三峡工程大江及明渠截流期间坝区河床演变分析

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1、三峡工程大江及明渠截流期间坝区河床演变分析牛兰花成金海刘平（长江水利委员会长江三峡水文水资源勘测局，湖北省宜昌市，443000）摘要三峡工程1997年大江截流和2002年导流明渠截流，均引起了坝区河势及水流泥沙条件的改变。本文依据两次截流间(1997～2002年)的河床演变原型观测资料，分析了三峡坝区来水来沙、河势及河床冲淤变化情况。关键词明渠截流大江截流水流泥沙河床演变三峡工程1.1.概况三峡工程河床演变观测研究河段上起伍相庙，下至乐天溪，总长度为14.88km，见图1。工程坝址位于三斗坪弯道上，控制流域面积约100×104km2。大江截流前坝区河段为分汊河段，水流从大江

2、及导流明渠同时下泄；1997年11月大江截流后，水流从右岸的导流明渠下泄；2002年明渠截流后，水流则从大坝导流底孔下泄。由于工程施工改变了长江主流近坝段的流路，坝下游河势也随之发生调整，河床发生了较大的冲淤变化，水流、泥沙的运动规律也出现新的特点。为研究其河床运动特点，在此河段上布设了35个固定监测断面，每年的汛前、汛中、汛后进行固定断面冲淤观测。固断的观测布设如图1。图1三峡工程坝区河床演变观测固定断面布设图1.2.坝区来水来沙及水力因素变化2.1来水来沙情况根据水文站的实测水文资料统计分析：多年平均(1950～2001年)径流量4376×108m3，多年平均(1950

3、～2001年)输沙量4.97×108t。从大江截流（1997年）到明渠截流（2002年）五年间内，来水来沙情况变化较大，1998年为丰水大沙年，1999年和2000年均为丰水少沙年，2001年和2002年则为少水少沙年。各年来水来沙情况见表1。表1三峡坝址来水来沙特性时间流量（m3/s）径流量(108m3)悬移质输沙量(108t)推移质输移量(104t)水沙特性描述平均最大1997115004750036273.6481.17枯水少沙1998162006060051097.07293.4丰水大沙1999151005830047584.246.89丰水少沙2000145005

4、320045733.8529.18丰水少沙2001130004150040103.0433.58枯水少沙2002124004880039102.4531.13枯水少沙2.2水面比降变化1997年大江截流后，导流明渠通流，其河宽约380m，断面面积5100～6300m2(按66m计算)，河宽和过水面积分别约占大江截流前的1/2和1/2.6。使导流明渠以上河段产生壅水，水位抬升，上、下游落差增大，河段的比降与一期围堰时相比增大较多，见表2。如流量为50000m3/s时，1998年河段总落差较1992年抬升了2.38m，比大江截流前的1996年抬升了2.01m。表2大江截流前后坝

5、区河段水位、落差、坡降变化时间项目流量级(m3/s)Q=5000Q=10000Q=30000Q=500001992DS10水位(m)66.2466.4969.5973.63DX21水位(m)66.2166.3068.1270.71总落差(m)0.030.191.472.92水面坡降（%00）0.020.141.052.081996DS10水位(m)66.4366.7769.8274.09DX21水位(m)66.3466.5168.2170.80总落差(m)0.090.261.613.29水面坡降（%00）0.060.191.152.351998DS10水位(m)66.396

6、6.9871.3876.10DX21水位(m)66.1866.3668.2570.80总落差(m)0.210.623.135.30水面坡降（%00）0.1410.4172.103.561998年大洪水后，1999年至2001年坝区河段河势基本稳定，河段平均糙率变化不大，年际间比降变化并不明显，因此坝区水面线趋于稳定，见表3。2002年坝区水面线与2001年相比水面线有升有降，主要表现在低水时（Q<20000m3/s）整个河段水面线上升，上升幅度最大的是断面DS8，与2001年比上升了0.28m，上升的主要原因是葛洲坝水库调度引起的，根据葛洲坝坝前5#水位站的资料显示，200

7、2年1-5月份平均水位(66.01m)较2001年同期平均水位(65.86m)偏高0.15m，坝前水位的抬升引起整个坝区水位的升高；而在中高水时（Q>20000m3/s）明渠以下河段基本与2001年水面线持平，明渠及其以上河段则下降明显，下降最大的是DSX02断面，在Q=40000m3/s时下降了0.36m，下降的主要原因是由于上下游二期围堰开挖导流底孔从2002年7月1日后开始过流，上游壅水强度减弱。表3大江截流后坝区河段水面线变化单位:m年份断面号流量级（m3/s）50001000020000300004000