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三峡工程运行后泥沙问题与江湖关系变化

2014-08-16,

长江科学院院报 2014年5期
关键词:三峡水库三峡工程洞庭湖

,

(1.中国水利水电科学研究院,北京 100038; 2.国际泥沙研究培训中心,北京 100048)

1 三峡工程及泥沙问题

长江是中华民族的母亲河和黄金水道,蕴藏着丰富的水能资源,但它同样是一条给两岸人民带来洪涝灾难的河流[1]。据有关资料显示[2],长江来水量居全国之首,来沙量第二,1950—2000年期间长江中游宜昌站多年平均径流量为4 382亿m3,年输沙量为5.01亿t;下游大通站多年平均径流量为9 051亿m3,输沙量为4.33亿t。三峡工程是迄今世界上最大的水利水电枢纽工程之一,具有防洪、发电、航运、供水、抗旱等综合效益。泥沙问题是三峡工程建设中的关键技术问题,主要包括:上游来水来沙变化、库区泥沙淤积、重庆主城区河道冲淤演变、变动回水区航运问题、坝区泥沙问题、坝下游河道冲刷和河床演变及对堤防安全和航道的影响、江湖关系变化等。在三峡工程规划、设计、施工和运行各阶段论证过程中,采用现场调研、实测资料分析、数学模型、实体模型、理论研究等多种手段,从国家“七五”开始的各个5年计划内就泥沙问题进行科技攻关,探索了解决三峡工程泥沙问题的途径和方法,提出了三峡水库“蓄清排浑”的运行方案(175-145-155方案),论证了水库有效库容可以长期保留的结论,为三峡工程建设与运行的决策提供了科学依据[3-7]。

本文利用实测资料对三峡水库2003年蓄水以来坝上下游泥沙冲淤情况进行了分析,并对长江中下游江湖关系变化所带来的问题提出了对策。

2 三峡水库来水来沙变化

《中国河流泥沙公报》提供的水沙资料及有关成果显示[2,8-9],从1950年以来,三峡水库上游来水来沙过程变化很大,上游代表站(朱沱+北碚+武隆站)年径流量略有减少,减少趋势不是太明显;而入库年输沙量1950年代以来呈明显的减少趋势,从20世纪50年代后期的4.77亿t,减少至20世纪90年代的3.68亿t, 2001—2010年间为2.24亿t,2011年仅为1.02亿t,如图1所示。此外,三峡水库上游除年悬移质输沙量明显减少外,推移质输沙量也有明显的减少趋势[9-10]。三峡上游寸滩站的卵石和沙质推移质从2002年前的29.6万t减至2002年后的7.66万t。

图1 三峡水库上游来水来沙变化过程

2003年三峡水库蓄水以来,入库年平均径流量和悬移质输沙量分别为3 606亿m3和2.03亿t,分别为工程论证设计阶段值的86%和40%,为多年平均值的93%和45%;其中,试验性蓄水期间入库径流量和悬移质输沙量分别为3 591亿m3和1.83亿t,分别为论证设计值的86%和36%,为多年平均值的93%和40%,如表1所示[3]。据初步分析[9-12],三峡水库输沙量大幅度减少主要是由上游流域水土保持滞沙、水库拦沙、河道采砂等人类活动的综合影响。随着上游大量水利水电工程的建设,三峡水库入库泥沙还将进一步减少,未来30a内,入库泥沙将减少到1.0亿t左右。

表1 不同时期入库水沙特征值统计

3 三峡水库淤积与下游河道冲刷

3.1 三峡水库运行方式

根据黄河三门峡水库运行和处理泥沙的经验,三峡水库采用了“蓄清排浑”的运行方式,经论证初步确定水库运行方案为175-145-155 m[3,5-6]。三峡水库蓄水运用以来,先后经历了围堰发电期、初期运用期和试验性蓄水期3个阶段[13-15]。2003—2006年为围堰发电期,蓄水运用水位为135 m(汛期)~139 m(非汛期);2006—2008年初期运用期,蓄水运用水位为144 m(汛期)~156 m(非汛期);2008年至今为试验性蓄水期,蓄水运用水位为145 m(汛期)~175 m(非汛期),水库具体运行水位过程如图2所示[16]。

