一、調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)緣由
黃河是世界上最復(fù)雜、最難治理的河流。究其原因，主要問(wèn)題在于黃河水少沙多、水沙異源、時(shí)空分布不均。特別是進(jìn)入90年代以來(lái)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)黃河水資源的需求日益增大，水少沙多的矛盾更加突出。
在長(zhǎng)期的治黃實(shí)踐中，人們認(rèn)識(shí)到， 治理黃河必須采取綜合措施。黃河的問(wèn)題歸根結(jié)底就是泥沙問(wèn)題。黃河泥沙處理的基本思路可概括為“攔、排、放、調(diào)、挖”?！皵r”就是靠上中游水土保持和干支流水庫(kù)攔減泥沙：“排”就是保證一定的輸沙水量，利用現(xiàn)行河道排沙入海：“放”主要是在下游兩岸處理和利用泥沙：“調(diào)”，即“調(diào)水調(diào)沙”，就是通過(guò)干流骨干水庫(kù)調(diào)節(jié)天然水沙過(guò)程，使不適應(yīng)的天然水沙過(guò)程盡可能協(xié)調(diào)，以減少河道淤積或節(jié)省輸沙水量：“挖”就是挖河淤背，加固黃河干堤，以逐步形成“相對(duì)地下河”。在這5項(xiàng)措施中，“攔”是根本，“排”是基礎(chǔ)，而“調(diào)”則是提高“排”沙效果的有效措施。
黃河調(diào)水調(diào)沙的基本設(shè)想就是：在充分考慮黃河下游河道輸沙能力的前提下，利用水庫(kù)（單庫(kù)或水庫(kù)群）的調(diào)節(jié)庫(kù)容，對(duì)水沙進(jìn)行有效的控制和調(diào)節(jié)，適時(shí)蓄存或泄放，調(diào)整天然水沙過(guò)程，使不適應(yīng)的水沙過(guò)程盡可能協(xié)調(diào)，以便于輸送泥沙，從而減輕下游河道淤積，甚至達(dá)到不淤積或沖刷的效果。按這一設(shè)想在黃河干流上修建的大型骨干水庫(kù)，不僅要調(diào)節(jié)徑流，還要調(diào)節(jié)泥沙，使水沙關(guān)系協(xié)調(diào)，以達(dá)到更好的排沙減淤效果。
上世紀(jì)60年代曾利用三門峽水庫(kù)進(jìn)行了兩次人造洪峰實(shí)踐。
1963年12月2日～15日，三門峽水庫(kù)進(jìn)行了第一次人造洪峰試驗(yàn)，歷時(shí)約15天，造峰期間花園口斷面平均流量1658m3/s，平均含沙量6.8kg/m3，日均流量2920m3/s，流量大于2000 m3/s有3天；艾山斷面平均流量1613m3/s，日均流量3250m3/s，流量大于2000m3/s有4天。造峰期間三門峽至利津河段累計(jì)沖刷0.143億t，沖刷發(fā)展至艾山斷面附近，艾山以下淤積0.023億t.
1964年3月29日～4月2日，三門峽水庫(kù)進(jìn)行了第二次人造洪峰試驗(yàn)，歷時(shí)5天，造峰期間斷面花園口平均流量2268m3/s，平均含沙量10kg/m3，日均流量3160 m3/s，流量大于2000 m3/s有2天；艾山斷面平均流量2246m3/s，日均流量3040m3/s，流量大于2000m3/s有3天。造峰期間三門峽至利津河段累計(jì)沖刷0.195億t，沖刷發(fā)展至艾山斷面附近，艾山以下淤積0.070億t.
