提要：经过我国几代人对黄河泥沙输移的研究和实践，认识己有重大突破，即可以利用高含沙水流输沙入海，节省输沙用水量，减缓河道淤积，为解决黄河下游防洪展现出美好的前景。为小浪底水库采用泥沙多年调节，充分利用下游河道的输沙潜力，利用汛期大流量输送高含沙水流入海提供了可能，是解决黄河下游泥沙问题节省输沙用水的有效技术途径。在黄河下游水资源十分紧张的情况下，使平水年、枯水年小浪底水库不排沙，全部水量用于兴利和环境用水。方案计算表明采用1970～1996年实测系列，水库开始排沙后，年均输沙用水量为43亿立米，丰水年排沙用水量达128亿立米，最小者为16亿立米。利用丰水年洪水输沙将从根本解决输沙用水量与下游河道工农业用水之间的尖锐矛盾。

众所周知，泥沙淤积是黄河下游洪水危害的根本原因，治黄的主攻方向就是要解决泥沙淤积问题。根据2002年国务院批复的《黄河近期重点治理开发规划》的相关研究，2050年后，黄河年均来沙量仍有8亿吨，利用河道输沙入海是治黄中一项长期的而艰巨的重要任务。为维持黄河下游河道健康生命，将采取综合措施实现下游主槽不淤高的目标，其核心是科学进行中游水库调水调沙和下游河道整治，充分利用自然的力量，增大洪水的输沙造床作用。

小浪底工程是黄河进入平原前最后一座狭谷型水库，具有较强的调节能力，不管黄河上中游水沙如何变化，都要经过小浪底水库的调节进入下游河道。因此，小浪底水库的调水调沙作用是其它水利工程无法替代的。应充分发挥水库调水调沙作用，充分利用下游河道在洪水期的输沙潜力输沙入海，改变进入下游的水沙条件，塑造有利输沙的新河槽，充分利用洪水输沙，大量节省输沙用沙水量，为下游河道治理做出应有的贡献。

正如王化云在1987年出版的“我的治河实践”序言中所述“调水调沙治河思想虽然处于发展过程中，已有的实践经验也不完全，但我认为这种思想更科学，更符合黄河的实际情况，未来黄河的治理与开发，很可能由此而有所突破”，我们近十年的研究结果说明王化云当时预言是正确的。

一、 对黄河泥沙输移的研究和实践，认识己有重大突破

经过我国几代人对黄河泥沙输移的研究和实践，认识己有重大突破[1]，即可以利用高含沙水流输沙入海，节省输沙用水量，减缓河道淤积，为解决黄河下游防洪展现出美好的前景。

通过对黄河干支流不同河段的输沙特性的对比分析表明[2.5]，窄深河槽有利于高含沙水流输送，造成高含沙洪水在黄河下游高村以上河道严重淤积主要原因是河槽极为宽浅。适宜输送的含沙量不是低含沙量，而是含沙量大于200多kg/m3的高含沙水流[5]。山东河道在流量2000～3000m3/s时，无论含沙量小于200 kg/m3(见图1)，还是增加到400～500kg/m3，泥沙都能很好地输送入海[2]。

己故著名泥沙专家钱宁院士开创的高含沙水流特性研究表明[2]，由于黄河泥沙组成比较细，含沙量增加引起流体的粘性增加，使粗颗粒的沉速大幅度降低，含沙量在垂线上的分布更加均匀（见图2），而河床对水流的阻力并没有增加，因而利用高含沙水流输沙特性，为小浪底水库进行泥沙多年调节，塑造高含沙洪水，利用洪水排沙入海提供了可能。

钱正英副主席在1988年5月黄河规划座谈会的总结发言中就指出[1]：“在整治河道这个问题上，我感到近些年来对下游河道也有很大的突破。除了利用黄河泥沙淤临淤背加固堤防外，黄科所同志提出利用窄深河槽输送高含沙水流，以及进一步调节中小流量减少淤积等问题，都值得进一步研究。因为这些问题如果能够得到突破，那么对于下游河道输沙所需要的水量，以及输沙的能力都可能有很大的改变现在输沙所需要的水量，据我所看到的资料，是10立方米/吨，到30立方米/吨，就是说，每输送1亿吨泥沙入海，有些认为需要30亿方水，有些认为需要10亿方水。现在拟定的输沙水量是200～240亿立方米，其中非汛期为80～100亿立方米。对输沙用水和河道输沙能力的各种意见，应当给予重视，希望规划中能尽可能的提出评价性意见，并提出今后的努力方向。”