图2 2003—2012年三峡水库运行水位过程线

3.2 水库泥沙淤积

3.2.1 水库泥沙淤积总体情况

3.2.1.1 淤积量变化

自2003年水库蓄水至2012年底,干流库区淤积泥沙量(不考虑库区区间来沙)为14.37亿t,年平均泥沙淤积量1.44亿t,水库排沙比为24.4%,如表2所示[14-15,17]。其中,围堰发电期和初期运用期泥沙淤积量分别为4.41亿t和3.6亿t,对应的水库排沙比分别为37.0%和18.8%;试验性蓄水期三峡水库干流库区泥沙淤积量为6.35亿t,年平均泥沙淤积量为1.59亿t,水库排沙比为16.0%,小于围堰发电期和初期运用期的排沙比。

与三峡工程论证设计阶段对比,三峡工程蓄水以来,水库上游来沙量约为论证设计阶段采用值的40%,水库年平均泥沙淤积量为1.44亿t,为初步设计的1/3左右[4]。

表2 三峡水库不同时期的淤积量与排沙比统计

3.2.1.2 淤积分布及其上延

三峡水库蓄水以来,库区断面以主槽淤积为主;沿程则以宽谷段淤积为主,占总淤积量的93%[2,13],如坝前段、云阳河段、忠县黄华城河段。2012年库区深泓线较蓄水前平均淤积抬高5.8 m,深泓最大淤积厚度为64.8 m(大坝上游5.6 km处)。

三峡水库175 m试验性蓄水后,泥沙淤积分布上移,奉节以上库段淤积比例为78%,均大于围堰发电期和初期运行期的50%和57%,如图3所示[16]。

图3 三峡水库库区各段泥沙年均淤积强度对比

表3三峡水库不同时段重庆主城区河段冲淤量统计

Table3Erosion-depositionvolumeofTGRinthereachofdowntownChongqingCityduringdifferentperiods万m3

水库运用阶段对应时段长江干流冲淤量汇口以上汇口以下嘉陵江冲淤量全河段冲淤量天然时期1980-02至2003-05-485.3-465.6-296.3-1247.2围堰发电期2003-05至2006-09-90.4-107.6-249.5-447.5初期运行期2006-09至2008-09-23.1353.536.4366.8三峡坝前水位低于156 m2008-09至2008-10-126.1-94.9 -67.5 -288.5 2008-10至2009-1123.35.7-32.7-3.72009-11至2010-12135.4130.879.3345.5175 m试验性蓄水期2010-12至2011-12-1.3-130.0-29.7-161.02011-12至2012-10-252.994.138.1-120.72008-09至2012-10-95.5100.655.060.1

3.2.1.3 变动回水区累积性淤积对航运的影响

试验性蓄水以来,常年回水区和变动回水区中下段(铜锣峡以下)通航条件明显改善,迄今该河段的泥沙淤积对通航影响较小。但由于水深加大,部分开阔或弯曲分汊河段累积性淤积发展较快,随着泥沙淤积的累积和发展,可能出现一些不利于航运的趋势和碍航问题[16-17],如在水位消落期,可能会出现航深不足、航槽易位、港区码头淤堵等,局部地段经疏浚后未出现碍航现象,但对典型河段黄花城、兰竹坝、王家滩等可能产生的淤积碍航问题应引起重视。

3.2.2 重庆主城区河段泥沙淤积及其对航运的影响

3.2.2.1 重庆主城区河段泥沙淤积

重庆主城区河段位于三峡水库变动回水区上段,表3为不同时期重庆主城区河段的冲淤量[14-15,17]。天然情况下,河道年内表现为“洪淤枯冲”的特征,实际上,1980年以来,特别是1990年以来,由于上游来沙减少,加之河道采砂,重庆主城区河段在天然状态下(1980—2003年)和三峡水库围堰发电期都处于冲刷状态,分别冲刷1 247.2万m3和447.5万m3;在三峡水库初期运行期重庆主城区河段逐渐开始淤积,共淤积泥沙366.8万m3。试验性蓄水以来,重庆主城区河段开始受水库蓄水运用的影响[2,17],表现为河道蓄水期淤积、降水消落期冲刷,改变了该河段天然的冲淤规律。由于受上游来沙减少、河道采砂等影响,河道淤积较少,甚至冲刷(如2011年和2012年),全河段2008年10月中旬至2012年10月中旬累积淤积60.1万m3。重庆主城区河道冲淤特征的变化及其可能带来的影响应深入研究。

