２０１７年１１月 厂 水利水电快报ＥＷＲＨＩ 第３８卷第１１期 文章编号：１００６—００８１（２０１７）１１—００１９—０６ √ 三峡水库蓄水后长江中游河床粗化及 含沙量恢复特性分析 郭小虎 朱勇辉 黄莉 刘亚 （长江科学院水利部江湖治理与防洪重点实验室，湖北武汉４３００１０） 摘要：三峡水库蓄水后清水下泄，长江中游含沙量将长期处于严重不饱和状态，水流合沙量沿程恢复 将会引起长江中游河道长距离冲刷。根据三峡水库蓄水以来实测资料，分析了长江中游河段河床粗化与 月均含沙量恢复的特性。结果表明：三峡水库蓄水运用以来，宜昌一枝城河段床沙粗化明显，河床已基本 以卵石为主；枝城一监利河段河床粗化较为明显；监利一螺山河段、螺山一汉口河段河床有一定程度粗化。 三峡水库蓄水运用后，ｄ＜０．１２５ ｍｍ粒径沙量在长江中游沿程恢复缓慢且恢复程度远小于蓄水运用前，ｄ＞ ０．１２５ ｍｍ粒径沙量在宜昌一监利河段恢复速率较快，且在监利站附近该粒径含沙量基本恢复饱和。宜昌 一监利河段月平均含沙量恢复达到最大值，监利一螺山河段月平均含沙量以减小为主，而螺山一汉口河段 关键词：河床粗化；含沙量恢复；长江中游 中图法分类号：ＴＶ１４３．５ 文献标志码：Ａ 月平均合沙量变化不明显。研究成果为将来水库下游不平衡输沙的深入研究提供了参考。 组成沿程变化对分组沙冲淤的影响后认为，水力条 １研究背景 三峡水库蓄水后，水库拦截大量泥沙，清水下 泄，坝下游河段尤其长江中游河段将会在相当一段 时间内处于严重不饱和状态，下泄水流为了恢复其 饱和挟沙状态，水流含沙量沿程恢复，进而会对坝下 游河道造成一定冲刷，引起下游河段长距离、长历时 件变化不大时，粗颗粒在床沙中所占比例沿程减小， 细颗粒所占比例沿程增加是导致粗颗粒淤积细颗粒 冲刷的主要原因 。尤联元等指出水库下游河道 纵向冲刷不断下移的一个重要原因是沿程悬沙和床 沙间的不断交换，冲刷距离的长短与床沙组成的沿 程变化状况以及流量的大小有关 Ｊ。李义天等分 析实测资料后指出，床沙补给不足是导致细颗粒泥 沙发生长距离恢复的根本原因 ｊ。黄悦等认为三 峡工程建库后下游河道含沙量增加的过程为含沙量 的河床冲淤演变调整，再加上水库调蓄作用引起坝 下游径流量过程改变，从而可能给坝下游河道防洪、 航运、水资源利用及水环境生态等带来一定不利的 影响。 的恢复过程 ；陈建国等分析三门峡水库下游实测 资料后得出，水库下游含沙量恢复的距离随水库下 泄流量的增加而增加 ；卢金友根据葛洲坝水利枢 纽修建后实测资料分析认为，下游河道发生沿程冲 刷的影响至１９９４年已基本结束，且仅限于松滋口以 上河段＿８ Ｊ。陈飞等认为，水库下游发生长距离冲刷 关于水库下游泥沙输移、含沙量恢复等研究成 果众多，如钱宁、谢鉴衡认为，水库下游长距离冲刷 是由于水流挟沙力沿程增加，其根本原因是床沙粒 径沿程变细¨＿２ Ｊ。