在国家科技“八五”攻关黄河项目中首次对小浪底水库泥沙多年调节方案开展了研究[3]，提出了水库利用洪水排沙的运用原则，建议小浪底水库的运用方式由初期的削减高含沙洪水发展到利用洪水排沙，可使输沙用水量较原规划的200亿m3～240亿m3节省四分之三，且均安排在小浪底无法调节利用的丰水年洪水期，而平、枯水年份取消输沙用水，使黄河水资源得到充分利用。

关心黄河治理的水利界志士仁人对此无不为之庆幸和鼓舞，在1996年，水利界严恺、窦国仁、林秉南、徐乾清、潘家铮等十位院士会同其它9位知名水利专家曾联名给国务院的主要领导写信，建议进行联合攻关，把高含沙水流的研究成果直接应用到治黄上（请详见1996年国务院传5430号；李鹏96年第4489号）。

黄河新情况、新问题的出现，迫使我们认真的分析研究，总会有所发现，有所前进，以适应变化了的黄河。我们要认真总结治黄历史经验，从中总结出方向和治黄的新思路。我们认为通过调水调沙改变进入下游的水沙组合，塑造新河槽，通过河道双岸整治形成排洪输沙河槽，在黄河下游的治理中将起重要作用。

二、小浪底水库泥沙多年调节与下游河道进一步治理研究[4]

主要结论

近年来，随着清水资源的优先开发，龙羊峡、刘家峡两座大型水库投入运用，及上中游地区工农业用水的增长，使得汛期进入下游的水量大幅度减小，含沙量增加，洪峰流量减小，洪水的造床作用减弱，河槽严重淤积并萎缩，平滩流量减小，二级悬河进一步发展，几乎年年出现长时间断流，并出现“小水大灾”，防洪和水资源利用问题更加突出。三门峡水库“蓄清排浑”运用方式面临新的困难，即汛期流量减小难以冲刷掉非汛期的淤积物，从而维持库区冲淤平衡，且小水排沙也会增加下游河槽淤积，对防洪十分不利。在新的水沙条件下，小浪底水库如何合理的运用，是众所关心的问题。

开始于上世纪六十年代的黄河下游河道整治工程，经过40余年建设，改善了河势，减小游荡范围，保护了滩地，减轻了现有险工的防洪压力，对于黄河下游防洪安全起到了积极作用。但是现行的河道整治方案己无法满足小浪底水库投入运用后，新形势对稳定主槽、提高河道输沙能力要求。近年来为了追求平面形态弯曲，在主河槽兴建千米长的挑流坝(如赵口、黑岗口下延等工程)，在对岸原本不靠流处能增加控导工程，使本来顺畅的排洪河道强行弯曲，抬高洪水位，严重影响泄洪排沙，造成了很大的浪费，同时也不利于排洪输沙。

国家科技黄河“八五”攻关后，在水利部规划总院的支持下，我们在长达五年的时间里又进行详细深入的研究了下游河道的输沙的潜力、高含沙洪水输沙特性、水库的用方式、高含沙水流产生的机理等问题[7] ，并采用1970～1996年实测系列进行详细的方案计算,取得以下的认识：

1.从黄河下游近年来“小水大灾”产生的原因，黄河水沙变化与下游河道输沙特性, 冲积河流断面形态自动调整，洪水演进特性，高含沙水流产生的可能性等方面综合分析后认为，小浪底水库应采用泥沙多年调节的运用方式，丰水年洪水期集中泄空冲刷，平枯水年蓄水拦沙兴利。尽可能的把小水挟带的泥沙调到洪水期输送，塑造新河槽，改造高村以上的宽浅游荡性河道，为充分利用河道输沙入海与进一步河道整治创造条件。

 2.从有利于恢复调沙库容，形成高含沙洪水输沙为主，应利用淤土在水下饱和状态，含水量大，土力学强度低，库水位速降后，淤土在重力作用和渗流压力的共同作用下，容易产生滑塌的特性，在保持水工建筑物安全的条件下，在洪水期应按降水速冲运用方式排沙，可以产生300～500kg/m3的高含以便提高泄空排沙效率，为充分利用洪水输沙入海创造条件。

3.三门峡水库人造洪峰实验的资料分析与方案计算表明，利用调水造峰冲刷下游河道用水量大，效果差，80%的冲刷量集中在高村以上河段，使艾山—利津河道冲刷1t泥沙耗水量达200～500m3，在目前黄河水资源十分紧缺的情况下，难以实施，从长远考虑，应从资源水利出发，合理开发利用好黄河有限宝贵水资源。但可在水库利用洪水排沙前，为腾空水库的弃水冲刷下游河道，在一般情况下水库不专门调水造峰。

