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1、第37卷第9期人民长江Vol.37,No.92006年9月YangtzeRiverSep.,2006文章编号:1001-4179(2006)09-0055-03三峡工程运用后长江中下游冲淤变化卢金友黄悦宫平(长江水利委员会长江科学院,湖北武汉430010)摘要:三峡工程建成运用后,改变了水库下游河道的水沙条件,坝下游河道水流输沙能力处于不饱和状态,河道将发生沿程冲刷,并可能引起河势的调整,进而可能对防洪产生一定影响。为此,采用数学模型计算与实测资料分析的手段进行了三峡工程建成后长江中下游江湖水沙变化及河道冲淤演变及其对防洪影响
2、的初步研究。结果表明,三峡工程蓄水运用后,长江中下游河道发生大量冲刷,同流量水位降低。各河段冲刷量达到最大时,荆江河段河床平均冲深约2.0～5.3m,槽蓄量约增加13亿m3,城陵矶至武汉河段河床平均冲深约2.5m,槽蓄3量约增加8.5亿m;由于干流河床冲刷,荆江三口分流分沙减少,洞庭湖湖区淤积减缓,增加调蓄量约23.8亿3m;水沙过程改变、河床冲刷及局部河势调整对河道稳定及堤防、护岸工程的安全会带来一定影响,需采取相应的对策措施。关键词:河床冲淤;水位;河势调整;防洪;三峡工程;长江中下游中图分类号:TV147文献标识码:A河
3、床组成粗化,冲刷逐渐减弱直至终止,冲刷向下游发展。1三峡水库下泄水沙特点三峡水库运用后改变了长江中下游河道来水来沙特性。不考虑上游建库条件下,三峡水库下泄水沙特点为:汛期6～9月流量与建库前相比基本不变,仅洪峰流量有所削减;10月份水库蓄水,出库流量陡减,较建库前同期多年平均值减小约342.7%;从多年月平均流量看,汛后流量10000ms左右持续时间增加(图1),流量变化幅度较小。三峡水库尽管采用了“蓄清排浑”的运用方式,但水库的淤积量仍然较大,蓄水初期水库排沙比约30%;运行80a后,水库淤积达到基本平衡(见表1)。因此在较
4、长的时段进入长江中下游的沙量将大幅度减少。图1三峡水库出库多年月平均流量过程(175～145～155m)表1三峡水库出库悬移质输沙量(年平均值)时段a平均年输沙量亿t时段a平均年输沙量亿t采用1961～1970年水沙条件,不考虑上游建库的条件下,1～101.5351～603.28利用一维泥沙数学模型进行了坝下游江湖冲淤变化计算,结果11～201.6061～703.77表明(表2),三峡水库运用后,宜昌至大通河段悬移质累计最大21～301.8071～804.1731～402.1081～904.32冲刷量约为43亿t,出现在第60
5、年。其中,宜昌至城陵矶段累41～502.5991～1004.41计最大冲刷量约25亿t,出现在第40年;城陵矶至武汉段约为14.7亿t,出现在第50年;武汉至大通段累计最大冲刷量约为6.3亿t,出现在第70年。最大冲刷量出现后逐渐发生回淤,冲2三峡工程建成后长江中下游江湖冲淤变化刷从上段向下段逐步发展,发展过程中,下段初期还可能发生淤积。(1)长江中下游干流河道冲淤变化。三峡水库运用初期,由于宜昌—大通河段跨越不同地貌单元,河床组成、河型各库区发生大量淤积,水库排沙比为30%左右,下泄水流挟沙不异,来水来沙条件不同,各河段的冲
6、淤变化也有所不同。饱和,河床将发生冲刷。对于卵石或卵石夹沙河床,冲刷使河床宜昌至松滋口段,河床由卵石夹沙组成,表层粒径较粗。三发生粗化,并形成抗冲保护层,促使强烈冲刷向下游转移;对于峡水库运用初期10a内本段悬移质强烈冲刷基本完成,最大冲沙质河床,随着河床冲刷,过水断面扩大,流速减小,水位下降,收稿日期:2006-05-10作者简介:卢金友,男,长江水利委员会长江科学院河流所所长,教授级高级工程师。56人民长江2006年刷量约为1亿t,如按河宽1000m计,河床平均冲深约1.0m,局但冲淤量不大,仍保持分汊河道形态。部河段可能
7、冲深2.0m左右。上述成果是按1961～1970年水沙条件计算的结果,但近十松滋口至藕池口为弯曲型河道,弯道凹岸已实施护岸工程,几年来长江上游受自然因素及人类活动影响,三峡水库入库沙险工段冲刷坑最低高程已低于卵石层顶板高程,河床为中细沙量较多年平均值减少较多,出库泥沙更少,对坝下游河道冲刷影组成,卵石埋藏较浅。本段冲刷发展中,有3种因素抑制河段冲响更大。按1991～2000年水沙条件预估,水库运用至2012年刷:①本河段河床组成的粗化;②上段为粗沙卵石推移质覆末,宜昌—城陵矶河段冲刷量比20世纪60年代水沙条件的冲盖;③河床冲
8、深与拓展,过水面积增大,流速减小,降低了水流刷量增加约18.7%;水库运用至2022年末,该河段冲刷量比60挟沙能力。因此本河段的上段松滋口至太平口段同时受3种因年代水沙条件的冲刷量增加约8.8%。素的作用,水库运用20a后冲刷基本完成,冲刷量约2.0亿t,若三峡工程2003