韩其为分析了水力条件以及河床 收稿日期：２０１７—０９—１５ 基金项目：国家重点研发计划水资源高效开发利用重点专项课题资助（２０１６ＹＦｃＯ４０２３０３，２０１７ＹＦＣ０４０５３０６，２０１６ＹＦＣ０４０２３０５） 作者简介：郭小虎，男，长江科学院水利部江湖治理与防洪重点实验室，高级工程师． ・１９・ 昌枝宜城沙市利监螺山汉 日 ２０１７年１１月 水利水电快报ＥＷＲＨＩ ４ ４ ３ ３ 第３８卷第１１期 ６ ７ 的主要原因是床沙补给不足，尤其是细沙补给严重 不足 Ｊ。郭小虎等分析三峡水库蓄水以来的实测 资料后发现¨…，ｄ＜０．１２５ ｍｍ粒径沙量在长江中游 沿程缓慢恢复且恢复程度远小于蓄水前，这是坝下 游河段发生长距离冲刷的根本原因；而ｄ＞ ０．１２５ ｍｍ粒径沙量在宜昌一监利河段恢复速率较 快，且在监利站附近该粒径含沙量基本恢复饱和，这 也是造成冲刷重点集中在荆江河段的主要原因。沈 磊等认为，水库下游低流量级与高流量级含沙量恢 复速度较快，而中水流量级含沙量恢复速度较 慢 ¨。以上学者对水库下游泥沙输移、含沙量恢复 等做了大量的分析研究工作，取得了一定的研究成 果。本文根据三峡工程运用以来的实测资料，详细 分析了长江中游河床粗化及含沙量恢复特性，该研 究进一步丰富了目前已有的研究成果，为将来水库 下游不平衡输沙的深人研究奠定了基础。 ２长江中游干流河段水沙变化 三峡水库蓄水后，长江中游干流河道水沙发生 了较大变化，表１统计了蓄水前后各个主要水文站 点水沙变化情况。 表１长江中游主要水文站年均径流量、 悬移质输沙量及粒径变化 ， ￣ｔ／４Ｌ ｍ３捡 量 互！ 星整 生笪 堡 竺 。 年２前 ２０１０４３￣ ｏ 年２前 ０ｏ１０４。 年 前 ｏ 年２ ０１０３ ２年… ０１４年 ００８ Ｏ１３ ０２７ ０９７ Ｏ１５ ０１７ 注：①各站２００２年前径流量和输沙量统计年份：宜昌站为１９５０～ ２００２年；枝城站为１９５２～２００２年，其中１９６０～１９９１年采用宜昌＋长 阳站；沙市站为１９５６～２００２年（１９５６～１９９０年采用新厂站资料，缺 １９７０年）；监利站为１９５１～２００２年（缺１９６０～１９６６年）；螺山、汉口 站为１９５４～２００２年。②表中宜昌、监利悬移质泥沙中值粒径资料统 计年份为１９８６～２００２年，枝城站为１９９２～２００２年，沙市站为１９９１～ ２００２年，螺山、汉口站均为１９８７～２００２年 由表１可知，与蓄水前相比，三峡水库蓄水后长 江中游宜昌、枝城、螺山及汉口站年径流量分别减少 了８．２％，８．０％，８．１％及５．７％。各主要水文站年 径流量有一定程度的减少，其主要原因是由于上游 来流量偏少。 与三峡水库蓄水前相比，蓄水后长江中游宜昌、 枝城、沙市、监利、螺山及汉口站年输沙量分别减少 了９１．２％，８９．５％，８５．４％，７８．０％，７７．１％及 ・２０・ ９ Ｏ ２ ６ ５ ４ ３ ４ ９ ５ ６ ７ ４ １ Ｏ １ ６ １ ７２．４％。各主要水文站年输沙量均大幅度减少，其 ４ ４ ３ ３ ５ ６ ｌ ９ ７ ４ ０ Ｏ ７ ６ ９ ３ Ｏ ７ 主要原因与三峡水库拦蓄、上游梯级水库群运用及 Ｏ ３ ０ ７ ５ ７ 上游水土保持治理等因素有关。