四、调水调沙试验过程
4.1 2002年黄河首次调水调沙试验过程
1 试验预案
黄河首次调水调沙试验预案为：以小浪底水库蓄水为主或小浪底至花园口区间（简称小花区间或小花间）来水为主水库相机调水调沙，控制花园口临界流量2600m3/s的时间不少于10天，平均含沙量不大于20kg/m3，相应艾山站流量2300m3/s左右，利津站流量2000m3/s左右。试验结束后控制花园口流量不大于800m3/s.
具体调节方式如下：
（1） 预报河道流量（指小浪底水库以上来水与小花间来水之和，下同）小于2600m3/s时，控制花园口流量2600m3/s历时10天，进行调水调沙试验。
（2） 预报河道流量大于或等于2600m3/s且小于4000m3/s时，若预报小花间流量小于2600m3/s，控制花园口站流量2600m3/s历时10天，进行调水调沙试验；若预报小花间流量在2600～4000m3/s之间，控制花园口站流量2600～4000m3/s历时10天；否则，尽可能减少出库流量。
（3） 预报龙门站发生4000～8000m3/s洪水时，适时进行调水调沙或相机转入防洪运用，尽量减小下游漫滩几率和损失；预报龙门站发生8000 m3/s以上或小花间洪水大于4000m3/s时，转入防洪运用。
（4） 调水调沙试验结束，以控制下游河道不断流为原则，控制花园口流量不大于800m3/s.
2 实施过程
2002年7月4日上午9时，小浪底水库开始加大下泄流量，调水调沙试验进入调度实施阶段，直到7月15日9时小浪底出库流量恢复到800m3/s以下，水库调度历时11天。在这期间，通过频繁启闭小浪底水库不同高度孔洞组合和联合调度三门峡水库，实现了预案规定的水沙组合。小浪底站出库平均流量为2741m3/s，平均含沙量12.2 kg/m3.花园口站2600m3/s以上流量持续10.3天， 平均含沙量为13.3kg/m3.艾山站2300m3/s以上流量持续6.7天。利津站2000m3/s以上流量持续9.9天。7月21日，调水调沙试验流量过程全部入海。
4.2 2003年黄河第二次调水调沙试验过程
2002年黄河首次调水调沙试验成功后，又开始寻找时机准备第二次调水调沙试验。根据气象预报，2003年9月5日至6日，山陕区间局部、汾河、北洛河大部地区有小到中雨；泾渭河大部地区有中到大雨，渭河局部有暴雨；三花间将普降小到中雨，伊洛河个别站有大雨。通过水情分析，认为小浪底水库需要防洪预泄，并有可能结合预泄实施一次小浪底、陆浑、故县、三门峡四库水沙联合调度的调水调沙。
（1） 试验预案
黄河第二次调水调沙试验预案为：利用小浪底、三门峡、陆浑、故县水库进行水沙联合调控，结合防洪预泄实现多目标调度。在调控期间，有效利用小花间的清水，与小浪底水库下泄的高含沙量水流在花园口进行水沙“对接”，为将来调水调沙进行水沙精细调度积累经验。通过对首次调水调沙试验成果分析，第二次调水调沙仍控制花园口断面流量在2600m3/s左右，平均含沙量不大于30kg/m3，调控历时为15天左右。
（2） 实施过程
小浪底水库2003年9月6日9时开始第二次调水调沙试验，9月18日18时30分结束，历时12.4天。小浪底水库下泄平均流量为1690 m3/s， 平均含沙量40.5kg/m3；通过小花间的加水加沙，花园口站平均流量为2390 m3/s， 平均含沙量31.1kg/ m3；利津站平均流量2330 m3/s， 平均含沙量44.4kg/m3.下游河道全河段基本上都发生了冲刷，总冲刷量0.456亿t，达到了下游河道减淤的目的。9月17日小浪底水库浑水层已经全部泄完，坝前淤积面降低至179m左右，9月18日小浪底出库含沙量只有7 kg/m3，也达到了小浪底水库尽量多排泥沙的预定目标。
