三峡工程蓄水后荆江河势变化及整治方案

随着三峡水库的蓄水运用,清水下泄使坝下游河床受到不同程度的冲刷,江湖关系发生改变,引起水沙特性的改变。对收集到的三峡蓄水前后监利站实测水沙资料进行分析,结果表明:三峡蓄水运用后监利站年平均流量减小,年内汛期流量削减,枯季流量增大,其中主汛期6～9月份平均流量建库后较建库前减少了6%～15%,主汛后10月份和11月份流量减小幅度分别为12%与15%,枯水期1～4月流量平均增幅6%～13.3%,年内流量变幅减小,同流量条件下水位降低。蓄水后监利河段含沙量显著减少,减少率最多达到74.6%。悬沙中值粒径和床沙中值粒径均增大,河床呈粗化趋势。

通过对三峡库区干支流水文断面蓄水前后多年水质资料进行整理分析,分析了蓄水前后库区河流水质变化趋势。研究结果表明:三峡库区135m蓄水及156m蓄水后,库区水质指标变化不明显。库区溶解氧浓度有所降低,悬浮物浓度在平水期和枯水期也大幅下降,和悬浮物密切相关的污染物质总磷、codmn、重金属等也随之降低。长江沿程干流及上游支流乌江、嘉陵江水质受蓄水影响不大,下游支流小江、大宁河则受长江壅水影响,局部水环境趋复杂化。

三峡水库修建后,由于水库调蓄作用,进入坝下游荆江河道的水沙过程发生了显著变化。荆江河道产生较明显的冲刷,已引起局部河段的河势调整,将在相当长时期内对两岸堤防、已建护岸工程和河道整治工程及河道的稳定产生不同程度影响,进而影响该地区的防洪、航运、生态与环境,以及河流的综合服务功能的正常发挥。采用长江防洪实体动床模型试验,研究了三峡工程运用初期不同时期荆江重点险工段调关弯道的冲淤变化过程,并在此基础上预测河势调整趋势。研究成果可为该段河道的治理和河势控制工程规划、设计等提供技术参考。

本文论述了长江三峡工程建成后库区旅游景观的淹没和“高峡出平湖”的新景观。据预测，水库蓄水后，受淹没影响的景点３９处，峡区峡谷气势有所减弱，但雄姿犹存；水库正常高水位达１７５ｍ时，将新增湖泊１１处、岛屿１４处，支流上可提高旅游开发利用价值的峡谷３７条、溶洞１５个，许多世界级的自然奇观可望得到开发。届时，三峡工程库区将成为观光游乐、度假休闲、科考探险及从事水上运动的多功能旅游区。

论述了与三峡水库提前蓄水有关的工程要求,及对库区移民、地质灾害防治、水环境治理等所采取的措施。

荆江河势控制工程早期主要采用块石护坡及混凝土护坡两种型式,随着时代发展,越来越多的新工艺在荆江河控中应用.其中钢丝网石垫有效实现了水与土体之间的自然交换,是一种绿色环保的水利工程施工工艺.近两年来,在荆江河势控制中逐步推广,为稳定河势发挥了明显作用.

据国家环保部长江三峡工程生态与环境监测公报(简称三峡公报)发布的1996—2008年三峡库区的水质监测实测数据进行分析整理。以2003年和2006年作为标志性节点,分析其水质变化趋势。结果表明:三峡库区沿程干流及远坝支流乌江除2006年及嘉陵江除20042、006年外,其余年份水质均达到或优于ⅲ类水质断面,受蓄水影响不大;近坝支流澎溪河(小江)、大宁河则受大坝壅水影响,与蓄水前相比,支流口流速减缓,甚至呈静流状态,其断面水质由1999年的ⅱ类降为2005年开始的ⅳ类,局部水环境趋复杂化,并且库区内\"水华\"现象近年有所加重。分析水质变化的原因主要有成库后库区江段流速迅速减小,二期蓄水后库区全江段断面平均流速下降为0.17m/s,仅为天然河道平均流速的1/4,天然河道断面平均流速的1/5,以及库区各种污染物质排放等。最后从加强产业结构调整和库区坡耕地整治以及完善水环境监测体系和法律法规等4个方面提出保护水质的措施和建议。

长江中游城陵矶-螺山河段水文泥沙运动变化极其复杂。2003年6月1日三峡工程开始蓄水,10日达到坝前水位135m,这对该河段的水沙运动规律产生了影响。通过分析比较1981～2002年及2003年城陵矶和螺山两站的水沙特征,得出了三峡工程蓄水前后该河段的水沙变化情况。

以统计学为基础,通过对历史实测资料进行分析,研究三峡蓄水前后沙市河段航道水位变化现象,找出其变化规律,可为今后长江沙市河段的航道维护管理工作提供技术支持。

估算水库对下游的防洪作用,是水利工程设计与运用中极为重要的一环,特别是随着人民生活水平的逐渐提高,其重视程度也随之增长。本文通过对水库下游防洪风险的计算,论水库下游河段由于受水库调节等诸多因素的影响,其水位序列往往不能满足一般的理论分布,而采用mnte-carlo方法模拟天然的洪水过程,然后再考虑各种地水位的影响,是解决防洪可靠性问题的有效途径。最后,通过三峡水库下游荆江河段的防洪风险分析,证明

介绍了长江宜昌至枝城河段的基本情况,分析了来水来沙特征,论述了河段近期的演变情况。

随着三峡水库蓄水运行,清水下泄导致坝下游河段受到不同程度的冲刷,使得江湖关系发生变化。对长江中游主要控制站三峡工程蓄水运用前后水文数据进行统计分析,结果表明:三峡工程蓄水运用后,清水下泄冲刷下游河道深槽部分,长江河段总体同流量下水位下降,其中以汉口以上河段水位下降明显,且对低水影响明显。三峡工程蓄水运用后,三口河道分流比继续减少,断流时枝城水位有升高趋势,分流河道逐渐萎缩,荆江过流量增大。