由于三峡水库拦蓄 ９ Ｏ ３ ５ ４ ５ ４ ３ Ｏ ９ ３ 作用，导致进入长江中游河段输沙量较少，水流含沙 量偏低，致使河床补给沙量，即使通过三口分流分泄 猢 枷啪 渤 ４ ５ ６ ７ ９ Ｍ 了部分沙量进入洞庭湖区，但荆江河段沿程主要站 ６ ７ ８ ４ ２ 拼 点输沙量仍呈递增趋势，说明荆江河段床面补给量 ０ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ 相对较大。受洞庭湖区、汉江汇流及床面冲刷补给 Ｏ Ｏ １ ０ Ｏ Ｏ ０ Ｏ ０ ０ １ １ ９ ９ ２ ９ ２ 等影响，螺山、汉口站年均输沙量也呈递增趋势。０ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ ６ ８ ４ ０ Ｏ １ ０ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ ５ ３ １ ４ ４ ３长江中游主要水文站床沙粗化特性 长江中游宜昌一枝城河段河床以卵石夹砂为 主，而大埠街以下河段河床则以沙质为主。由于在 三峡水库清水冲刷下卵石夹砂和沙质河床具有明显 不同的抗冲性，因此，根据长江中游主要水文站点床 籁 巢 ÷ 沙级配变化来分析三峡水库蓄水运用以来河床粗化 ∞ ∞ ∞∞们∞加 ０ 特性，如图１～３所示。 由图１可见，三峡水库蓄水运用后，宜昌站床沙 粗化明显，２００２年１２月床沙Ｄ铀为０．１９ ｍｍ，而 ２００６年１２月为０．４０ ｍｍ；２００６年１２月至２００９年 １２月该站床沙进一步粗化，至２００９年１２月为１２ ｍｍ，预计随着三峡水库蓄水运用影响的继续，该站 河床冲淤将基本达到平衡。 ｛ 』 ， 』ｊ ｉ’ 锶 ｌ ‘ ・一２００１．１２ ｌ’｝：叠， ｛１－、 ｌ ｛ 。・‘２００２ １２ ｉ｝ ｝ ｛ ｌ ｛ 、 ・ ２Ｏ０３１２ ｛ｌ ｝｝ １、 ｛｝ｌ 再瑰ｌ、ｌ …一２Ｏｏ４．１２ ｛ ㈠ ｝ｌ ｌ｛ ｛ ｌ ｌ 、 ｛ 一“２００５．１２ ｛｛ ｌ ｉ 姐 ｛｝ｌ｛ ！Ｉ Ｉ、 一●～２Ｏ０６ １２ ｌ ｉ ｝Ｎ．１； ｌ ｈ、、 ・・ ２Ｏ０７．１２ ｌ｛ ｌ ｌ ｊｒ － 札｛ 一一２ｏｏ８．１２ ｝｝ ｛ ｉ ｉ｝ｊ 蛳’ ｛｛ 、 ｌ … －２０ｏ９．１２ ｛ｉ Ｉ｛ ｌ｝｛｛ ｝； ｒ｝ 吨ｊ ｌ｝』｝ 图１三峡水库蓄水运用前后宜昌站汛后 床沙颗粒级配变化 图２示出了三峡水库蓄水运用前后沙市站床沙 颗粒级配变化情况。由图２可见，２０００，２００３，２００５， ２００６，２００７，２００８年和２００９年汛后，沙市站中值粒 径Ｄ５０分别为０．２１２，０．２１５，０．２１２，０．２３９，０．２４５， ０．４４６，０．２４６ ｍｍ，除２００８年汛后中值粒径明显增 大外，其他年份数值变化并不明显。分析沙市站床 沙粒径组变化情况后得出，三峡水库蓄水运用前，沙 市站９０％以上的床沙粒径在０．０６２～０．５０ ｍｍ之 间，各年变化不明显，最大粒径一般小于１ ｍｍ。在 ２０００年汛后，该站１４．４％的床沙粒径在０．１２５ｒａｍ以 下，５５．３％的床沙粒径在０．１２５～０．