3.2.2.2 泥沙淤积对航运影响与应对措施

三峡水库试验性蓄水期,汛后水位抬升后,重庆主城区航道条件得到较大改善。但在水位消落后,当坝前水位降至165 m以下、来流量较小时,部分河段曾出现航深不足、航宽变窄、航槽移位等碍航现象,如猪儿碛、九龙滩等河段[17]。据统计,重庆主城区河段2009年和2010年在水位消落期共发生搁浅事故15起左右。目前局部碍航问题的主要应对措施是适时采取疏浚措施、加强运营管理和水库调度等。

3.2.3 坝前泥沙淤积及引起的有关问题

3.2.3.1 坝前泥沙淤积

据实测资料分析[16],坝前河段长度15.1 km,2003年3月至2011年11月期间坝前段175 m高程以下河床总淤积量为1.36亿m3,单位河长淤积量为900.7万m3/km,深泓平均淤积厚度约30.3 m,最大淤积厚度为64.8 m。2008年试验性蓄水期以来的5 a中,坝前淤积继续发展,坝前段淤积泥沙量为3 841万m3,深泓最大淤积厚度为7.0 m。淤积体主要处于死库容内,坝前淤积面高程仍低于电站与引航道进口。但是,地下电厂引水渠泥沙淤积明显,2012年11月取水口前淤积面高程已达104.5 m,虽低于电厂进水口底板高程,但高于排沙洞进口底板高程,其发展趋势应予重视。

3.2.3.2 坝前淤积引起的有关问题

坝前泥沙淤积的继续发展,目前尚未造成过机泥沙增粗和引航道泥沙大量淤积等问题。据实测资料分析[17],实测过机泥沙的颗粒比较均匀,平均中值粒径为0.007~0.008 mm,对发电未造成影响。上下引航道内淤积较少,未造成碍航问题。淤积后上下引航道底板高程分别在132.5 m以下和57.1 m以下,下引航道出口基本未形成拦门沙坎。引航道泥沙淤积可通过疏浚解决。

表4 不同时期三峡坝下游河道平滩河槽冲淤量统计

3.3 水库下游河道冲刷与河道演变

三峡工程下游宜昌—湖口河段长954.4 km,其中宜昌—枝城河段长60.8 km,枝城—城陵矶(荆江)河段长347.2 km,城陵矶—湖口河段为546.4 km。三峡水库运行以前,下游河道控制水文站宜昌站多年平均径流量和输沙量分别为4 369亿m3和4.92亿t;2003年蓄水运用后,下游宜昌站的径流量和输沙量分别为3 978亿m3和4 821万t,分别减少8.9%和90.2%。显然,三峡水库蓄水后,进入下游河道的泥沙量大幅度减少,势必造成下游河道大幅度冲刷和剧烈的演变[16-19]。

3.3.1 宜昌水文站枯水位变化情况

三峡水库蓄水以来,宜昌—枝城河段平滩河槽冲刷13 753万m3,河床及控制节点冲刷明显,使宜昌水文站枯水水位明显降低[16,18],如图4所示。试验性蓄水前,2002—2005年该河段冲刷8 128万m3, 2005年开始出现冲淤交替现象,2006年5 500 m3/s流量时的水位较2002年的39.70 m(冻结吴淞基面,下同)微降0.10 m,较1973年降1.36 m,2008年与2006年5 500 m3/s流量时水位一样,皆为39.60 m。试验性蓄水后,2008—2011年该河段冲刷3 383万m3,其中2009年胭脂坝头、胭脂坝尾、虎牙滩、古老背和南阳碛上口控制节点都有明显冲刷,深泓冲刷下切分别为0.6,0.2,0.6,1.3,3.7 m,宜昌水文站的枯水位一度出现明显下降;2010年和2012年汛后流量5 500 m3/s时的宜昌站水位分别为39.36 m和39.24 m,较2002年分别下降了0.34 m和0.46 m,较1973年分别下降了1.52 m和1.76 m。三峡水库蓄水后曾在在胭脂坝河段实施了河床护底加糙试验工程,以及加大枯水流量,对遏制枯水位下降发挥了一定的作用,保证了宜昌站最低枯水位39.29 m的要求。但今后应继续采取综合措施遏制宜昌水位的进一步下降,以免其抵消枯水流量增加的效果。

