三峡水库蓄水后守护型工程对改善长江中游航道条件的作用

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。

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.

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。

三峡工程在2008年基本建成后,将为长江中游带来重大的防洪效益;但是,水库大量拦沙将使荆江河段泥沙出现严重不平衡泥沙冲刷将会对长江中游带来深刻的影响和一系列问题。此外,三峡水库的有效防洪能力相对较小,尽管近年来城陵矶附近的防洪形势严峻,但是,单靠三峡工程并不能解决城陵矶附近防洪的问题。从最危险的角度,提出了如果荆江发生严重冲刷和三峡承担城陵矶调度任务等将产生的问题,以便供有关的研究和规划参考。

前段时间,网络流传一条\"三峡防洪能力逐年下降\"的帖子,引发了公众对三峡防洪能力的质疑。2010年7月20日,7万立方米/秒的洪峰抵达三峡大坝,这是长江有水文记录以来的第三大洪峰。三峡工程的防洪能力到底如何?请随记者走走长江中游,看看三峡防洪。

为探讨三峡水库蓄水以来长江枝城至沙市河段的水质变化情况,利用这一河段3个断面水质实测资料,通过模糊评价方法与权重值分析,对1998～2011年水质状况进行了分析评价.结果表明,枝城至沙市河段水质尚好,铅为对沙市河段水质影响最大的污染因子.对比了三峡水库蓄水前后的水质评价结果,表明水质状况未受明显影响,分析成果可为相关机构管理该河段的水资源提供参考.

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。

简要介绍了长江中游重点浅滩河段的演变现状及航道中存在的碍航现象.结合三峡工程135m蓄水运用后水沙条件的变化,预测了长江中游航道演变趋势及可能出现的碍航现象,并探讨了应对措施

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。

由于长江中下游遭受50年未遇的干旱,三峡工程开始发挥生态调度功能,2007年12月4日起加大三峡水库下泄流量为下游补水,以缓解当前长江中游通航紧张。2007年12月5日8时,三峡大坝下泄流量加大为5450m3/s,比4日增加250m3/s;6日8时,增为5500m3/s;7日8时,将维持5500m3/s水平。记者注意到,下泄流量增大,已使长江中游宜昌至沙市水位有所回升。长江已进入一年一度的枯水期,中游水位持续大幅退落,沙市、汉口、九江11月份水位分别比近5年同期平均值低0.42、1.60和2.03m。因长江上游降雨量减少,三峡入库流量连续下降,2007年12月4日仅为5200m3/s,比2006年同期的入库流量减少1400m3/s,同日长江宜昌段水位为海拔39.11m,同比下降0.36m,创下2007年入冬以来宜昌段最低水位。长江航务管理局副局长阮瑞文说,针对当前长江中游通航的严峻形势,长江航务管理局与中国三峡总公司协商,加大三峡出库下泄流量,并已派出多艘挖泥船对中游重点浅险水道实施疏浚。目前,除太平口、窑监水道因间隙施工分时禁航外,其他航段保持畅通。三峡工程实施补水调度缓解长江中...

2.4　枢纽除险加固前洪水调度方案设计 在上述工作的基础上,分别对将汛限水位降为 52.8m和52.7m2个方案进行了重点研究,并就下面 3种变化对52.8m和52.7m起调方案做了计算分析, 结果见表3。 表3　100年一遇设计洪水各起调方案最高调洪水位表 起调水位/m 最高调洪水位 方案一方案二方案三 52.8056.4056.3256.37 52.7056.3756.2956.34 　　(1)变化一:即利用洪水预报,较调度规程规定提 前1个时段(3h)起用2100m3/s(简称方案一)。 (2)变化二:即利用洪水预报,较调度规程规定提 前二个时段(6h)起用2100m3/s(简称方案二)。 (3)变化三:即利用洪水预报,分别较调度规程规 定提前1个

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.

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.

本文从阐述三峡工程对长江中游防洪的作用以及长江中游防洪工程自身存在的问题等方面入手,分析了三峡工程建成后长江中游的防洪形势,进而提出近期在长江中游工程防洪和非工程防洪建设上都要有适当的投入。

为了分析三峡工程运行后泄洪对长江中游溶解气体过饱和的影响,建立了长江中游溶解氧数学模型,对不同流量下长江中游的溶解氧过饱和演变进行了模拟预测。模拟结果表明,三峡和葛洲坝过坝水流的溶解氧饱和度在流量40000～50000m3/s和100000m3/s附近存在2个峰值,长江中游河道天然情况下溶解氧过饱和恢复速度较为缓慢,平均每100km降低5%,洞庭湖水的汇入能显著降低长江干流的溶解氧过饱和度。当三峡出库流量超过40000m3/s时,其影响范围可达400km以上。讨论了溶解气体过饱和的不同指标间的关系,对气体过饱和可能造成的影响以及对长江中游鱼类目前的影响进行了阐述,认为通过三峡水库的调度减少出库高流量次数和历时是减缓下游溶解气体过饱和的有效手段。

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。

针对第i部分提出的三峡建成后长江中游防洪形势和问题,用相同模型研究了多种代表性措施的防洪效果,提出了应对长江中游防洪问题的综合解决方案。研究显示,牌洲裁弯、提高城陵矶设计洪水位和南北分洪等工程和调度措施单独使用,在三峡水库提供和《长江流域防洪规划》确定的条件下都难以保证长江中游再现1954年洪水的安全。按防御1954年洪水和保障荆江安全目标,本文通过大量方案计算比较,提出基于牌洲裁弯与南北分洪组合,以适当提高城陵矶设计洪水位为调度余地的综合方案。该方案在调度和运用条件等方面有较大的安全余地,可以更好适应三峡水库等影响下长江中游的河流变化。

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.

在分析研究牯牛沙水道自然条件、演变特点、演变影响因素、演变趋势与碍航特性的基础上,提出了该水道总体工程和一期工程方案,对一期工程建筑物结构和挖槽进行了具体设计,建筑物和挖槽稳定性均满足要求。

三峡工程建设的目标是保证荆江防洪安全。几十年来长江中游河道泄洪和湖泊调蓄能力发生较大变化,关键控制点城陵矶洪水位抬高,使得洞庭湖和城陵矶附近防洪形势更加严峻,对三峡水库控制下的下荆江也构成较大威胁。本文依据三峡梯级和长江上游水库群数学模型、长江中游河网水动力学模型仿真模拟了当前条件下的1998、1954年全流域洪水。结果表明,1954年全流域洪水长江中游需要分洪量显著增加,当前建设和规划建设的分蓄洪区规模偏小,城陵矶高洪水位壅高下荆江水位、监利等地洪水位超出堤防设计水位,三峡水库全面拦洪条件下的长江中游防洪形势仍十分严峻。下荆江在1954年洪水条件下存在较大危险,应引起高度重视。

全面解决长江中游防洪问题,稳定长江中游河势,需要更多的措施和途径以及全面的研究。在前文提出三峡工程建成后长江中游在河道冲淤、防洪和生态环境等方面可能出现一些问题的基础上,提出了解决上述问题的一系列初步的对策和建议。结合三峡工程的防洪优势,认真研究、处理好长江中游可能出现的问题,并结合工程和优化调度,长江中游防洪等问题可以得到更好的解决。

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。