岩《水利水电工程地质》结课报告 2011 年 11 月

的地下水位上升，盐碱化加剧，并给上游带来了严重
的洪水威胁。

其次，因为水库选址不当、设计有重大失误，因

而出现了水库严重淤积，只能被迫改变水库的设计功
能，拆除部份发电设备、并追加投资以增加水库的泄
洪能力，使得水库的巨额投资付诸东流。三门峡水库
蓄水一年半后，泥沙淤积即达

17.5 亿立方米 , 相当于

来沙量的

93%，水库库容迅速减小；从1962至1966年，

又淤积了

37.2 亿立方米，大大超过水电部设计部门对

该水库泥沙淤积的估计。

鉴于这样严重的局面，水电部不得不于 1964 年决
定，放弃三门峡水库原设计的蓄水发电功能，在大坝
侧面开挖了两个隧道以便增加泄洪量；同时，又放弃
了原设计用于发电的四个放水管，把它们改建为泄洪
排沙孔道。这样，水库的排沙率达到了

80%；但是，

由于库区选在黄河产沙量最大地段的下游，在流域产
沙量过高的情况下，水库淤积仍然很严重。于是，
1970年至1973年，水电部门只好把大坝底部八个导流
洞重新打开，采用洪水中的泥沙排泄和异重流排沙等
方法，加大泄洪排沙的速度。由于泄洪量加大，水库
水位降低，大坝水电站只能发挥出原设计发电能力的

20%，建坝之初安装的高水头水轮机组无法运转，只

能完全浪费了

( 后来，又不得不再耗费人力财力、把

这些发电机组拆掉，运到湖北丹江口水电站去安装使
用

) 。因为黄河含沙量过高，泥沙造成了水轮发电机

的叶片严重磨损，结果，为了延续发电机的寿命，三
门峡水电站只能在黄河含沙量最高的汛期停止发电，
使得发电能力进一步下降。

放弃了三门峡水库绝大部份的发电能力之后，这

个耗费巨资修建起来的水库就只能发挥调节洪峰的有
限作用了。然而，即使在调节洪峰方面，它的真正价
值也不很大。因为，为了防止泥沙的进一步淤积，三
门峡水库曾采取了尽量少滞洪的方针，也就是说，凡
是黄河下游能够通得过的洪水，三门峡水库就让它全
部通过，水库不发挥滞洪功能；如果黄河洪峰过高，
三门峡水库必须滞洪，则先尽量降低水库水位以排沙
和冲沙。

长期的冲沙过程恢复了三门峡水库主河道上一部

份被淤积的库容，但是仍然未能恢复河漫滩上的库容。
当采用异重流排沙时，如果保持水库水位不升高，则
排沙率可以达到

0.18 至 0.21 。三门峡水库在汛期大量

泄洪排沙和冲沙的一个有利结果是，可以有助于控制
黄河下游河道的泥沙淤积。

2 三门峡水库淤积原因分析

2.1 雍水淤积

天然河流在水流与河床的长期相互作用下，基

本上处于相对平衡状态，来水来砂条件与河床条件相
适应。水库修建后，这个平衡遭到破坏：库区及上游
水位上升，库区形成雍水。河流携砂进入雍水段后，
泥沙扩散到全断面，流速降低，携砂能力降低，泥沙
沉积于库底。最细颗粒沉积于下游，最粗颗粒沉积于
上游，形成淤积三角洲。如果流速过大，淤积三角洲
将向下游推进，使淤积物比较均匀的分布于库底，库
容逐渐被泥沙填满。

[2]

2.2 雍水末端上延现象（俗称翘尾巴）

由于前面提到的雍水淤积，形成淤积三角洲，

使得雍水末端向上游迁移，使得上游河床淤积，抬高，
并且引起一系列不良后果。三门峡水库上端河道造成
了上游潼关高程。

[3]

2.3 异重流淤积

这是发生在多泥沙河流力的一种现象。当到达

水库的携砂水流流速较大，且携带泥沙较多时，若进
入雍水段后，浑水不与清水混淆扩散，而是在清水下
方运动，可以直接到达坝前，形成淤积。

[2]

水库淤积带来的问题

因为筑坝修库的目的不同，调度运行各异，对水

库管理者来说，泥沙淤积所带来的问题也各不相同。
一般而言，水库淤积会造成如下后果

3.1 缩短水库寿命

对那些以供水或防洪为主要目的的水库来说，因为

泥沙淤积减小了有效库容，所以水库的功能和效益都
会受损；泥沙淤积得越快、越多，水库就报废得越早、
寿命越短。而如果水库的主要目的是发电或通过抬高
水源水位实施灌溉，则早期的泥沙淤积通常不会改变
原水位，影响似乎较小；但一旦淤积危及进水口和出
水口，水库功能的发挥就会受阻，所以淤积同样会导
致水库效能下降乃至水库报废。水库淤积减少水库的
有效库容，使水电站的发电能力降低。如果淤积形成
的三角洲在大坝附近形成，还可能阻碍水流进入发电
机，并增加进入发电机的泥沙、从而磨损涡轮机叶片
和闸门座槽。

3.2 破坏航运条件

水库的回水变动区将出现泥沙淤积，形成三角州，

抬高河床、堵塞航道，造成航运条件变坏。并且，回
水区内的三角洲还可能减少过河桥下的净高，甚至在
枯水季时造成通航困难。上游河段河水的含沙量越高，
水库水位的变幅越大，水库回水区内形成的三角洲就