图4 三峡水库蓄水前后宜昌站枯水期水位流量关系

3.3.2 下游河道冲刷

三峡水库蓄水以来,宜昌至湖口河段冲刷剧烈[15-17],如表4所示,2002年10月至2011年10月平滩河槽总冲刷量为10.62亿m3,年平均冲刷强度为12.4万m3/(km·a),远大于蓄水前1966—2002年间的冲刷强度0.12万m3/(km·a)。其中,围堰蓄水期平滩河槽总冲刷量为6.17亿m3,年平均冲刷强度16.1万m3/(km·a);初期运用期间冲刷量为0.24亿m3,年平均冲刷强度1.3万m3/(km·a);试验性蓄水期总冲刷量为4.21亿m3,年平均冲刷强度14.7万m3/(km·a),远大于初期运用期的冲刷强度。

三峡水库蓄水以来,宜昌—枝城河段、荆江河段、城陵矶—湖口河段的冲刷量分别为13 753万,57 136万,35 312万m3,对应的年均冲淤强度分别为25.1万,18.3万,7.2万m3/(km·a),沿程冲刷逐渐减少,如表4所示。此外,与围堰蓄水期和初期蓄水相比,试验性蓄水期冲刷强度最大的河段由宜昌—枝城河段下移到荆江河段,而且城陵矶—湖口河段的冲刷强度已超过围堰蓄水期,说明河道冲刷在逐渐向下游发展。

据实测资料统计[17],2011年10月至2012年10月宜昌—湖口河段河道(平滩河槽)冲刷量为1.26亿m3,其中宜昌—城陵矶河段冲刷0.575亿m3,城陵矶—汉口河段冲刷0.331亿m3,汉口—湖口河段冲刷0.351亿m3。

3.3.3 河道演变与整治

3.3.3.1 局部河势调整与碍航问题

三峡水库蓄水运用后,长江中下游总体河势、河床平面形态、洲滩格局等基本稳定,但局部河段的河势调整仍比较明显,变得更加水浅流急,发生河槽冲深、江心洲头心滩冲蚀后退,高滩及岸线崩退,主流摆动,弯道凸岸边滩切割等现象,会产生严重的碍航问题[17],如三八滩、乌龟洲、燕子窝水道、尺八口水道等。其中,尺八口水道中的七弓岭弯道发生撇弯,弯道狭颈宽度仅300余m,而其两侧近年发生崩岸,有可能因狭颈崩岸或汛期水位漫滩冲刷而发生自然裁弯,一旦发生自然裁弯,该河段河势将急剧恶化,对防洪与航运极为不利。长江中下游河道局部河势调整与碍航问题应予以充分重视,对这些航道和部位,采用了航道整治工程、疏浚、水库调度等措施,实现了长江中下游航道的畅通。

3.3.3.2 下游河道崩岸与治理

随着河势调整,部分护岸段近岸河床深槽刷深扩大,崩岸时有发生。据长江防办初步统计[2,17],自蓄水以来(2003—2012年)长江中下游干流总计崩岸655处,崩岸总长度495.9 km。其中,试验性蓄水期(2009—2012年)总计崩岸255处,崩岸总长度144.6 km。如新沙洲、荆江门、张家墩、界牌、姜介子等河段都曾发生崩岸,崩岸经过及时抢修,均以消除险情,岸坡基本稳定。

4 长江中下游江湖关系变化与工程调控

4.1 洞庭湖与长江的关系变化

洞庭湖江湖关系现代格局的产生经历了漫长的变化过程[19-20]。在10 000~6 000 a前,海平面快速上升,河流产生溯源淤积,并不断向上游传递,驱动沿江江湖关系格局的形成和演变。随着泥沙溯源淤积发展,人类活动作用增强,以形成统一的荆江大堤为标志,此后,江湖关系的演变是自然驱动和人类活动驱动的共同作用的结果。1860年和1870年藕池口和松滋口溃口后,形成荆江四口分流入洞庭湖的现代江湖关系格局。三峡工程运用后,长江中下游河道水沙过程发生变化,相应的江湖关系也将发生一定的变化。