２５０ ｍｍ之间， 郭小虎等０石／籁 陋 三峡水库蓄水后长江中游河床粗化及含沙量恢复特性分析 梨 、ｆ／ ∞ ∞ ∞如加如 ｍ ０ ３０．０％的床沙粒径在０．２５～０．５０ ｍｍ之间，仅有很 床沙沙量相对增加。 Ｔ。‘ 《；：：！ 、 少的床沙粒径ｔｏ．５０ ｍｍ以上。三峡水库蓄水运用 后的２００３年汛后，沙市站７．０％的床沙粒径在 ０．１２５ ｍｍ以下，５６．８％的床沙粒径在０．１２５～ ０．２５０ ｍｍ之间，３４．４％的床沙粒径在０．２５～ ０．５０ ｍｍ之间，也仅有很少的床沙粒径在０．５０ ｍｍ以 上。对比分析可知，２０００年１０月至２００３年ｌ０月沙 市站粒径小于０．１２５ ｍｍ沙量被大幅度冲刷；至 ２００８年汛后，该站仅０．１％的床沙粒径在０．１２５ ｍｍ 以下，２．０％的床沙粒径在０．１２５～０．２５０ ｍｍ之间， ５４．７％的床沙粒径０．２５—０．５０ １ＴＩＩＴＩ之间，约４３．２％ 的床沙粒径在０．５０ ｍｍ以上，说明在该时段沙市站 床沙粒径小于０．１２５ ｍｍ沙量绝大多数被冲刷，而 粒径０．１２５—０．２５０ ｍｍ的床沙也是大量被冲刷；而 在２００９年汛后，该站床沙粒径在０．１２５—０．２５０ ｍｍ 的沙量有较大程度恢复。由此可知，沙市站床沙组 逞 求阻 七 成随着河道冲淤变化呈粗化现象，其中，粒径小于 ∞ ∞ ∞∞柏∞加 ０．１２５ ｍｍ的床沙绝大多数被冲刷，粒径０．１２５～ ０．２５０ ｍｍ的床沙被大量冲刷。 、 —・一１９９８．１Ｏ 、 Ｌ —号一２Ｏ０Ｏ．１０ —古一２０Ｏ３．ＩＯ …２００５．１０ 、 、 Ｌ —＊一２００６．１０ Ｉ 、 － 一２００７．１０ ＊…・２００８ １０ 、 ～ ！ ｌ ～ １０ １ ０．１ ０．０ｌ ０．Ｏ０１ 粒￣．／ｍｍ 图２三峡水库蓄水运用前后沙市站汛后 床沙颗粒级配变化 图３示出了三峡水库蓄水运用前后汉口站床沙 颗粒级配变化情况，汉口站１９９８，２００１，２００３，２００４， ２００５，２００６，２００７年１２月床沙中值粒径Ｄ５０分别为 ０．１６，０．１７，０．１９，０．１９，０．１９，０．２１，０．１９ ｍｍ，与蓄 水运用前相比，有所粗化。从床沙不同粒径组变化 来看，三峡水库蓄水运用前，在２００２年汛后，汉口站 １９％的床沙粒径在０．１２５ ｍｍ以下，６８．５％的床沙粒 径０．１２５～０．２５０ ｍｍ，９．５％的床沙粒径０．２５— ０．５０ ｍｍ，仅有３．０％的床沙粒径在０．５０ ｍｍ以上。 在２００７年汛后，该站２２．３％的床沙粒径在 ０．１２５ ｍｍ以下，６５．０％的床沙粒径０．１２５～ ０．２５０ ｍｍ，１０．７％的床沙粒径０．２５—０．５０ ｍｍ，仅 有２．０％的床沙粒径在０．５０ ｍｍ以上。由此可知，在 ２００３—２００７年期间汉口站粒径０．１２５ ０．２５０ ｍｍ 的床沙沙量略有冲刷，导致粒径０．２５～０．５０ ｍｍ的 ｛ 、 １ Ｉ —ｌ９９霞ｌＯ—２００１．１Ｏ一２Ｏ０２。 －２００３．１０＿卜２００４．１Ｏ＋２００５， ０ ， 一＇ｎｎ １ｎ一，ｎｎ７ １ｌＩ Ｉ Ｉｌ …ｌｌｌＩ Ｉ １ …ｌｌ１ ０－．． 