在這兩次利用三門峽水庫(kù)進(jìn)行的人造洪峰試驗(yàn)期間，艾山至利津河段均發(fā)生淤積，究其原因就是造峰流量較小、大流量持續(xù)歷時(shí)短、水沙關(guān)系協(xié)調(diào)存在問(wèn)題。
利用三門峽水庫(kù)進(jìn)行的人造洪峰初步實(shí)踐使人們認(rèn)識(shí)到，水沙關(guān)系協(xié)調(diào)是改善下游河道排沙條件、提高排沙效果的有效措施。利用干流水庫(kù)進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)，可提高水流輸沙能力，節(jié)省輸沙用水，減少河道淤積。但由于當(dāng)時(shí)沒(méi)有靠近下游的大型水庫(kù)去調(diào)配合理的水沙過(guò)程，調(diào)水調(diào)沙只能是一種科學(xué)設(shè)想。
2001年，小浪底水庫(kù)建成并投入運(yùn)用，為調(diào)水調(diào)沙的實(shí)施提供了必要的工程條件，也使調(diào)水調(diào)沙的設(shè)想變成現(xiàn)實(shí)成為可能。在2002年7月4日9時(shí)至7月15日9時(shí)進(jìn)行了黃河首次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)。2003年9月6日9時(shí)至9月18日18時(shí)30分結(jié)合防洪預(yù)泄又進(jìn)行了黃河第二次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)。2004年6月19日9時(shí)至7月13日8時(shí)，進(jìn)行了黃河第三次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)。
二、黃河調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)
黃河調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)的總目標(biāo)是：水庫(kù)、河道減淤，探索黃河水沙運(yùn)行規(guī)律，實(shí)現(xiàn)人、水、沙的和諧相處，維持黃河健康生命。在總目標(biāo)原則下，依據(jù)水庫(kù)、河道、來(lái)水來(lái)沙情況等邊界條件，年度、時(shí)段的試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)則相應(yīng)不同。
2.1 2002年黃河首次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)
首次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)是針對(duì)小浪底水庫(kù)初期運(yùn)用的特點(diǎn)進(jìn)行的，實(shí)施的是小浪底和三門峽兩庫(kù)聯(lián)合調(diào)度方式，主要目標(biāo)是：
（1）尋求試驗(yàn)條件下的黃河下游泥沙不淤積的臨界流量和臨界時(shí)間。
（2）使下游河道（特別是艾山至利津河段）不淤積或盡可能沖刷。
（3）檢驗(yàn)河道整治成果、驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型和實(shí)體模型、深化對(duì)黃河水沙規(guī)律的認(rèn)識(shí)。
2.2 2003年黃河第二次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)
第二次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)是結(jié)合防洪預(yù)泄進(jìn)行的，實(shí)施的是小浪底、三門峽、陸渾、故縣四庫(kù)聯(lián)合調(diào)度，是典型的水沙多目標(biāo)調(diào)度方式，主要目標(biāo)如下：
（1）實(shí)現(xiàn)水資源安全。即在保證防汛安全的前提下，程度地實(shí)現(xiàn)洪水的資源化，為2003年秋至2004年春期間用水和引黃濟(jì)津儲(chǔ)備水源。
（2）實(shí)現(xiàn)小浪底庫(kù)區(qū)減淤，實(shí)踐“攔粗排細(xì)”設(shè)計(jì)調(diào)度思想，大部分渾水水庫(kù)“水沙”體排出。
（3）下游河道發(fā)生沖刷或至少不發(fā)生大的淤積，尤其是艾山至利津河段不發(fā)生淤積。
（4）三門峽庫(kù)區(qū)減淤，并有效降低潼關(guān)高程。
（5）下游減災(zāi)與減淤的統(tǒng)一，即不發(fā)生大的漫灘損失。
（6）小浪底壩前淤泥層高程降至179m左右，解決閘前防淤堵問(wèn)題，確保樞紐運(yùn)行安全。