4.1.1 荆江河段枯水位普遍下降

三峡工程下游河道大幅度冲刷后,荆江河段枯水水位不断降低。沙市枯水位随时间呈逐渐下降趋势,但下降速度呈明显减缓趋势,而且沙市枯水位下降幅度与荆江河段冲刷量成正比,河段冲刷量越大,枯水位下降幅度越大[21-22]。螺山站水位变化与沙市站具有类似的变化规律,在三峡水库蓄水初期(如2003—2004年)同流量水位下降较明显,此后继续下降,但降速较慢,降幅较小。三峡水库试验性蓄水以来,从2008—2011年,流量10 000 m3/s的枝城水位下降0.29 m, 沙市水位下降0.71 m。

4.1.2 三口分流分沙比变化

受流域人类活动和自然因素的影响,荆江三口分流分沙比例一直处在不断变化之中,如表5所示[16-17]。三峡水库蓄水运用前,三口分流比和分沙比已降低到20世纪50和60年代的一半以下(如图5所示),1981—2002年期间平均分流比和分沙比分别为15.4%和18.7%,对应的分流量和分沙量分别为685.2亿m3和8 640万t,对应的分流含沙量为1.26 kg/m3。

三峡水库蓄水以来,荆江三口分流量和分沙量不断减少,分流含沙量也在不断减小。2003—2012年平均分流量和分沙量分别减至493.2亿m3和1 126万t,对应的分流比和分沙比分别减为12.1%和19.3%,平均分流含沙量减小为0.23 kg/m3;2009—2012年三口分流量和分沙量分别继续减小485.4亿m3和784万t,对应的分流比减小为11.6%,而分沙比增大为20.6%,对应的分流含沙量仅为0.16 kg/m3,三口断流天数也有所增加。

表5 洞庭湖水面积和容积历年变化统计

图5 荆江三口分流分沙变化

4.1.3 洞庭湖泥沙淤积减缓

三口分流通过洪道把大量长江泥沙带入洞庭湖,三口洪道和洞庭湖淤积加快,1952—2003年三口洪道共淤积6.5亿m3,藕池河已进入全面淤积萎缩状态。泥沙进入洞庭湖内发生淤积,洞庭湖多年平均淤积量约1.3亿t,随着人类围垦等活动增加,造成洞庭湖水面积和容积不断减少,洞庭湖面积由1825年时约6 000 km2减至1949年时的4 350 km2,1995年仅为2 623 km2,其中1950年代湖水面积减小速度最快,如表5所示[19]。

三峡工程运用后,荆江三口分沙量的减少,减缓了洞庭湖的淤积[16-17]。洞庭湖区淤积明显减缓,其年均淤积量由4 790万t(1999—2002年)降为325万t(2003—2010年),减少了约93%,有些年份甚至出现冲刷。

4.1.4 洞庭湖调蓄能力缩减

荆江河段河床与水位降低,一方面导致荆江三口进入洞庭湖的分流量继续保持下降趋势,三口断流天数也不断增加,另一方面也导致洞庭湖水面积和容积将进一步减小,缩减了洞庭湖的调洪能力,使洞庭湖枯水期提前了1个半月左右。据泥沙数学模型研究成果表明[21-22],三峡水库汛后蓄水期间,长江干流水位下降约1.8 m,增加了洞庭湖出流,三峡水库蓄水期间前10 d,洞庭湖多出水量约29亿m3;随后的蓄水期,洞庭湖可补水量减小,出水量比天然情况少近10亿m3。

4.1.5 改善洞庭湖江湖关系的工程措施

三峡工程运用后,荆江河床和水位降低,造成三口分流分沙量减少,三口洪道断流天数增加,湖水面积进一步减小,洞庭湖调蓄能力减弱,使得洞庭湖区域防洪、水资源利用和生态环境等受到一定的影响[19-20,22]。为了有效地改善洞庭湖的江湖关系,采取松滋口建闸、三口疏浚整治工程和修建城陵矶枢纽的工程措施是十分必要的。

