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39°40′12.78″N 106°46′42.42″E 海勃灣水利樞紐位於內蒙古烏海市海勃灣區的黃河幹流上，左岸為烏蘭布和沙漠，右岸距烏海市區3km，下游87 km為已建的三盛公水利樞紐。工程任務以防凌為主，結合發電防洪等功能，設計總庫容為4.59億立方米，總裝機容量為7萬千瓦，總投資26.9億元，是內蒙古自治區十一五重點項目之一，也是內蒙古段黃河幹流上唯一的控制性工程[1]。項目法人為烏海市人民政府及市水務局下屬的海勃灣水利樞紐公司。
黃河在石嘴山和內蒙古三盛公之間自南向北的沖積洪積扇與沖積階地形成的寬谷，東部是桌子山、崗德爾山，西部是賀蘭山、五虎山。上段石嘴山—烏達公路橋為峽谷型河段，斷面較窄，平均河寬400m，長36.5km；下段烏達公路橋—海勃灣樞紐壩址為遊蕩型河段，平均河寬為600m，長49.8km。多年平均徑流236.4億3。多年平均懸疑輸沙8910萬噸。汛期平均含沙量4.9kg/m3，非汛期平均含沙量2.1kg/m3。壩址平均年降雨量156.8mm。
樞紐壩址以上黃河長2837km，控制流域面積31.34萬km2。水庫正常蓄水位1076.0m，死水位1069.0m，總庫容4.87億m3。設計洪水標準為100年一遇6100m3/s，設計洪水位1071.49m；校核洪水標準為2000年一遇9100m3/s，校核洪水位1073.46m。汛期內蒙古河段的設防標準由50年一遇提高到100年一遇。汛期最高運行水位1074.0m。汛期最低運行水位1071.0m。水庫運行10年後調節庫容1.84億m3。
干砌石護坡的黏土心牆土石壩佈置在黃河左岸灘地，壩基採用混凝土防滲牆，壩長6371米，頂寬7米，最大壩高18.2米。壩頂高程1078.7m。上游壩坡1:2.75，採用0.4m混凝土護坡；上游壩坡1:2.5，採用0.3m碎石護坡；心牆上下游均設0.6m厚反濾層。1.2m鋼筋混凝土防浪牆，牆頂高程1079.90m。
泄洪閘壩段佈置在黃河主河槽中左部共16孔；2孔一聯。堰頂高程1065.0m。閘頂高程1078.7m。設計下泄流量6100m3/s，校核下泄流量9100m3/s。
發電廠房壩段佈置在主河槽右岸，裝機4台單機22.5MW的貫流式水輪發電機組，總裝機容量為9萬kw。年發電量3.63億度。按蒙西電網現行平均上網電價0.2元/千瓦時，年發電效益為7100萬元。
水庫淹沒土地113.39km2，其中水域面積15.77km2。
項目建議書階段的勘測和設計工作由水利部天津水利水電勘測設計研究院和內蒙古自治區水利水電勘測設計院共同承擔，2002年10月完成了《黃河海勃灣水利樞紐工程項目建議書》；2004年11月18日至22日水利部水利水電規劃設計總院在烏海市召開會議，對《黃河海勃灣水利樞紐工程項目建議書》進行了審查。
2007年12月4日至7日，中國國際工程諮詢公司在烏海市召開會議，對黃河海勃灣水利樞紐工程項目建議書進行評估。2008年4月25日國家發改委以發改農經[2008]1043號文件批覆海勃灣水利樞紐工程項目建議書。2008年7月12日至15日，水利部水規總院在烏海市召開《黃河海勃灣水利樞紐工程可行性研究報告》審查會議。2008年9月6日至7日，水利部水利水電規劃設計總院在北京召開《黃河海勃灣水利樞紐工程可行性研究報告》覆審會議。2008年12月10日，水利部黃河水利委員會批覆《黃河流域水工程建設規劃同意書》。2009年7月，國家發改委以發改農經[2009]1885號文件批覆海勃灣水利樞紐工程可行性研究報告。2010年4月1日，國家水利部以水總[2010]114號批覆黃河海勃灣水利樞紐工程的初步設計報告。[2]
- 2009年1月，環保部批覆了《環境影響報告書》[3]
- 2009年2月，水利部、內蒙古自治區政府批覆了《移民規劃大綱》[3]
- 2009年3月，國土資源部批覆了《建設項目用地預審意見》[3]
- 2009年7月4日，烏達段一期拆遷工作正式啟動[4]
- 2009年7月15日，黃河海勃灣水利樞紐工程《可研報告》正式通過國家發改委審批[5]工程建設總投資225853萬元；資本金佔85%，其中一半由國家投資，一半地方自籌；其餘15%建設資金由銀行貸款，貸款償還期為20年。工程以社會公益為主，社會折現率採用7%，計算期55年。
- 2010年4月26日，舉行開工奠基儀式[6]
- 2010年10月，導流明渠進出口圍堰迎水面坡腳沖刷部位防護全部完成[7]
- 2010年11月26日，導流明渠工程竣工[8]。這標誌着黃河海勃灣水利樞紐工程具備了截流條件。
- 2013年7月25日，由水電五局一分局承建的土石壩全長5864.2米工程全部完工。
- 2014年2月12日，黃河海勃灣水利樞紐工程開始分凌下閘蓄水，標誌着工程由建設階段進入逐步發揮綜合效益的新階段。
- 2014年5月26日，黃河海勃灣水利樞紐工程首台機組正式發電。
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