何传光，陈俊卿，王光涛

(黄委黄河口水文水资源勘测局，山东东营 257091)

1 耿井水源工程概况

1.1 耿井水库概况

耿井水库位于黄河三角洲中心城市—东营市，是胜利油田和中心城区主要水源，占地面积3.98km2，蓄水面积3.37km2，属中型湖泊平原水库。平均库底高程4.53m，设计水位10.4m，最大蓄水深度6.24m，设计库容2082万m3，有效库容1683万m3。坝内坝肩顶高程11.8m，坝外坝肩顶高程11.6m，平均坝高7.22m，坝顶宽7m。1991年9月建成，工程投资5100万元。

1.2 沉沙池概况

耿井水库配套沉沙工程包括1号、2号两个沉沙池。1号沉沙池占地面积1.53km2，设计容积400万m3，沉沙量222.1万m3，设计淤积高程6.7m，水位7m，使用年限5～6年。1号沉沙池自1991年投产运行，由于20世纪90年代黄河断流时间加长，因此，不得不在黄河汛期高含沙洪水期间引水入池，因此造成1号沉沙池严重淤积，至1996年已达到沉砂池设计库容的70%。2号沉沙池1999年底建成。设计容积400万m3，沉沙量222.1万m3，属湖泊型。沉沙池底高程4.5m，坝顶高程7.5m，蓄水高程6.5m。

2 曹店引黄闸及引水渠运用状况

2.1 曹店引黄闸工程设计

曹店引黄闸位于东营区龙居乡曹店村附近，为两联四孔钢筋混凝土箱式涵洞，钢筋混凝土平板闸门，每孔净高、宽各为3m，设计流量30m3/s，扩建后最大引水流量80m3/s。闸前设计水位10.24m，闸后设计水位9.89m，闸底板高程7.89m。

2.2 引水渠输水能力

引水渠原设计输水能力为24m3/s，根据引水需要扩增为35m3/s。

3 黄河河口水沙特征变化以及对引水的影响

3.1 黄河利津水文站水沙特性

黄河以水少沙多而著称于世。2000～2007年年均入海水、沙量锐减至141.3亿m3/年和1.6亿t/年，仅为1950～1968年平均值的28%和13%。

1976～2009年(黄河河口流路1976年改道清水沟以来)利津站多年平均径流量206.98亿m3，平均年输沙量为4.72亿t。

3.2 耿井水源1990年运用后黄河利津水文站水沙特征

20世纪90年代以来，河口水沙量发生较大变化，最明显的变化就是水沙量减幅较大。河口水沙变化的最大特点:

a.来水来沙量减幅大，并且来沙量的减小幅度小于来水量的减小幅度。1990～2000年，利津水文站的年均径流量为132.4亿m3，较多年平均值减少61%;年平均输沙量为3.56亿t，较多年平均值减少58%;年平均流量为419m3/s，仅为多年平均流量的39%。

b.河口水沙量在减幅较大的基础上，年际上仍然存在较大不均衡性，每年发生的最大流量也较小，并且持续天数少。

c.1999年黄委开始黄河水资源统一调度，自2002年黄河实施调水调沙以来，河口水沙变化呈现典型的入海水沙集中在调水调沙期间内排放的水沙分布特征。

3.3 2002年后黄河调水调沙对河口水沙变化的影响

全年14%～50%的水量和20%～50%以上的泥沙量，集中在较短的调水调沙期间输入渤海。

3.4 黄河小浪底水库调水调沙运用方式对河口引水的影响

黄河实施了调水调沙，对于减小黄河下游河道淤积抬高趋势、增加平滩流量、塑造良性河床起到显著作用。

黄河调水调沙后黄河下游河道各站同流量水位均不同程度地下降，平滩流量均不同程度地增大，断面过流能力大幅度提高，塑造良性河床的同时，对黄河下游引水产生了重要影响。但同流量水位的降低也标志着引水水位的降低，因此，过去自流引水的涵闸，不得不实行泵站提水。

4 沉沙池可使用年限分析

4.1 耿井水库进水渠在小浪底水库两种不同输沙模式下的含沙量参数

4.1.1 在黄河自然排沙条件下含沙量参数的确定

1991～2002年黄河属于自然水沙特征，取利津水文站1990年7月～2002年6月平均含沙量作为耿井水源自然条件下引水含沙量参数。引水期避开主汛期(7～9月)统计计算，多年平均含沙量为5.53kg/m3;全年平均含沙量为12.10kg/m3。在黄河自然排沙条件下，含沙量参数采用引水期避开主汛期，多年平均含沙量参数5.53kg/m3。

4.1.2 黄河小浪底水库调水调沙拦沙运用条件下含沙量参数的确定

黄河小浪底水库自2002年6月开始调水调沙运行，引水期避开主汛期(7～9月)统计计算，多年平均含沙量为3.03kg/m3;全年平均含沙量为4.61kg/m3。在黄河小浪底水库调水调沙拦沙运用条件下含沙量参数采用引水期避开主汛期，多年平均含沙量为3.03kg/m3。