4.3 2004年黄河第三次调水调沙试验过程
为了实现第三次调水调沙试验所要达到的目标，在黄河水库泥沙、河道泥沙、水沙联合调控等领域多年研究成果与实践的基础上，必须尽量利用自然力量，辅以人工干预，科学设计、调控水库与河道的水沙过程。为此，将第三次调水调沙试验设计为两个阶段。
第一阶段，利用小浪底水库下泄清水，形成下游河道2600m3/s的流量过程，冲刷下游河槽。并在两处卡口河段实施泥沙人工扰动试验，对卡口河段的主河槽加以扩展并调整其河槽形态。
第二阶段冲刷库区淤积三角洲，塑造人工异重流创造条件。
第二阶段，当小浪底库水位下降至235m时，实施万家寨、三门峡、小浪底三水库的水沙联合调度。首先加大万家寨水库的下泄流量至1200m3/s，在万家寨下泄水量向三门峡库区演进长达近千km的过程中，适时调度三门峡水库下泄2000m3/s以上的较大流量，实现万、三水库水沙过程的时空对接。利用三门峡水库下泄的人造洪峰强烈冲刷小浪底库区的淤积三角洲，以达到清除设计平衡纵剖面以上淤积的3850万m3泥沙，合理调整三角洲淤积形态的目的。并使冲刷后的水流携带大量的泥沙在小浪底水库库区形成异重流向坝前推进，进一步为人工异重流补充沙源，提供后续动力，实现小浪底水库异重流排沙出库。
根据上述调水调沙试验的设计过程，实施了万家寨、三门峡和小浪底水库群水沙联合调度，具体调度过程如下：
（1） 水库调度第一阶段（6月19日9时至6月29日0时）
控制万家寨水库库水位在977m左右；控制三门峡水库库水位不超过318m；小浪底水库按控制花园口流量2600m3/s下泄清水，库水位自249.1m下降到236.6m.
第二阶段（7月2日12时至7月13日8时）
万家寨水库7月2日12时至5日，出库流量按日均1200m3/s下泄。7月7日6时库水位降至959.89m之后，按进出库平衡运用。
三门峡水库自7月5日15时至7月10日13时30分，按照“先小后大”的方式泄流，起始流量2000m3/s.7月7日8时，万家寨水库下泄的1200m3/s的水流在三门峡库水位降至310.3m时与之成功对接。此后，三门峡水库出库流量不断加大，当出库流量达到4500m3/s后，按敞泄运用。7月10日13时30分泄流结束，并转入正常运用。
小浪底水库自7月3日21时起按控制花园口2800m3/s运用，出库流量由2550m3/s逐渐增至2750m3/s，尽量使异重流排出水库。7月13日8时库水位下降至汛限水位225m，调水调沙试验水库调度结束。
（2） 人工异重流塑造过程按照确定的试验方案，人工异重流塑造分两个阶段：
第一阶段
7月5日15时，三门峡水库开始按2000m3/s流量下泄，小浪底水库淤积三角洲发生了强烈冲刷，库水位235m回水末端附近的河堤站（距坝约65km）含沙量达36kg/m3～120kg/m3，7月5日18时30分，异重流在库区HH34断面（距坝约57km）潜入，并持续向坝前推进。
第二阶段
万家寨和三门峡水库水流对接后冲刷三门峡库区淤积的泥沙，较高含沙量洪水继续冲刷小浪底库区淤积三角洲，并形成异重流的后续动力推动异重流向坝前运动。
7月8日13时50分，小浪底库区异重流排沙出库，浑水持续历时约80小时。至此，首次人工异重流塑造获得圆满成功。
（3） 整个试验过程中，万家寨、三门峡及小浪底水库分别补水2.5亿m3、4.8亿m3和39亿m3.进入下游河道总水量（以花园口断面计）44.6亿m3.
