黄河流域水库调度

黄河流域水库调度2015年9月一、黄河流域概况二、水库调度三、存在的主要问题主要内容一、黄河流域概况黄河是我国第二大河，发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓的约古宗列盆地，流经青、川、甘、宁、蒙、晋、陕、豫、鲁9省(区)，在山东省垦利县注入渤海，全长5464km，落差4480m，流域面积75.24万km2（另有4.2万km2内流区）。青海甘肃内蒙古宁夏四川陕西山西河南山东黄河干流分为上、中、下游三段。上游从河源至内蒙古托克托县河口镇，河道长3472km，落差3500m，区间面积38.6万km2，是黄河水量主要来源区；中游从河口镇至河南省郑州附近的桃花峪，河道长1206km，落差890m，区间面积34.4万km2；桃花峪至入海口为下游，河道长786km，面积2.27万km2。桃花峪长度1206km长度786km长度3472km河口镇黄河下游河道因泥沙淤积而普遍高于两岸地面，成为海河与淮河流域的分水岭。历史上黄河经常决口泛滥，给广大人民生命财产造成巨大灾难和损失。（一）黄河特点黄河流域概况（二）黄河汛期（三）防洪工程体系1、水少沙多，时空分布不均黄河多年平均天然径流量580亿m3（新的水资源规划为535亿m3）是长江的1/17,居我国七大江河的第4位。多年平均输入黄河下游的沙量达16亿t（绕地球赤道27周），是长江的3倍，输沙总量与含沙量均为世界大江大河之最。1614.5197.2665.33.1232.52.171.351.341.3024681012141618黄河恒河亚马孙河布拉马普特拉河印度河长江密西西比河伊洛瓦底江湄公河阿姆河科罗拉多河尼罗河红河年输沙量其中淤积在河道内约4亿t，使河床平均每年抬高10cm左右；花园口站多年平均含沙量35kg/m3，最高含沙量546kg/m3（1977年7月10日），这在国内外大江大河中是绝无仅有的。黄河水量的56%来自兰州以上；90%的泥沙和全部粗泥沙来自中游。全年60%的水量和80%的沙量来自汛期，汛期又主要集中来自几场暴雨洪水。黄河水少沙多、水沙异源、时空分布不均，导致河道冲淤剧烈、洪水位变化异常，给下游防洪造成很大困难。兰州62%的水量来自兰州以上89%的沙量来自河口镇至三门峡区间河口镇三门峡天然径流量330亿m3天然径流量332亿m32、河道形态特殊由于长期泥沙淤积，黄河下游河道为“地上悬河”，河床一般高出背河地面4至6m，高的达10m以上。黄河洪水全靠两岸堤防挡御。其中，黄河河床比新乡市地面高出20m，比开封市地面高出13m，比济南市地面高出5m。河道上宽下窄，最宽处达24km，最窄处仅275m，排洪能力上大下小。河势游荡多变，主流摆动频繁(俗话说：过了河的没过河，没过河的过了河)。河道内滩区居住人口179万人。黄河大堤20米黄河河床比新乡市地面高20米开封市地面高13米济南市地面高5米新乡市3、水土流失严重黄河流经的黄土高原，水土流失面积45.4万km2。其中侵蚀模数大于15000t/km2.a（平均厚度大于1㎝）的面积有3.7万km2，占全国同类面积的90%。以多年平均输沙模数大于等于5000t/km2.a(即多沙区11.92万km2)和粗泥沙模数大于等于1300t/km2.a为多沙粗沙区，黄河中游多沙粗沙区面积7.86万km2。多沙沙粗区多沙沙粗区4、洪水灾害频繁从先秦时期到民国年间的2540年中，黄河共决溢1590次，改道26次，平均三年两决口，百年一改道，决溢范围北至天津，南达江淮，纵横25万km2。每次决口，水沙俱下，淤塞河渠，良田沙化，生态环境长期难以恢复。目前，黄河下游防洪保护区涉及豫、鲁、皖、苏、冀五省，范围达12万km2，人口9000多万人。随着社会经济的发展，人口增长，洪水所造成的损失越来越大。据测算，黄河如在南岸郑州～开封河段决口，淹没面积2.8万km2，受灾人口945万人；在北岸沁河口～原阳河段决口，淹没面积3.3万km2，受灾人口815万人。