图３ 三峡水库蓄水运用前后汉口站汛后 床沙颗粒级配变化 综上所述，三峡水库蓄水运用以来，宜昌一枝城 河段床沙粗化显著，河床基本已以卵石为主，枝城一 监利河段小于０．１２５ ｍｍ床沙沙量被大量冲刷，粒 径０．１２５—０．２５０ ｍｉｌｌ的床沙沙量也大量被清水冲 刷，河床粗化较为明显。监利至螺山河段、螺山一汉 口河段粒径０．１２５～０．２５０ ｍｍ的床沙沙量有一定程 度的冲刷，河床有一定程度粗化。预计受三峡水库 蓄水的进一步影响，监利一螺山河段、螺山一汉口河 段河床也将进一步发生粗化现象。 ４水库蓄水后长江中游含沙量沿程恢复分 析 根据三峡工程运用后２００７—２０１２年期间的实 测资料，按照宜昌站月均流量５ ０００，１０ ０００，１９ ０００， ３２ ０００，３９ ０００ ｒｎ ／ｓ这５个流量级分别统计了三峡 工程运用以来长江中游主要水文站点月均含沙量沿 程恢复情况，相对应挑选的月份分别为２００７年１ 月，２００８年４月，２０１１年７月，２００７年７月及２０１２ 年７月。由于洞庭湖汇流后对长江干流含沙量浓度 影响较大，可根据螺山站、洞庭湖出口城陵矶站简单 推算出下荆江出口处含沙量数值，在这里命名为城 陵矶上，统计结果见图４。 ｇｌ 幻 善 倒 锄 曰 暖 图４ 三峡工程运用以来长江中游月均含沙量 沿程恢复变化 由图４分析可知，宜昌站的月均流量越大，长江 中游各个水文站月均含沙量数值则越大。在宜昌站 ・２ｌ・ ２０１７年１１月 水利水电快报ＥＷＲＨＩ 第３８卷第１１期 同一流量下，宜昌一沙市河段月均含沙量明显增加， 沙市一监利河段月均含沙量一般也以增加为主；下 荆江（监利一城陵矶上）河段月均含沙量略有减小； 受洞庭湖“清水”汇流的影响，城陵矶上一螺山河段 月均含沙量明显减小；螺山一汉口河段月均含沙量 数值变化不大。 在宜昌站月均流量为５ ０００ ｍ ／ｓ时，宜昌一沙市 河段水流含沙量以递增为主，而沙市站以下河段月均 含沙量浓度基本变化不大。宜昌站月均流量为１Ｏ ０００，１９ ０００，３２ ０００ ｍ。／ｓ时，宜昌一监利河段月均含 沙量均以递增为主，且在监利站月均含沙量恢复数值 达到最大；监利一城陵矶上河段月均含沙量略有减 小，受洞庭湖“清水”汇流的影响，城陵矶一螺山河段 月均含沙量明显减小；螺山一汉口河段月均含沙量数 值变化不大。宜昌站月均流量为３９ ０００ ｍ ／ｓ时，月 均含沙量恢复至沙市站则达到最大值；沙市一城陵矶 上河段月均含沙量有一定程度减小，受洞庭湖“清水” 汇流的影响，城陵矶一螺山河段月均含沙量也明显减 小；螺山一汉口河段月均含沙量数值变化不大。 根据宜昌站５级流量分别统计分析了三峡工程 运用后２００７—２０１２年期间长江中游各个水文站点 ｄ＜０．１２５ ｍｍ与ｄ＞０．１２５ ｍｍ月均含沙量沿程恢复 情况，见图５和图６。 ０ ｆ） 高技城 沙市 ｌ监利 城陵矾Ｅ螺ｌⅡ 汉口 菖。 。 觑０ 蒙。 墨ｏ ０ ｌ００ ２ｏ０ ３００ ４００ ５００ ６００ ７００ 离，ｋｍ 图５三峡工程运用后长江中游ｄ＜Ｏ．１２５ ｍｍ 月均含沙量沿程恢复变化 图６三峡工程运用后长江中游ｄ＞Ｏ．