（7）小浪底庫(kù)水位250m臺(tái)階持續(xù)一定時(shí)間，滿足設(shè)計(jì)對(duì)大壩安全的要求，并為2004年水庫(kù)在250m以上運(yùn)用創(chuàng)造條件。
（8）支流減災(zāi)與干流減災(zāi)的統(tǒng)一。除保證黃河下游干流防洪安全外，兼顧伊河下游、洛河下游、伊洛河的防洪安全。
（9）進(jìn)一步深化對(duì)黃河水沙規(guī)律的認(rèn)識(shí)。
2.3 2004年黃河第三次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)
第三次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)是針對(duì)小浪底水庫(kù)汛初蓄水較多，黃河中游又無(wú)中小洪水的特點(diǎn)進(jìn)行的，實(shí)施的是黃河干流萬(wàn)家寨、三門峽、小浪底三庫(kù)串聯(lián)聯(lián)合調(diào)度方式，主要目標(biāo)是：
（1）實(shí)現(xiàn)黃河下游主河槽全線沖刷，進(jìn)一步恢復(fù)下游河道主槽的過(guò)流能力；
（2）調(diào)整黃河下游兩處卡口段的河槽形態(tài)、增大過(guò)洪能力；
（3）調(diào)整小浪底庫(kù)區(qū)的淤積形態(tài)；
（4）進(jìn)一步探索研究黃河水庫(kù)、河道水沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
黃河是世界上最復(fù)雜、最難治理的河流。究其原因，主要問(wèn)題在于黃河水少沙多、水沙異源、時(shí)空分布不均。特別是進(jìn)入90年代以來(lái)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)黃河水資源的需求日益增大，水少沙多的矛盾更加突出。
在長(zhǎng)期的治黃實(shí)踐中，人們認(rèn)識(shí)到， 治理黃河必須采取綜合措施。黃河的問(wèn)題歸根結(jié)底就是泥沙問(wèn)題。黃河泥沙處理的基本思路可概括為“攔、排、放、調(diào)、挖”?！皵r”就是靠上中游水土保持和干支流水庫(kù)攔減泥沙：“排”就是保證一定的輸沙水量，利用現(xiàn)行河道排沙入海：“放”主要是在下游兩岸處理和利用泥沙：“調(diào)”，即“調(diào)水調(diào)沙”，就是通過(guò)干流骨干水庫(kù)調(diào)節(jié)天然水沙過(guò)程，使不適應(yīng)的天然水沙過(guò)程盡可能協(xié)調(diào)，以減少河道淤積或節(jié)省輸沙水量：“挖”就是挖河淤背，加固黃河干堤，以逐步形成“相對(duì)地下河”。在這5項(xiàng)措施中，“攔”是根本，“排”是基礎(chǔ)，而“調(diào)”則是提高“排”沙效果的有效措施。
黃河調(diào)水調(diào)沙的基本設(shè)想就是：在充分考慮黃河下游河道輸沙能力的前提下，利用水庫(kù)（單庫(kù)或水庫(kù)群）的調(diào)節(jié)庫(kù)容，對(duì)水沙進(jìn)行有效的控制和調(diào)節(jié)，適時(shí)蓄存或泄放，調(diào)整天然水沙過(guò)程，使不適應(yīng)的水沙過(guò)程盡可能協(xié)調(diào)，以便于輸送泥沙，從而減輕下游河道淤積，甚至達(dá)到不淤積或沖刷的效果。按這一設(shè)想在黃河干流上修建的大型骨干水庫(kù)，不僅要調(diào)節(jié)徑流，還要調(diào)節(jié)泥沙，使水沙關(guān)系協(xié)調(diào)，以達(dá)到更好的排沙減淤效果。
上世紀(jì)60年代曾利用三門峽水庫(kù)進(jìn)行了兩次人造洪峰實(shí)踐。
1963年12月2日～15日，三門峽水庫(kù)進(jìn)行了第一次人造洪峰試驗(yàn)，歷時(shí)約15天，造峰期間花園口斷面平均流量1658m3/s，平均含沙量6.8kg/m3，日均流量2920m3/s，流量大于2000 m3/s有3天；艾山斷面平均流量1613m3/s，日均流量3250m3/s，流量大于2000m3/s有4天。造峰期間三門峽至利津河段累計(jì)沖刷0.143億t，沖刷發(fā)展至艾山斷面附近，艾山以下淤積0.023億t.
1964年3月29日～4月2日，三門峽水庫(kù)進(jìn)行了第二次人造洪峰試驗(yàn)，歷時(shí)5天，造峰期間斷面花園口平均流量2268m3/s，平均含沙量10kg/m3，日均流量3160 m3/s，流量大于2000 m3/s有2天；艾山斷面平均流量2246m3/s，日均流量3040m3/s，流量大于2000m3/s有3天。造峰期間三門峽至利津河段累計(jì)沖刷0.195億t，沖刷發(fā)展至艾山斷面附近，艾山以下淤積0.070億t.
