三峡水库近坝段水面漂浮物对水质的影响

通过对比三峡水库蓄水前后长江宜昌河段的泥沙特性和河床侵蚀下切速度的变化特征,说明了三峡水库的清水下泄特征和三峡水库蓄水后清水下泄,且它是近年来宜昌段岸坡崩岸的重要影响因素。分析表明,三峡水库蓄水后的数年内,由于清水下泄,河段发生明显冲刷,宜昌河段内的崩岸频率大大提高,且出现了多处新的崩岸险情,特别是宜昌市点军区艾家河段、猇亭区古老背河段、枝江市白洋河段和宜都市洋溪河段岸坡崩岸比较严重。

以葛洲坝-三峡梯级水库为研究对象,根据水库的不同运行阶段划分研究时段,基于寸滩、宜昌、汉口、大通站1954~2008年的日流量和日含沙量资料,计算分析了梯级水库运行对长江中下游输沙量及水沙关系的影响。结果表明：4个水文站的年输沙量、含沙量总体呈下降趋势,梯级水库运行对中下游输沙量及水沙关系的影响与水库库容和距离水库远近有关;水库拦截造成的泥沙减少与年径流量变化无关,与径流量的季节分配变化有关,径流量季节分配的变化和梯级水库的蓄水拦沙都使大通站月输沙量的年内分配更加均匀。

漂浮物堆积在电站机组进水口门区,对拦污栅本身的安全造成影响,增加机组的水头损失,影响出力和发电量;较大体积的漂浮物进入水轮机内,则将直接影响机组安全。结合飞来峡水利枢纽电站的特点和运行实际,通过改变拦漂排的布置、加强运行调度和管理等措施和对策,可以有效解决问题。

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。

·卫生管理· 三峡水库坝区库底卫生清理措施及评价 张令要　岳木生　詹发先　谭梁飞　岳金亮　王谷生　彭清华 　　　　【中图分类号】r123.7　　【文献标识码】b　　【文章编号】100622483(2009)0620103203 　　三峡工程是国家枢纽工程,做好三峡水库库底卫生清理 工作,对维护坝区人群健康,促进国民经济和社会的全面发 展,具有十分重要的意义。自1996年起,国务院三峡工程建 设委员会办公室、卫生部和湖北省卫生厅陆续在三峡库区开 展了库底卫生清理工作。2008年三峡工程建设基本结束, 现将1996～2008年,三峡水库坝区库底卫生清理工作进行 系统分析与评价,以期推广应用。 1　卫生清理方法 三峡工程于1997年开工建设,同年开展一期库底卫生 清理;2002年开展二期库底卫生清理,2003年完成二期蓄 水;2005年

采用长江上游梯级水库联合调度泥沙数学模型,开展了溪洛渡、向家坝建库对三峡水库淤积影响计算研究。研究结果表明:上游溪洛渡、向家坝建库拦沙可大幅度减少三峡水库入库沙量,使得三峡库区淤积强度明显减弱,考虑溪洛渡、向家坝建库拦沙影响后,100年末三峡水库入库沙量可减少40.6%,库区淤积体积可减少30.0%,上游溪洛渡和向家坝水库蓄水拦沙可明显提高三峡水库的调节库容和防洪库容保留率。

三峡水库汛末蓄水改变了长江中下游的水文过程，对鄱阳湖水位存在潜在影响。采用多元线性回归模型建立鄱阳湖水位与汉口流量、5河（赣江、抚河、信江、饶河、修水）流量的函数关系，并假设该函数关系在三峡水库运行前后保持不变。通过三峡水库运行后引起的汉口流量改变值，得到鄱阳湖水位的变化量。拟定3种不同的蓄水方案，分析了鄱阳湖水位受三峡水库蓄水的影响大小及空间格局特征。结果表明：受蓄水影响，起蓄时间10月1日、9月15日和9月1日对应的星子站水位降低值分别为2．23、1．37和1．05m，都昌站分别为2．10、1．29和0．99m，康山站分别为1．38、0．9l和o．68m。水位影响随起蓄时间的提前而减弱，空间上呈北高南低的格局。从消除或减免三峡水库蓄水对鄱阳湖的影响角度，建议优化三峡水库汛末蓄水调度方式，并做好与鄱阳湖5河支流水库调度之间的协调。

三峡大坝建成后库区水位上升,常年水面面积也将大幅增加,库区下垫面将发生变化,从而导致局地气候特征的变化。为了解三峡大坝对库区降水量的影响,基于三峡库区37个雨量站点1958-01-01～2008-12-31逐日有效降水量资料,采用气象诊断旋转正交经验函数(reof)方法计算并分析了三峡库区和大坝南北部年均降水量、四季降水量的时空变化情况,并通过reof模态图时间系数分析了建坝前后降水量的波动情况。结果发现,三峡水库运行后库区降水量存在一定的波动,三峡大坝在运行前45年与运行后6年的时间内,年均、四季整个库区与北部降水量差值波动幅度并不明显。

