金沙江下游梯级开发对三峡水库泥沙淤积影响初探

摘 要：金沙江流域位于长江流域上游，属横断山脉地区。其作为我国最大的水电基地，位于“中国十三大水电基地规划”首位，是“西电东送”主力。根据我国经济建设的需要，我国陆续批准了金沙江上水电站梯级开发项目，建造一系列的水电站以满足能源及灌溉、通航等相关需求。而随着金沙江中下游各个电站依次建成投产后，金沙江下游水沙输移出现了一些新的变化。

关键词：金沙江；泥沙；水库；淤积；长江干流

我国水资源丰富，拥有大量的河流，其中流域面积达到100km2以上的河流就多达5万以上。纵观我国河流研究的两个特点，其一是水资源时空分布极不均匀，其二是我国河流泥沙化严重，长江上游的金沙江即是其中的典型代表[1]。潘久根、曾小凡等[2-4]学者通过研究中指出，金沙江作为长江干流泥沙的主要来源，其泥沙随着水流大量进入到长江干流中，而金沙江泥沙更是多产自于金沙江下游，主要来自渡口，雅砻江汇口至屏山的干流区间。

陈松生[5]通过研究指出，1991-2000年间，金沙江径流量并未发生大的变化，但是来沙量明显增大，2001年以后输沙量更是进一步有增大的趋势。而随着21世纪金沙江作为我国重要的水电基地的地位提升，并批准了一批在金沙江上进行的水利工程，这些工程对金沙江的径流及泥沙特性有了较大的影响，故而有必要根据当前的情况对此作出研究。

当前在金沙江流域下游开发阶段主要为白鹤滩、乌东德、溪洛渡及向家坝的梯级开发，白鹤滩及乌东德尚处于待建设完成状态，而溪洛渡与向家坝则分别已于2012及2014年正式投入生产。而向家坝及溪洛渡在可研阶段，项目已对二者建成后的拦沙功能作出了预期，预计其运行可有效解决三峡严重的泥沙淤积情况。

1 研究区域及数据来源

金沙江作为长江上游主要产沙区之一。目前学界对金沙江全段分段由石鼓及攀枝花两观测站分为三段，其中以攀枝花之后的流域称为金沙江下游，并以攀枝花站下游径流量及输沙量的控制站。过去以屏山站作为向家坝的出口控制站，由于2012年向家坝正式蓄水，故而在2012年始重新启用向家坝下游的向家坝站作为出库控制站，而多年平均数据使用过去屏山站数据，三峡入库控制站国内有选择寸滩的也有选择朱沱站的，根据Hu[6]等的研究，指出88%的泥沙淤积发生在三峡大坝至寸滩之间，而其余在寸滩之上，故而对三峡水库的入库泥沙评估采用寸滩的观测数据。数据来源主要为水利部长江水利委员会主编的长江泥沙公报[7]。

2 金沙江流域径流量及泥沙量统计分析

金沙江多年平均含沙量高达1.7kg/m3，约为三峡入库沙量的1/2，对于三峡水库的泥沙淤积影响非常大。按照金沙江梯级开发的设计，将会利用金沙江输沙量高度集中在汛期的特性，合理调度可使大部分入库泥沙淤积在死库容内。其中在溪洛渡环节充分利用其高达540m的死水位，而其正常蓄水位距离死水位水头尚有60m的高程，其大量拦沙后不会影响到电站的效益。而根据设计模型分析计算，溪洛渡正式投用后，三峡库区入库沙量将比此前天然状态减少34%以上。

在向家坝及溪洛渡正式投产之后，根据长江泥沙公报将采集到的相关径流量及输沙量情况分别列入表1、表2：

通过对数据分析可知：

径流量较多年平均流量而言，自2010年之后总趋势呈现逐渐递减的趋势，而年间的变动幅度也不是很大，分析是由于所取年份区间的降雨量变化幅度不是很大，且部分受金沙江中上游新建一批水利工程的影响。而与此相比，输沙量变动则较大，尤其是屏山站（向家坝站）之后变动的幅度非常大。

因此，降雨量对于金沙江流域流入到长江干流的泥沙有十分巨大的作用，张方伟[8]等人指出，近年金沙江流域降雨量整体趋势呈现一个递减的状态，而随着金沙江上梯级水库的开发，这一趋势是否会加强尚有待于继续观察。与之对应的正是最近这几年径流量与输沙量的不断下降。而在2012年，由于降雨量加大，故而泥沙量在当年发生了极大地波动，也可从另一方面说明金沙江下游泥沙所受的如今受降雨量影响十分大。

输沙量随着金沙江上一系列梯级电站的建立而不断地递减，整体呈现了非常好的拦沙效益，但是同时我们也必须意识到由于金沙江来流的泥沙全部被拦截，则汇入长江干流水体的挟沙力会大大增大，而这对于下游河道的冲刷会大大增强。朱玲玲[9]等人通过研究指出，向家坝水库蓄水后自2012年10月至2014年10月期间，坝址至宜宾干流段（长约29.8km）河道表现为冲刷，共冲刷了741.1万m3，而万占伟[10]等人也通过对小浪底的研究指出类似的规律，指出水库下游的冲刷情况需要得到重视。

3 结束语

过去对金沙江流域的研究都是自60年代开始研究，但是由于如今金沙江进行梯级开发后，水沙的情况已发生较大变化，结合当下已有的研究成果，将2010年后长江泥沙变化情况作为全新研究对象，而将在此之前的数据作为往年数据，仅作为多年平均流量以作参考。

由于向家坝及溪洛渡建成时间较短，而后续还有乌东德及白鹤滩尚未完全完工，所以当下对于金沙江水沙情况的研究还较少，目前能切实验证的是梯级开发对于长江干流泥沙的减少有较强的作用，有效减小了三峡水库的淤积压力，但同时下游河道的冲刷情况也较为严重，结合小浪底的冲刷实况，我们需要结合现有情况，实时研究现状的变化，以对未来可能出现的不利情况作出预警，并为其他的类似工程提供经验。

参考文献

[1]王光谦.河流泥沙研究进展[J].泥沙研究，2007（2）：64-81.

[2]潘久根.金沙江流域输沙特性分析[J].水土保持通报，1997，17（5）：35-39.

[3]徐长江，范可旭，等.金沙江流域径流特征及变化趋势分析[J].人民长江，2010，41（7）：10-14.

[4]曾小凡.1961-2010年金沙江流域降水时空演变特征[J].长江流域资源与环境，2015，24（3）：402-407.

[5]陈松生.金沙江流域不同区域水沙变化特征及原因分析[J].水科学进展，2008，19（4）：475-482.

[6]HU B，YANG Z，WANG H，et al.Sedimentation in the Three Gorges Dam and the future trend of Changjiang （Yangtze River） sed-iment flux to the sea[J].Hydrology and Earth System Sciences，2009，13（11）：2253-2264.

[7]水利部長江水利委员会.长江泥沙公报（2003-2013）[R].武汉：水利部长江水利委员会.

[8]张方伟，李春龙，等.金沙江流域降水特征分析[J].人民长江，2011，42（6）：94-97.

[9]朱玲玲，陈翠华，等.金沙江下游水沙变异及其宏观效应研究[J].泥沙研究，2016，5：20-27.

[10]万占伟，安催花.小浪底水库对下游河道的冲刷效果及趋势预测[J].人民黄河，2012，34（5）：6-8.

作者简介：程燕翔（1987-），女，河南周口人，就职于中国葛洲坝集团基础工程有限公司。