4.根据三门峡水库下泄清水的实践，在强烈冲刷河段，河槽是在摆动中下切，塌掉高滩，淤成的是低滩，清水冲刷后形成的河槽仍很宽浅，无法有效的控导主流，河道的输沙能力也无法提高。在目前减少游荡范围的整治工程的控导条件下，主流仍在3～4km，甚至更大范围内摆动。在清水冲刷期，仍有出险的可能。为此应抓着这个的有利时机，及时进行进一步的河道整治，防止塌滩，使冲刷向纵深方向发展，形成规顺的中水河槽。其中多沙的阿姆河游荡河段和密西西比河，利用丁坝双岸整治缩窄河宽的整治经验值得重视。

5.衡量水库调水调沙运用方式的优劣主要标准有二条，其一是有多少泥沙能够调到洪水期输送，其二是有多少水量通过水库的调节得到利用。“八五”攻关的研究结果表明，随着水库泄空最低水位降低，调沙库容越大，调沙效率越高，减淤结果越好，可以使更多的泥沙调到高含沙洪水输送，有利于水库兴利，并可大量节省输沙用水量。在水库下泄清水时，引水量的增加，有利于艾山以下河段减淤。

6.水库进行多年调沙演算结果表明，首次起冲淤沙库容的变化，对水库综合利用影响显著。当首次起冲库容为30亿m3时，水库淤积量小，冲刷机会多，但冲刷效率低，出库含沙量小；反之当首次起冲库容为60亿m3时，水库淤积量大，冲刷机会少，但冲刷效率高，出库的含沙量大，可以使更多的泥沙调到洪水期输送，可以节省输沙用水，使黄河的水资源得到充分的利用。起冲淤积量变化对下游河道的减淤作用的影响不明显，从有利于水库兴利考虑水库淤的多些再泄空冲刷更有利。为此，首次起冲淤积量大小的确定，主要取决于来水来沙条件。只有

较大洪水发生时，水库才有泄空排沙机会。因此，水库起冲淤积量事先不好确定，要根据具体情况而定。

7.小浪底与三门峡水库的联合运用，可以使小浪底水库提前放空，提高水库的调沙效率，增加出库含沙量，缩短了冲刷历时，节省了输沙用水量，增大了洪水的造床输沙作用。但对三门峡水库的影响尚待深入研究，需要确定一个合理的调节库容。若三门峡水库承担有困难，可考虑兴建其它水库承担。

8.由于小浪底水库的调节作用，使得黄河70～80%的泥沙调节到流量大于3000 m3/s洪水输送，可以保证排沙期主河槽不淤，余下的泥沙虽然由排沙流量以下的小水下泄，在河槽中会产生些淤积，但在高村以上河段，可与蓄水拦沙期下泄清水冲刷量相抵。造成河道淤积主要是高含沙洪水输送时塑造窄深河槽形成的。

9.游荡性河道进一步整治后不仅可以稳定流路，防止发生冲决，提高洪水的输沙能力，使宽浅河段“多来多排多淤”的输沙特性变为窄深河槽的“多来多排”，减少塑槽淤积量，使冲刷向纵深方向发展，平滩流量的增大，可以使一般洪水不漫滩削峰，进入艾山以下河段洪水的造床输沙作用增强，增加对河道的冲刷能力，多输沙入海，对全下游都有利。

10.资料分析表明黄河下游窄深河槽具有很强的输沙能力，且河槽宽度随着来水来沙条件会作相应的调整，使输沙不淤流量随着来水来沙条件的变化也作相应调整，适应来水来沙条件趋势性变化。水面宽的缩窄，水深、流速的增大，艾山以下河段不淤流量近年己降为1000～1500m3/s，河道输沙能力迅速提高。为此只要小浪底水库能把泥沙都调节到洪水输送，下游河道通过河宽的调整，仍可充分利用下游河道长期输沙入海。为长期保持输沙平衡，提供了可能性。

11.小浪底水库的运用在初期下泄清水，输送到河口地区的沙量大幅度减少。近十余年利津站的沙量为4亿t，约等于海洋动力因素多年平均对河口地区侵蚀量。在小浪底水库正常调水调沙运用期，将进行泥沙多年调节，在蓄水拦沙运用期，因水库下泄清水进入河口地区的泥沙量较小，泥沙主要集中在丰水年的洪水期，由于排沙期流量大，洪水在艾山以下河道及河口地区仍会产生冲刷，河口堆积对下游河道的影响不是简单的平行抬高图形，新的水沙组合将会塑造出新的河流形态，如纵横断面形态，河口段的比降将更平缓。

三、小浪底水库泥沙多年调节的输沙耗用水量输沙用水量是指泥沙输送到利津站每t泥沙的耗水量，取决水流的含沙量。详见表1。单位输沙用水量减小。在现状条件下，出库的含沙量比输送到利津站的含沙量要

水库进行多年调沙运用在初期下泄清水，首次起冲淤沙库容的变化，对水库综合利用影响显著。在小浪底水库淤满起冲淤积量之前，不需输沙用水，使黄河的水资源得到充分的利用。