一次决口所造成的直接损失约千亿元。5、管理体制独特历史上黄河治理都由中央政府直接管理。目前，在七大江河中，黄河水利委员会是唯一担负全河水资源统一管理、水量统一调度、直接管理下游河道及防洪工程等任务的流域机构。（一）黄河特点黄河流域概况（二）黄河汛期（三）防洪工程体系黄河有凌汛、桃汛、伏汛、秋汛四个汛期，即一年四季都有汛。桃汛伏汛秋汛凌汛1、凌汛期每年11月～翌年3月为黄河凌汛期。由于黄河地理位置和气候条件的特殊性，成为我国每年的重点防凌流域。宁蒙与下游这两个河段都是从低纬度流向高纬度，河道两端纬度宁蒙段相差5度，下游段相差3度多。冬季气温上暖下寒，结冰上薄下厚，封河时从下往上，开河时自上而下。豫鲁河段宁蒙河段在封河期，由于下端已开始封河，流速阻力加大，上端的冰水易在封河处壅水抬高，形成漫滩决口。在开河时，当上游先开河，而下游仍处于封冻状态，上游解冻的大量冰水沿程汇集拥向下游，越积越多，即形成冰凌洪峰。极易在弯曲、狭窄河段卡冰结坝，壅高水位，造成凌汛灾害。轻者淹没滩地村庄，妨碍引水工程、水电站正常运行；重者破坏桥梁、水工建筑物，甚至破坏堤防，决溢成灾。凌汛形成的威胁相当严重。上游宁蒙河段结冰期长达3～4个月，封河长度一般在800km左右，最长达1200余km。冰厚一般为0.7m，最厚在1m以上。1949年以来，内蒙古河段共发生较大的凌汛灾害95次，年均发生1.61次。2008年3月鄂尔多斯市杭锦旗独贵特拉奎素段先后发生两处堤防溃口，1.02万人受灾，经济损失达9.35亿元。黄河下游属于不稳定封冻河段，通常是每年一次封冻一次开河，有些年份不封河，少数年份“二封二开”，甚至“三封三开”。1950～2010年的61个凌汛期，有54年封河，封冻长度为几十公里至700多km。自1883年～1936年的54年中，黄河下游山东境内就有21年凌汛发生决口，口门达40多处，平均5年两决口。1951年和1955年亦因凌情严重，堤防工程薄弱，防凌经验不足，分别在利津王庄、五庄发生堤防决口，共计受灾人口27.5万人，受灾面积129万亩。三门峡、小浪底水库的运用，对黄河下游凌汛威胁大大减轻，目前，黄河下游凌汛期已经缩短至12月至次年2月。黄河中游一般不会出现大的凌汛灾害，但遇到特殊天气和水情时，一些局部河段也会形成凌灾。如1982年元月河曲段形成冰塞体12km，冰塞最大厚度9.2m，造成重大凌汛灾害。2006年1月15日，黄河壶口瀑布出现冰凌奇观，300多m宽，4km长的壶口河槽被十几米厚的冰凌全部覆盖，在两岸已看不到壶口，右岸高出壶口十几米的陕西壶口观瀑峰宾馆一层也进了冰凌。2009年1月18日,黄河壶口瀑布下游0.8km至上游2.2km堆积冰凌达约600万m3，冰凌高出河床10余m，致使2.2km旅游公路路面堆冰，冰凌高出沿河旅游公路3～4m，壶口风景区上游马王庄27户群众家中进水，140人受灾人。如1996年元月，陕西牛毛湾工程附近的围堤决口，山西、陕西省共淹没耕地17万亩，1.5万人受灾。2000年和2010年的元月在河段上首约15km的河道内，形成约60km2的大面积堆冰，最高达2m，造成水位壅高，造成工程出险，滩地上水。由于凌期天寒地冻，凌汛情况复杂，防守困难，所以历史上素有“夏汛好守，凌汛难防”，“凌汛决口，河官无罪”之说。2、桃汛期黄河上游宁蒙河段凌汛期间，受冰凌影响，造成大量水体滞蓄于河道，形成槽蓄水增量。多年最大槽蓄水增量均值约12亿m3左右，个别年份达18亿m3。到了春天，冰凌消融加上河段内封河期所积蓄的槽蓄水增量急剧释放形成的冰凌洪水，传播到黄河下游，时值3月下旬～4月上旬桃花盛开之季，谓之桃汛洪水。头道拐站冰凌洪水洪峰流量多年平均2300m3/s，最大3500m3/s（1968年），最大10天洪量约10亿m3。潼关站桃汛洪水历时一般为10多天，最大12天洪量平均约12亿m3，洪峰流量不超过4000m3/s，通常不会形成灾害。