨大的防洪压力。

黄河径流的泥沙含量居世界首位，多年平均含沙量37.6kg/m3，多年平均输沙量13.51亿吨。在一年之中，泥沙主要集中在汛期，干流站7-9月沙量占全年沙量的80%左右，支流站接近100%；汛期沙量又集中在几次暴雨洪水之中。

小浪底水库拦调泥沙，能够减缓黄河下游河道淤积，还可以通过人造洪峰、调水调沙等运用方式，长期发挥较大的减淤作用，与其它减淤措施相比，在减淤效果、减淤单位投资、影响人口等方面，小浪底工程都明显比三门峡水利工程优越。

小浪底工程处在承上启下控制下游水沙的关键部位，控制黄河输沙量的100%，可滞拦泥沙78亿吨。

每年的六月底七月初是黄河小浪底水库调水调沙、泄洪腾库容的时间，也是小浪底的旅游旺季。利用这个机会小浪底和三门峡水库联动调节，经过精确计算，以1500个流量冲刷河床，2600个流量排沙，把大量的泥沙送到大海，而且还把下游河床冲刷降低，据测算经过几年的调水调沙，下游河床已降低了1.4米。

小浪底水利枢纽采用“人工扰沙”方式，即借助河水已有的势能，辅以人工扰动河床土质，促进河床泥沙启动，实现河床下切、输沙入海。简单地说，就是通过搅动让河底淤沙上浮，使其与自然水流一起下泄，从而达到清淤输沙的目的。第三次调水调沙试验共设3个扰沙点，分别位于小浪底库尾、河南范县李桥河段、山东梁山县小路口河段。以上方法，可使黄河下游河床20年内不淤积抬高。非汛期下泄清水挟沙入海以及人造峰冲淤，对下游河床有进一步减淤作用。

小浪底工程吸取了三门峡工程的教训，在多沙河流上的水库，不能采用高水位蓄水运行方式，而采用“蓄清排浑”的方式。在汛期低水位时，建筑物要有足够的泄洪排沙能力，汛期运行水位控制在145米，比正常蓄水位低30米，同时大坝在较低高程设置了大量永久泄水建筑物，在水位为145米时的泄流能力可达64200立方米/秒，使汛期水库基本处于畅泻状态，可大大减少泥沙在水库的淤积。水库蓄水选择在汛后10月，个别年份还要延长到11月。

三、小浪底工程的综合效益

小浪底开发目标以防洪、防凌、减淤为主，兼顾供水、灌溉和发电，蓄清排浑，除害兴利，综合利用。

小浪底工程的建成，能有效地控制黄河洪水，可使黄河下游花园口的防洪标准由六十年一遇提高到千年一遇；基本解除黄河下游凌汛的威胁；减缓下游河道的淤积；小浪底水库还可以利用其长期有效库容调节非汛期径流，增加水量用于城市及工业供水、灌溉和发电。小浪底水库水质达到二级，成为黄河中下游多泥沙区域的一湖“黄河清水”，为经济建设提供充足的水资源。

由于地形、地质条件的限制和进水口防淤堵等运用要求、泄洪、排沙、引水发电建筑物均布置在左岸，形成进水口、洞室群、出水口消力塘集中布置的特点。在面积约1k㎡的单薄山体中集中布置了各类洞室100多条。9条泄洪排水洞、6条引水发电洞和1条灌溉洞的进水口组合成一字形排列的10座进水塔，其上游面在同一竖直面内，前缘总宽276.4m，最大高度113m。各洞进口错开布置，形成高水泄洪排污，低水泄洪排沙、中间引水发电的总体布局，可防止进水口淤堵、降低洞内流速、减轻流道磨蚀、提高闸门运用的可靠性。

 

小浪底水利枢纽投入运营后，黄河连续13年不断流，先后完成7次引黄济津、12次引黄济青、5次引黄济淀等跨流域应急调水任务；还实现了黄河下游连续13年安全度汛，基本解除了黄河下游凌汛威胁；有效改善了小浪底库区和下游地区的生态环境。

小浪底水利枢纽工程

小浪底水利枢纽工程沙盘模型

壤土斜心墙堆石坝的剖面示意图，这样专业的景区介绍牌有必要拍摄下来。

小浪底大坝居然是土石坝，让人颇感意外。

大坝表层，表面是红色的大块砂岩

小浪底大坝下游外侧

小浪底大坝附近的山体砂岩，可以大致看出这里的地质状况