在這兩次利用三門峽水庫(kù)進(jìn)行的人造洪峰試驗(yàn)期間，艾山至利津河段均發(fā)生淤積，究其原因就是造峰流量較小、大流量持續(xù)歷時(shí)短、水沙關(guān)系協(xié)調(diào)存在問(wèn)題。
利用三門峽水庫(kù)進(jìn)行的人造洪峰初步實(shí)踐使人們認(rèn)識(shí)到，水沙關(guān)系協(xié)調(diào)是改善下游河道排沙條件、提高排沙效果的有效措施。利用干流水庫(kù)進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)，可提高水流輸沙能力，節(jié)省輸沙用水，減少河道淤積。但由于當(dāng)時(shí)沒(méi)有靠近下游的大型水庫(kù)去調(diào)配合理的水沙過(guò)程，調(diào)水調(diào)沙只能是一種科學(xué)設(shè)想。
2001年，小浪底水庫(kù)建成并投入運(yùn)用，為調(diào)水調(diào)沙的實(shí)施提供了必要的工程條件，也使調(diào)水調(diào)沙的設(shè)想變成現(xiàn)實(shí)成為可能。在2002年7月4日9時(shí)至7月15日9時(shí)進(jìn)行了黃河首次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)。2003年9月6日9時(shí)至9月18日18時(shí)30分結(jié)合防洪預(yù)泄又進(jìn)行了黃河第二次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)。2004年6月19日9時(shí)至7月13日8時(shí)，進(jìn)行了黃河第三次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)。
二、黃河調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)
黃河調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)的總目標(biāo)是：水庫(kù)、河道減淤，探索黃河水沙運(yùn)行規(guī)律，實(shí)現(xiàn)人、水、沙的和諧相處，維持黃河健康生命。在總目標(biāo)原則下，依據(jù)水庫(kù)、河道、來(lái)水來(lái)沙情況等邊界條件，年度、時(shí)段的試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)則相應(yīng)不同。
2.1 2002年黃河首次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)
首次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)是針對(duì)小浪底水庫(kù)初期運(yùn)用的特點(diǎn)進(jìn)行的，實(shí)施的是小浪底和三門峽兩庫(kù)聯(lián)合調(diào)度方式，主要目標(biāo)是：
（1）尋求試驗(yàn)條件下的黃河下游泥沙不淤積的臨界流量和臨界時(shí)間。
（2）使下游河道（特別是艾山至利津河段）不淤積或盡可能沖刷。
（3）檢驗(yàn)河道整治成果、驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型和實(shí)體模型、深化對(duì)黃河水沙規(guī)律的認(rèn)識(shí)。
2.2 2003年黃河第二次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)
第二次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)是結(jié)合防洪預(yù)泄進(jìn)行的，實(shí)施的是小浪底、三門峽、陸渾、故縣四庫(kù)聯(lián)合調(diào)度，是典型的水沙多目標(biāo)調(diào)度方式，主要目標(biāo)如下：
（1）實(shí)現(xiàn)水資源安全。即在保證防汛安全的前提下，程度地實(shí)現(xiàn)洪水的資源化，為2003年秋至2004年春期間用水和引黃濟(jì)津儲(chǔ)備水源。
（2）實(shí)現(xiàn)小浪底庫(kù)區(qū)減淤，實(shí)踐“攔粗排細(xì)”設(shè)計(jì)調(diào)度思想，大部分渾水水庫(kù)“水沙”體排出。
（3）下游河道發(fā)生沖刷或至少不發(fā)生大的淤積，尤其是艾山至利津河段不發(fā)生淤積。
（4）三門峽庫(kù)區(qū)減淤，并有效降低潼關(guān)高程。
（5）下游減災(zāi)與減淤的統(tǒng)一，即不發(fā)生大的漫灘損失。
（6）小浪底壩前淤泥層高程降至179m左右，解決閘前防淤堵問(wèn)題，確保樞紐運(yùn)行安全。
（7）小浪底庫(kù)水位250m臺(tái)階持續(xù)一定時(shí)間，滿足設(shè)計(jì)對(duì)大壩安全的要求，并為2004年水庫(kù)在250m以上運(yùn)用創(chuàng)造條件。
（8）支流減災(zāi)與干流減災(zāi)的統(tǒng)一。除保證黃河下游干流防洪安全外，兼顧伊河下游、洛河下游、伊洛河的防洪安全。
（9）進(jìn)一步深化對(duì)黃河水沙規(guī)律的認(rèn)識(shí)。
2.3 2004年黃河第三次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)
第三次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)是針對(duì)小浪底水庫(kù)汛初蓄水較多，黃河中游又無(wú)中小洪水的特點(diǎn)進(jìn)行的，實(shí)施的是黃河干流萬(wàn)家寨、三門峽、小浪底三庫(kù)串聯(lián)聯(lián)合調(diào)度方式，主要目標(biāo)是：
（1）實(shí)現(xiàn)黃河下游主河槽全線沖刷，進(jìn)一步恢復(fù)下游河道主槽的過(guò)流能力；
（2）調(diào)整黃河下游兩處卡口段的河槽形態(tài)、增大過(guò)洪能力；
（3）調(diào)整小浪底庫(kù)區(qū)的淤積形態(tài)；
（4）進(jìn)一步探索研究黃河水庫(kù)、河道水沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律。