松滋口建闸主要用于调控进入洞庭湖的水沙条件,汛期通过长江三峡与洞庭湖四水的错峰调节,实现洞庭湖的洪水调控,对长江洪水有明显的错峰和削峰作用,枯水期可从长江引水入松滋河,并通过相应配套工程将来自长江的水引入虎渡河、藕池河,有效缓解淞澧地区和四口河系地区水资源短缺的矛盾[22-23]。

三口疏浚工程是对三口水道的泥沙淤积和阻水部位进行疏浚,降低水道高程,保证三口水道的过流能力和连通效果。

修建城陵矶枢纽主要是为了有效地调控洞庭湖的出湖水量,特别是提高枯季洞庭湖蓄水量和水面面积,有效地改善大水成湖、小水成河的局面,有效地利用水资源, 促进航运、生态渔业等事业的发展。

4.2 鄱阳湖与长江的关系变化

鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊, 水面面积为4 497 km2,湖体容积为355亿m3,生物多样性十分丰富。近年来鄱阳湖上游用水增多,与2004年相比,2008年用水量增加了约30亿m3,使得入湖径流量减少,鄱阳湖水面面积和水量不断减少,水资源开发与利用情势严峻,直接影响生态环境的改善,开展鄱阳湖江湖关系与治理措施的研究是十分重要的[24]。

4.2.1 下游河道冲淤与鄱阳湖湖口水位变化

三峡工程蓄水以来,2001年10月至2011年10月汉口—湖口河段枯水河槽冲刷2.28亿m3,其中2002—2006年九江—湖口河段冲刷1.15亿m3;2006—2008年有所淤积。下游河道在中小流量时水位普遍有所下降,如图6所示,2008年湖口水位下降接近0.2 m,2011年湖口水位下降接近0.3 m。

图6 鄱阳湖湖口站2003—2008年水位流量关系变化

4.2.2 鄱阳湖水量变化

由于鄱阳湖的调蓄作用,鄱阳湖进出口水量变化具有不同步性,三峡工程运用也会影响这一变化关系[24-26]。泥沙数学模型研究表明[25-26],与天然平均情况相比,三峡水库蓄水运用初期,鄱阳湖出流增加,平水年多出水量约23亿m3,枯水年多出水量约12亿m3;在蓄水期后半段,由于鄱阳湖蓄水量减小,出水量反而比天然情况下出水量平均少13亿m3,如图7所示。

图7 三峡水库运用30 a后蓄水期鄱阳湖补水流量变化过程

泥沙数学模型进一步分析表明[25-26],三峡水库运用30 a后,由于河道冲刷,大通站和湖口站枯水位下降在1m左右,汛后鄱阳湖蓄水量平均减少近35亿m3。三峡水库运用30 a后,在河道冲刷、三峡蓄水和鄱阳湖汛后蓄水量减少的共同作用下,三峡蓄水期大通水位下降2 m左右,对鄱阳湖水位影响较大,相当于平水年把鄱阳湖的枯水季节提前了1个月。但分析结果表明,三峡水库枯水期加大泄流量虽然在一定程度上抬高了大通和湖口水位,但由于湖区河道的制约和缓冲作用,对抬高湖区水位作用不明显。

4.2.3 鄱阳湖枢纽工程的作用与影响

为了有效地解决鄱阳湖存在的水资源供需问题,鄱阳湖口枢纽工程兴建后,采用“调枯不调洪”的运用方式,可抬高枯水期湖区水位,增大湖体容积,可基本解决滨湖区水资源供需矛盾问题[24]。枢纽工程基于“调枯不调洪”(即4月1日至8月下旬泄水闸全部敞开),采用合理的运行调度方式(17.5-14.5-13 m),对长江下游水资源利用没有明显影响,可补偿三峡及以上水库蓄水期对长江下游的影响,对长江下游及湖区防洪影响较小。

枢纽工程将改变湖区水动力和污染物的时空分布特征,枯水期部分尾闾河段污染物浓度较现状升高、水体富营养化风险增加,对湖区水环境将产生一定的影响。修建过鱼设施、实施鱼类增殖放流等措施,能在一定程度上缓解工程对鱼类的不利影响。因此,鄱阳湖水利枢纽工程的运行调度方式需综合考虑水资源、防洪、水环境和生态等因素。