经过比较三峡水库蓄水后宜昌至大布街河段河床演变预测成果与实际观测数据之间的差异,分析了形成这种差异的原因。结果显示:陈二口以上的河床冲刷,是导致宜昌枯水位下降的主要原因;大布街以下沙质河床的冲刷,虽对陈二口以上河段枯水位影响较小,但却是造成芦家河水道枯期坡陡流急现象的主要原因。以往研究成果与三峡蓄水后实测数据存在差异的主要原因是,预测研究中对芦家河水道河床组成的模拟准确性不够、忽略了沿程冲刷不均匀分布的特性等。

为研究库水位升降对涉水边坡稳定性的影响,选取距三峡大坝坝址56km处的谭家河滑坡作为研究对象,探讨了不同库水位升降速率对于滑坡渗流场和稳定性的影响。通过分析gps监测结果,判定谭家河滑坡为典型浮托减重型滑坡。采用geostudio2007有限元分析软件,利用seep/w模块模拟库水位在145~175m之间波动的瞬态渗流场,将渗流场结果应用于slope/w模块对滑坡进行稳定性分析。通过数值计算,得到了不同库水位升降速率与边坡地下水位线和稳定性之间的规律,对研究浮托减重型滑坡有一定的参考价值。

分析了位于仙女山断裂带的湖北省秭归县周坪站倾斜仪2002～2009年的观测数据,并与三峡库区水位资料进行了对比分析,结果发现,蓄水前后倾斜仪观测曲线的走向发生了趋势性变化,表明三峡蓄水对附近的断层活动有影响,蓄水期间的短期荷载变化引起的响应更为显著,但蓄水效应没有从根本上改变断层的活动性质;还发现3次大的蓄水期间,水位上升量与观测曲线的上升量成相同比例的对应关系,进一步说明,周围断层对三峡蓄水引起的荷载变化响应明显,不同的荷载变化引起断层活动变化的程度不同.

以三峡水库向家淌滑坡为例,运用geo-studio系列软件,通过有限元法计算分析该滑坡在日降幅增加条件下的变形情况。通过分析位移-时间场,得出该滑坡工程治理措施在日降幅增加条件下的有效性即位移集中区。结合稳定性-时间曲线分析得出该滑坡所承受日降幅阈值为1.6m/d。通过对库区水位日降幅增加条件下的稳定性及变形分析,可为三峡库区的科学调度及安全预案编制提供依据。

通过实地调查与测定,获取相关数据,运用货币方法分别估算三峡水库蓄水前(1996年)后(2010年)洞庭湖湿地生态系统服务价值.结果表明:三峡水库蓄水后,湿地生态系统服务总价值由1996年的156.69×108元增加到2010年的177.11×108元;1996年湿地主要服务价值量排位为:调蓄洪水>蓄水供水>大气调节>科研教育,2010年湿地主要服务价值量排位变为旅游休闲>交通航运>大气调节>蓄水供水;在洞庭湖湿地生态系统服务总价值量中,与水体关联的直接价值量由1996年的110.85×108元减少到2010年的27.47×108元,减少了75.2%;尽管物质产品生产与供给方面的直接价值比重有所增加,但生态环境调节与维护、文化社会方面的间接价值却保持在总价值量的80%左右;除气候因素外,三峡水库蓄水、长江入湖水沙减少也是导致洞庭湖湿地生态系统服务价值变化的症结所在.

汛限水位优化调度在进一步充分发挥三峡水库的综合效益的同时必然影响水库淤积发展过程,进而影响航运状况。文中运用一维及二维非恒定流非均匀沙数学模型,计算分析了汛限水位优化调度对三峡水库泥沙淤积及航运的影响,结果表明,采用汛限水位优化调度方案后,三峡水库的淤积发展过程将加快,但是,在三峡水库运行的前100年内,这种淤积差别并不大。优化调度对各个河段淤积的影响程度不同,从绝对量来说,水库下段受优化调度影响最大,一度出现的淤积量差别是最大的;从相对量来说,水库变动回水区下段及常年回水区上段受优化调度的影响要明显大于下段。从变动回水区航运情况看,优化调度对铜锣峡以下河段航运的影响不大,对铜锣峡以上河段,由于受上游水库修建及来水来沙减少造成的冲刷的影响,优化调度的影响也并不明显。

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.

为了解三峡水库运行对大坝上下游水质的影响,同时为三峡江段水质保护提供参考,根据长江三峡水环境监测中心在三峡库区官渡口和坝下南津关两个重要断面1998～2012年间的水质监测资料,比对分析了水库蓄水前后部分水质指标的年际和年内变化特征,并探讨其成因.结果表明,2003年三峡水库135m蓄水成功后,水体中ss和重金属等指标浓度下降,tp等营养盐指标浓度呈不同程度减小do等氧平衡指标浓度总体下降.由此可得:三峡水库运行对库区及坝下游水体水质有积极影响;水库运行后,水流变缓,泥沙沉降,使得水体含沙量明显减少,污染物浓度也相应降低,泥沙吸附沉降作用对减少大多数水体污染物的作用不可小觑;但库区中吸附了大量水体污染物的泥沙,如果再悬浮,会对长江干流水质产生不利影响,应密切关注库区水体泥沙含量的变化规律.

