三峡水库蓄水以来水库淤积和坝下冲刷研究.pdf

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1、第43卷第7期人民长江Vo1．43，No．72012年4月YangtzeRiverApr．．20l2文章编号：1001—4179(2012)O7—0001—06三峡水库蓄水以来水库淤积和坝下冲刷研究许全喜(长江水利委员会水文局，湖北武汉430010)摘要：为了分析三峡工程对库区及坝下长江中游河势的影响，基于实测资料，较为系统地研究了三峡水库蓄水运用以来水库泥沙淤积和坝下游河床中刷特性。研究表明，1991年以来长江干流各站径流量变化不大，输沙量明显减小；三峡水库蓄水运用后的2003～20l1年入库沙量继续大幅减少，仅为原设计值的40％，水库年均淤积泥沙

2、1．40亿t，也仅为论证阶段的40％左右，且绝大部分淤积在常年回水区和死库容内；受上游来沙减小和三峡水库蓄水拦沙影响，坝下游输沙量大幅减小，悬移质泥沙颗粒也明显变粗，长江中游原有的冲淤相对平衡状态被打破，河床发生沿程中刷，2002年l0月至2010年10月，宜昌至湖口河段总冲刷量为9．79亿m，河床冲淤形态转变为“滩、槽均冲”，主要冲刷发生在宜昌至城陵矾河段。关键词：水库淤积；河床；中刷；蓄水运用；三峡工程中图法分类号：TV697文献标志码：A称输沙率法、沙量平衡法)。对于三峡水库而言，采用1数据源及研究方法输沙量法计算水库淤积量，根据地形和固定断面

3、资料1．1数据源分析水库淤积形态和分布。实测资料表明，采用输沙量法和断面法计算三峡水库淤积量的差别很小，基本本文所用数据为长江干、支流主要水文站1950～在5％以内。长江中游河道冲淤计算，则采用较为常2011年年径流量和输沙量实测资料系列，三峡水库库见的断面法。区2002～20l1年实测地形和固定断面资料，长江中游宜昌至湖口河段(长955km)1966～2011年实测地形2入库水沙变化特点和固定断面资料。2．1径流量和悬移质输沙量1．2研究方法在三峡工程论证和初步设计阶段，三峡水库1956本文在前人的研究成果和大量实测资料基础上，～1990年年均入库

4、(朱沱+北碚+武隆，下同)水、沙采用水文学、数理统计学相结合的分析方法，分1950量分别为3858亿m、4．80亿t。1991年以来，长江上～1990年、1991～2002年和2003～2011年3个时段，游径流量变化不大，受降水条件变化、水利工程拦沙、着重对长江上游水沙变化进行分析；考虑到三峡水库水土保持减沙和河道采砂等影响，输沙量发生质的变蓄水运用后对长江中下游水沙变化带来的影响，重点化，减少趋势明显(图1)一23。1991～2002年与1990对三峡水库蓄水运用前(1950～2002年)、后(2003～2011年)水沙变化进行对比分析。年前相比

5、，输沙量除金沙江流域有所增多(屏山站沙河道冲淤计算采用地形(断面)法和输沙量法(也量增多14％)外，金沙江以下干流及主要支流输沙量收稿日期：2012—02—28基金项目：国家“973”项目课题“长江中游通江湖泊江湖关系演变过程与机制”(2012CB417001)；国家自然科学基金项目“具有二元结构河岸的弯道崩岸机理与数值模拟研究”(51079103)；水利部公益性行业科研专项“梯级水库运用对长江中游水沙与冲淤影响研究”(200901003)作者简介：许全喜，男，高级工程师，博士，主要从事水文、泥沙的研究工作。E—mail：xuqx@cjh．COrn．

6、cn2mm，见表2，粒径大于0．1him的粗颗粒含量也由1987～2002年的10．6％减少到6．4％。2．2推移质输沙量推移质泥沙包括沙质推移质(粒径1～2mm)、砾石推移质(粒径2～10年份年份mm)和卵石推移质(粒径大于10一a)长江干流屏山站一(b)长江干流寸滩站～mm)。自20世纪80年代以来，进入三峡的推移质泥沙数量，总体上呈下降的趋势(见图2)，如寸滩站1991～2002年实测沙质推移质的年均输沙量为25．8万t，约为同期悬移质输沙量的0．08％，三峡水库蓄水后的2003～2011年，年均沙质推移质量仅为1．7年份年份cj嘉陵江北碚站c

7、1)长江干流宜昌站万t，较199l～2002年减少95％；年均卵石推移质量为4．3万t，较1991～2002年均值减少70％以上。3三峡水库泥沙淤积在三峡工程论证和初步设计阶一段，采用数学模型以长江干流寸滩站+乌江武隆站1961～1970系列年的年份年份水沙资料作为代表性的入库水沙条件t、)长江干流汉口站r)长江干流大通站(年均入库水、沙量分别为4202亿图1长江主要控制站年径流量、年输沙量历年变化m，5．09亿t)计算表明，水库运用前均明显减小，减幅以沱江87％最大，减沙量则以嘉陵10a，库区年淤积泥沙(3．28～3．55)亿t，水库排沙比江的0．

8、968亿t／a为最大，见表1。在35％左右。2002年以来，整个长江上游来沙均呈大幅减少态三峡水库蓄水以来的