5 结论与建议

5.1 主要结论

(1) 三峡水库蓄水以来,水库淤积继续发展,鉴于入库沙量仅为论证设计采用值的40%,水库淤积量为论证设计预测的1/3左右;变动回水区及重庆主城区出现累积性淤积,局部河段存在或潜在的淤积碍航问题可通过适时疏浚、加强运营管理和水库调度等措施应对。

(2) 坝下游河道冲刷持续向下发展,下游河道冲刷强度较预测的要大、冲刷发展范围也较预测的要广,局部河段河势调整剧烈、洲滩冲淤变化,崩岸时有发生,但至今坝下游总体河势基本稳定,经过适时应对,未出现重大险情,实现了航道的畅通。

(3) 三峡水库运用后,造成坝下游河道冲刷和水位下降,对洞庭湖和鄱阳湖的分流分沙等产生了一定的影响,特别是枯水期两湖水资源供需矛盾日趋尖锐,通过在洞庭湖和鄱阳湖的入湖口建闸等措施对解决存在问题是有效的,对建闸带来的生态环境等问题需深入研究。

(4) 蓄水以来三峡水库的泥沙问题基本态势良好,局部问题经认真应对,处于已控或可控之中。但泥沙冲淤变化是一个长期积累的过程,目前已经显现的问题还有可能进一步发展和变化,还会出现一些潜在问题,因此,对三峡工程的泥沙问题仍应继续高度重视,长期跟踪监测研究,积极应对。

5.2 建 议

(1) 加强水库优化调度与中小洪水调度的研究。三峡水库实施试验性蓄水175 m运用和汛期中小洪水调度,且根据来水来沙条件和上下游的要求进行优化调度,取得了宝贵的经验。随着三峡水库上游向家坝、溪洛渡、白鹤滩等工程将陆续修建和运用,将会进一步改变三峡水库的水沙条件,为尽快完善长江中下游地区防洪、抗旱、减灾体系,应抓紧制定和实施长江上游水库群联合调度方案。此外,为了有效地蓄满三峡水库、利用洪水资源和上下游需水要求,应抓紧开展三峡水库优化调度和中小洪水调度的研究,深入研究汛期中小洪水调度的作用及对水库上下游可能带来的影响,特别是可能导致的下游河道萎缩问题。

(2) 深入研究重庆主城区河段泥沙冲淤规律及其对航运的影响。三峡水库蓄水以来,重庆主城区河段航运条件得到改善,但在水位消落期,仍出现一些碍航问题,经采取措施后得到解决。但是,三峡水库运行改变了重庆主城区走沙的规律,将原来汛末走沙推迟到了第2年的消落期走沙,目前三峡水库试验性蓄水运行时间较短,重庆主城区河段的冲淤规律、碍航特征、累积性淤积产生的潜在泥沙问题等还没有充分显现,鉴于重庆主城区河段的重要性,对该河段的泥沙冲淤规律仍需加强研究。重点研究水库优化调度与库区泥沙淤积分布关系,以及揭示水库排沙的优化调度方案。

(3) 加强坝下游河道冲刷过程与河势变化研究及对策。三峡水库蓄水以来,下游河道严重冲刷,局部河势调整十分明显,出现了洲滩散乱、航槽移位等现象,对航运造成一定影响。同时,下游河道崩岸塌岸频繁发生,对堤防安全产生严重的影响。随着时间的推移,坝下游河道的冲刷问题将逐渐显现,应加强坝下游冲刷过程与机理研究,开展重点河段河势变化带来的影响及工程对策研究。

(4) 加强三峡工程运行后江湖关系的变化研究。三峡水库运用后,长江中下游干流河道水位降低,洞庭湖四口分流分沙比减少,鄱阳湖上游用水量增加,洞庭湖和鄱阳湖的水面面积和容积减小,调蓄能力降低,水库蓄水加剧了枯水期湖区用水困难,江湖关系发生变化,对长江中游防洪、干支流水资源综合利用和生态环境等产生影响,应引起高度重视,组织相关的研究工作。

(5) 加强三峡工程上下游泥沙原型观测与研究工作。除原审定的观测计划内容外,下一步应补充或加强较大支流库区、重庆以上河段、地下电厂进水口前、坝下游河道观测范围延至河口段等泥沙观测;组织有关单位开展实测资料分析与专题研究;三峡工程的泥沙原型观测工作应有长远(2019—2039年)计划,并坚持实施。

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