荆江三口作为连接洞庭湖和荆江的纽带；历来是研究洞庭湖区防洪、航运、水环境变化和水资源利用的关键点；通过建立荆江三口分流模型；将2008—2015年枝城日实测流量和相应的还原流量作为模型输入资料；计算出有、无三峡工程情况下荆江三口的分流量；探讨了三峡水库对荆江三口发流量、分流比、断流情况的影响(此影响为径流调节和河道调整的综合影响)；同时分离并探讨了河道调整对荆江三口分流量变化的影响；结果表明:有三峡工程情况下；在径流调节和河道地形调整的综合影响下；汛前消落期荆江三口多年平均分流量和分流比分别增大28.17%；9.59%；断流情况基本无变化；汛期多年平均分流量减少2.11%；分流比增长0.56%；断流情况变化不大；汛末蓄水期多年平均分流量和分流比分别减少33.87%和19.84%；松滋口和太平口断流情况无明显变化；藕池口断流天数增多且断流日期提前；枯水期三口多年平均分流量增大8.60%；多年平均分流比减小2.93%；松滋口和藕池口在有三峡工程情况下每年分别平均少断流30.43；6.80d；太平口每年平均多断流30.86d；其中；河道地形调整使汛期荆江三口分流量增加2.73%；汛前消落期、汛末蓄水期、枯水期荆江三口分流量分别减小16.62%；3.10%；18.49%；该结果可为洞庭湖区湖泊干旱情况、水资源利用与保护及三峡水库的运行调度提供研究基础；

结合水面漂浮物的特性,提出了基于三面压缩的漂浮物压缩打包处理船总体方案。介绍了压缩部分的机械总体结构和内部运行原理,按照压缩动作要求,完成了基于plc和mcgs触摸屏的控制界面设计,并介绍了此压缩装置的具体运行操作流程。该压缩方案能够完成各类漂浮物的压缩,根据调研具有较大的市场潜力。

浮游植物是水体生态系统中的主要初级生产者,其群落结构能反映水体的水质状况,优势种能指示水体的营养状况。为全面了解百岁溪浮游植物群落结构及水质现状,根据三峡水库调度运行,于2016年5月(泄水期)和2016年10月(蓄水期)在百岁溪设置6个采样点监测浮游植物和水质。结果表明:5月和10月分别鉴定出浮游植物6门37属52种和7门40属59种,细胞密度均值分别为7.141×10~5个/l、3.741×10~5个/l,浮游植物多样性指数值偏低,结构比较简单,种类个体数量分布均匀度不够。pearson相关性分析表明,浮游植物细胞密度与水体中浊度、ph、氨氮、叶绿素a和流速呈显著正相关,与溶解氧呈显著负相关。根据三峡水库营养状态评价标准,百岁溪总氮和总磷达到富营养水平,综合营养状态指数分析,百岁溪处于中营养水平状态。

2012年以来,金沙江下游向家坝水电站、溪洛渡水电站相继蓄水运用,拦截了金沙江下游泥沙。为了解梯级水库泥沙淤积情况及其拦沙作用对下游三峡水库的影响,基于大量水沙、固定断面观测资料,采用输沙法和地形法,计算分析了向家坝水电站、溪洛渡水电站2库自运用以来的库区泥沙淤积量及分布特征,研究了梯级水库拦沙作用对三峡水库的影响。结果表明:向家坝、溪洛渡库区泥沙淤积量较小,金沙江下游梯级拦沙使得三峡入库沙量及库尾重点河段淤积强度均减小。研究成果对梯级水库运行、三峡水库运行及调度方式优化具有十分重要的意义。

表2原型洞开挖释放位移预报 预预报点坐标(m)位移预报值 报位移类型 点(mm) 号xy 19．50l】．30一26．77 219．38l】．30—0o．27 334．14l】．30一l1．68 468．78l】．30—6．75 5l23．50¨．30—3．75 67．6025．886一儿5。l1．75 711．7737．375—1l57．o6 832．6582．5o6一¨5。2．85 949．351l8．326一¨5。2．10 10o31．o0—9．43 11o40。l8—4．34 12050．o6—2．75 13o89．58—1．39 j4o106．30一1．23 15一7．6025．886—63。8．13 l6—12．

以长江三峡水库蓄水运行的2003年为分界点,将乌江流域1956~2014合计59年降水、径流资料分为两部分,定量分析了三峡水库2003年蓄水前后乌江流域降水径流的趋势变化.根据乌江流域在三峡水库2003年蓄水后的降水资料插补出其径流资料,并与实测径流资料相比较,定量分析在气候等条件不变情况下,因下垫面条件改变对径流有何种程度的影响,为长江上游控制性水库优化调度,径流预报模型的选用,水资源合理配置提供技术支撑.