本文从开发性移民政策、三峡工程对库区旅游资源开发价值的提升、西部大开发、加入wto等四个方面,分析了三峡库区旅游产业发展的优势。

分析了长江城陵矶～螺山河段行洪能力的变化和三峡水库运行后该河段面临的防洪形势,指出降低城陵矶河段水位的有效措施之一是恢复河道原有的泄洪能力,实施牌洲裁弯、清淤疏浚和削矶扩卡等为主的工程措施。并以典型洪水为例对牌洲裁弯前后相关河段的水位、水面线及水位流量关系的变化进行了对比分析,论证了牌洲裁弯对降低上游水位的明显作用和该工程实施的必要性。

三峡水库蓄水后,荆江河段冲刷以枯水河槽冲刷为主,对航道条件将产生显著影响,其中窑监河段近年来航道条件持续恶化。分析不同年份监利河段洲滩形态与删除碍航程度,认为三峡蓄水后洲滩受到冲刷是航道条件恶化的原因之一;而通过对浅滩段横断面年内变化及各年汛后退水过程中水位变化与航道水深变化对应关系分析,初步确定了退水过程中最佳的冲刷流量区间为10000～15000m3/s,三峡蓄水导致退水过程加快,将导致汛后浅区冲刷不足,枯季碍航。

2003年6月1—10日为长江三峡工程一期蓄水期,为了研究长江三峡工程蓄水对长江口环境的影响,2003年6月15—25日组织了长江口及其邻近海域环境综合调查,对该次调查所取得的悬浮体样品进行了显微观察和x射线衍射测定,分析了不同水体中悬浮体颗粒的形态特征和物质组成。结果表明:从徐六泾到长江口邻近海域,悬浮体颗粒形态特征不同,徐六泾至南支主槽,悬浮体颗粒以单颗粒为主;拦门沙最大浑浊带,悬浮体颗粒以大絮团、团状絮团和絮网为主;长江口邻近海域,悬浮体颗粒以有机质絮团和单颗粒并存为主。长江口区悬浮体矿物颗粒主要以粒状或片状形式存在。悬浮体矿物颗粒主要由石英、长石等碎屑矿物和黏土矿物组成。从河道到长江口外的邻近海域,石英和长石含量逐渐降低,伊利石和绿泥石含量逐渐增加,高岭石含量先降低后增加。与蓄水前相比,蓄水后徐六泾附近小絮团数量有所增加,蓄水前后拦门沙和长江口邻近海域悬浮体形态特征和长江口地区悬浮体物质组成并未发生明显变化。

根据三峡工程大江截流期间收集到的截流河段、导流明渠、二期上下围堰口门区的水位、流速、流量、河床地形、水面流态等监测资料，分析研究了截流河段（尤其是动态的龙口）水力要素的变化规律及其相互关系。分析表明，龙口纵、横断面的流速分布受戗堤进占与平抛垫底施工和上游来水来沙的综合影响。围堰渗流量的监测对分析明渠分流比、石渣戗堤稳定研究起到了补充作用

三峡工程是长江流域治理开发的关键性工程。本文在分析三峡工程蓄水运用以来坝下游水沙特性变化的基础上,采用长江中游宜昌至湖口多年的实测地形资料,对建库前后该河段的泥沙冲淤变化及河势演变特点进行了深入的探讨。研究表明:三峡工程蓄水运用以来,坝下游输沙量大幅减小,荆江三口分流分沙特性尚未发生明显变化,长江与洞庭湖的关系进一步调整;坝下游河势总体稳定,但河床冲刷强度加剧,并由蓄水前的\"冲槽淤滩\"转变为\"滩槽均冲\"。宜昌至枝城河段河床纵向冲刷明显、洲滩面积萎缩、床沙明显粗化;荆江河床冲刷下切,河床形态逐渐向窄深形式发展;城陵矶至湖口河段部分弯道段主泓横向摆动、凹岸崩塌,分汊段主泓摆动不定,滩槽冲淤交替仍较为频繁。

1919年，孙中山在《建国方略》中提出开发长江三峡水利资源的构想。1956年，毛泽东在《水调歌头·游泳》（文7-13）中吟唱“高峡出平湖”，表达治理长江，建设三峡的远大理想。1958年4月6日，中共中央下发关于三峡工程的的第一个正式文件《关于三峡水利枢纽和长江流域规划的意见》。

针对三峡水库入库水沙条件及实际运行方式的变化,计算分析了三峡水库蓄水方案变化对水库泥沙运动及变动回水区航运条件造成的影响.采用一维水沙数学模型,计算了不同蓄水方案对水库泥沙淤积情况的影响及各方案间的差别,进而对方案调整后变动回水区重点浅滩的水深变化进行了研究.结果表明,在新的水沙条件及考虑上游建库的影响下,蓄水方案调整带来的影响主要集中在6~11a,并随水库运行时间的延长而缩小,不会对变动回水区浅滩河段通航条件产生不利影响.

为了研究三峡水库蓄水后长江中游干流江滩钉螺密度消长态势,在沿岸江滩先后设置了25个螺情监测点,包括11个长江委水文站点和14个地方血防单位共同参与设置的站点。其中,15个监测点查到钉螺,且各监测点测到的活螺密度差异较大。与2003年比较,2014年活螺平均密度大幅下降,未见人患血吸虫病例。长江中游干流江滩有螺面积并不随洲滩面积扩大而增加,钉螺向堤内扩散机率大幅降低。

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,槽蓄量约增加8.5亿m3;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m3;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。