3、伏汛与秋汛黄河平常所说的汛期一般是指伏汛与秋汛，简称“伏秋大汛”，也称主汛期，主要由暴雨而形成的大洪水，即7月1日至10月31日，其中7、8月为前汛期，9、10月为后汛期。7月下半月与8月上半月被称为“黄河防汛关键期”。黄河流域的暴雨成因：从环流形势来说，为盛夏径向型和盛夏纬向型。从天气系统来说，地面多为冷锋，高空多为切变线，配合低涡和台风。黄河中游洪水有三个来源区：河口镇至龙门区间龙门至三门峡区间三门峡至花园口区间三个不同来源区的洪水以三种形式形成花园口站的大洪水或特大洪水。三门峡龙门河口镇花园口（1）上大洪水。指以三门峡以上河龙间和龙三间来水为主形成的洪水，其特点是峰高、量大、含沙量也大。三门峡龙门河口镇花园口如1843年调查洪水，三门峡、花园口洪峰流量分别为36000、33000m3/s；1933年实测洪水，三门峡、花园口洪峰流量分别为22000、20400m3/s。随着三门峡、小浪底水库的建成，这类洪水逐步得到控制。（2）下大洪水。指以三花区间来水为主的洪水，具有洪峰高、涨势猛、洪量集中、含沙量小、预见期短的特点，对黄河下游防洪威胁最为严重。三门峡龙门河口镇花园口如1761年调查洪水，花园口、三门峡洪峰流量分别为32000、6000m3/s；1958年实测洪水，花园口、三门峡洪峰流量分别为22300、6520m3/s。小浪底水库建成后，三门峡至小浪底之间的洪水也得到一定程度的控制。（3）上下较大洪水。指三门峡以上的龙三间和三门峡以下的三花间共同来水组成的洪水。三门峡龙门河口镇花园口如1957年7月洪水，花园口、三门峡洪峰流量分别为13000、5700m3/s。这类洪水的特点是洪峰较低、历时长、含沙量较小，对黄河下游防洪也有相当威胁。另外还有两个洪水来源区：一是黄河上游兰州以上洪水。多为强度小、面积大、历时长的强连阴雨所形成。洪水特点是洪峰低、历时长、含沙量小。如兰州站一次洪水历时平均为40天，洪峰为5000～6000m3/s，如1982年、2012年洪水。由于龙羊峡等水库修建，洪水威胁基本解除。二是汶河流域洪水。汶河流域总面积8600km2，戴村坝站（控制面积8260km2）实测最大洪峰流量6930m3/s（1964.9.13）。洪水特点是洪水尖瘦、含沙量小。对黄河下游防洪构不成直接威胁，只是当它与黄河中游洪水相遇时，影响东平湖分洪，从而影响山东河段防洪。（一）黄河特点黄河流域概况（二）黄河汛期（三）防洪工程体系黄河防洪工程体系主要由干支流龙羊峡、刘家峡、海勃湾、万家寨、三门峡、小浪底、陆浑、故县、河口村等骨干水库，堤防、河道工程，滩区与蓄滞洪区。龙羊峡刘家峡三门峡小浪底黑山峡碛口古贤已建待建河口村故县陆浑东庄海勃湾万家寨1、水库工程（1）龙羊峡水库：千年一遇设计洪水位2602.25m，相应库容255.6亿m3，可能最大校核洪水位2607.0m，正常蓄水位2600.0m，相应库容247.0亿m3。汛期7月1日至9月30日，设计汛限水位2594.0m，相应库容224.6亿m3。现状汛限水位2588.0m，相应库容203.0亿m3。9月1日起水库水位可以视来水及水库蓄水运用情况向设计汛限水位过渡；9月16日起可以向正常蓄水位过渡。凌汛期11月1日至翌年3月31日，与刘家峡水库联合运用，满足防凌要求。（2）刘家峡水库：千年一遇设计洪水位1735.0m，相应库容40.1亿m3，可能最大校核洪水位1738.0m，正常蓄水位1735.0m。汛期7月1日至9月30日，设计汛限水位1726.0m，相应库容28.7亿m3。现状汛限水位1727.0m，相应库容29.9亿m3，9月16日起水库水位可以视来水及水库蓄水运用情况向正常蓄水位过渡。凌汛期11月1日至翌年3月31日，最高控制运用水位1735.0m。（3）海勃湾水库：百年一遇设计洪水位1071.49m，相应库容1.54亿m3，两千年一遇校核洪水位1073.46m，正常蓄水位1076.0m，相应库容4.87亿m3，死水位1069.0m，相应库容0.44亿m3。汛期7月1日至9月30日，排沙运行水位1069.0至1074.0m。凌汛