4.2 黄河泥沙幺重参数的选取

泥沙淤积物容重影响因素主要与泥沙中值粒径有关，但干湿饱和度和水流动力等外部环境也影响泥沙容重，沉沙池泥沙容重与黄河河道、海洋环境存在差异。

综合分析黄河河道与渤海调查数据，考虑到引水渠为自流引水，悬沙的颗粒泥沙粒径较细，沉砂池泥沙淤积物容重参数选取1.57t/m3(黄委水科院提供)。

4.3 沉沙池使用年限实际数据验证

1号沉沙池1991年投入使用，1991～1997年耿井水库共进水4.36亿m3，含沙量参数取避开主汛期参数5.53kg/m3，则计算泥沙量为153.40万m3，占设计值的69%。与原沉沙池实际淤积情况完全相同。

4.4 小浪底水库不同输沙模式对沉沙池使用年限的影响

4.4.1 黄河小浪底水库调水调沙拦沙运用输沙模式对沉沙池使用年限的影响

a.耿井水库近期引水目标，沉沙池可用年限:按照耿井水库近期年引水量8000万m3的目标，每年完成引水计划的同时，沉沙池将产生15.3万m3泥沙，每个沉沙池使用年限为14.4年。

b.耿井水库远期引水目标，沉沙池可用年限:按照耿井水库远期年引水量12000万m3的目标，每年完成引水计划的同时，沉沙池将产生约22.9万m3泥沙，每个沉沙池使用年限为9.6年。

4.4.2 若恢复到黄河自然排沙模式对沉沙池使用年限的影响

a.耿井水库近期年引水量，沉沙池可用年限:按照耿井水库近期年引水量8000万m3的目标，每年完成引水计划的同时，沉沙池将产生约28.2万m3的泥沙，每个沉沙池使用年限为7.9年。

b.耿井水库远期年引水量，沉沙池可用年限:按照耿井水库近期年引水量12000万m3的目标，每年完成引水计划的同时，沉沙池将产生约42.3万m3的泥沙，则每个沉沙池使用年限为5.3年。

5 耿井水库引水量目标可行性分析

1987～2001年整个东营市年平均引黄水量为10.30亿m3，其中胜利油田年平均引黄水量3.60亿m3左右，因此，非汛期正常年份黄河水资源满足近期引水量。

考虑东营市与胜利油田远期引水目标，仅靠非汛期饮水很难保证，必须考虑汛期引水。汛期含沙量大于3.00kg/m3的时间约1～3个月，还是可以找到低含沙量引水时机。

6 只运行1号沉沙池使用年限论证

采用黄河小浪底水库调水调沙拦沙运用输沙模式仅运行1号沉沙池，实现耿井水库近期年引水量目标，在全年和非汛期引水，1号沉沙池使用年限为9.5～14.5年;实现远期年引水量目标，1号沉沙池使用年限为6.4～9.7年。

若恢复到黄河自然排沙模式下仅运行1号沉沙池，实现耿井水库近期年引水量目标，在全年和非汛期引水，沉沙池使用年限为3.6～8.0年;实现远期年引水量目标，1号沉沙池使用年限为2.4～5.3年。

7 结论与建议

7.1 结论

a.2002年小浪底水库实际运用以来，至2010年底，小浪底水库拦沙库容仅使用了不到1/3，说明今后小浪底水库在相当长的时期内仍将处于拦沙运用期。

b.根据2002～2010年利津水文站月平均含沙量计算，得出小浪底水库调水调沙拦沙运用输沙模式，含沙量参数采用非汛期多年平均含沙量3.03kg/m3。

c.黄河小浪底水库调水调沙拦沙运用输沙模式，1号、2号沉沙池共同运用，实现耿井水库近期年引水量目标，在全年和非汛期引水，沉沙池使用年限为19～29年;实现远期年引水量目标，在全年和非汛期引水，沉沙池使用年限为12.8～19.4年。

若恢复到黄河自然排沙模式，只运行1号沉沙池，实现耿井水库近期年引水量目标，在全年和非汛期引水，沉沙池使用年限为3.6～8.0年;实现远期年引水量目标，沉沙池使用年限为2.4～5.3年。

d.黄河河口水量在非汛期引水可满足近期引水目标，如果考虑远期引水目标，则非汛期水量难以保证，需要在汛期低含沙间隙及时引水。

e.为保证现耿井水库持续正常运行，须采用1号、2号沉沙池交替运行管理模式。

7.2 建议

a.全年曹店闸能自流引水的情况下，尽量避开利津水文站高含沙量时期，含沙量在3.0kg/m3以下尽量引水，5.53kg/m3以下适宜引水，含沙量在10kg/m3以上停止引水，这样有利于延长沉沙池使用年限。

b.为便于随时掌握引水时机，耿井水源调度部门可根据利津水文站当日8时水、沙情况，随时决策引水调度。■