１２５ ｍｍ 月均含沙量沿程恢复变化 图５表明，宜昌站的月均流量越大，长江中游各 水文站ｄ＜０．１２５ ｍｍ月均含沙量数值同样也越大。 在宜昌站月均流量为５ ０００，１０ ０００，１９ ０００ ｍ ／ｓ时， 至监利站ｄ＜０．１２５ ｍｍ月均含沙量恢复数值达到最 ．２２・ 大，而在宜昌站月均流量为３２ ０００，３９ ０００ ｍ ／ｓ时， 至枝城站ｄ＜０．１２５ ｍｍ月均含沙量恢复数值达到最 大，这种变化规律与清水冲刷下含沙量恢复距离变 化一般性规律有一定相佐，其主要原因估计与大流 量下荆江三口分流分沙较多，进而导致下游河段挟 沙能力明显减弱等因素有关。 在监利一城陵矶上河段，ｄ＜０．１２５ ｍｍ月均含 沙量一般略有减少；而在城陵矶上一螺山河段，受洞 庭湖汇流影响，当宜昌站月均流量为５ ０００和１０ ０００ ｍ ／ｓ时，ｄ＜０．１２５ ｍｍ月均含沙量一般以增大为主。 其主要原因是三峡水库蓄水后长江干流河道在枯水 流量下月均含沙量浓度较低，而长江干流对洞庭湖 出口的顶托作用较弱，洞庭湖出口处水流中ｄ＜ ０．１２５ ｍｍ月均含沙量大于长江干流的相对应泥沙 浓度。宜昌站月均流量为１９ ０００，３２ ０００，３９ ０００ ｍ ／ｓ时，ｄ＜０．１２５ ｍｍ月均含沙量一般以减少为主， 其原因正好与枯水流量下的情况相反。 螺山一汉口河段在中小流量下ｄ＜０．１２５ ｍｍ月 均含沙量略有减小，而在中大流量下月均含沙量略 有增加。 分析图６可知，宜昌站的月均流量越大，长江中 游各水文站ｄ＞０．１２５ １Ｔｉｍ月均含沙量数值一般也越 大。宜昌站月均流量分别为５ ０００，１０ ０００ ｍ ／ｓ时， 在宜昌一城陵矶上河段ｄ＞０．１２５ ｍｍ月均含沙量沿 程恢复，其中在宜昌一枝城河段其恢复的速率较慢， 而在沙市一城陵矶上河段其恢复速率较快，这种变 化主要与不同河段河床组成有密切关系。宜昌站月 均流量分别为１９ ０００，３２ ０００，３９ ０００ Ｉｌｌ ／ｓ时，宜昌 一监利河段ｄ＞０．１２５ Ｉｎｍ月均含沙量沿程恢复，其 中至监利站其恢复达到最大值；同样受不同河段河 床组成的影响，在宜昌一枝城河段其恢复的速率较 慢，而在沙市一城陵矶上河段其恢复速率较快；受荆 江三口在大流量条件下分流较多的影响，宜昌站月 均流量分别为３２ ０００，３９ ０００ １ＴＩ。／ｓ时，ｄ＞０．１２５ ｍｍ 月均含沙量在沙市一监利河段恢复速率有一定程度 减缓；而在监利一城陵矶上河段，在中大月均流量 下，ｄ＞０．１２５ ｍｍ月均含沙量均略有减小。 在城陵矶上一螺山河段，由于洞庭湖汇流入长 江水流中的泥沙一般均是细颗粒，在以上５个流量 级下ｄ＞０．１２５ ｍｍ月均含沙量均明显减小。 螺山一汉口河段在中小流量下ｄ＞０．１２５ ｌｆｌｍ月 均含沙量略有减小，而在中大流量下月均含沙量略 有增加。 郭小虎等三峡水库蓄水后长江中游河床粗化及含沙量恢复特性分析 ５水库蓄水后长江中游含沙量沿程恢复变 下荆江监利一城陵矶上河段河床组成同样以沙 化规律探讨 三峡水库蓄水后，“清水”下泄，水流为达到饱 和挟沙状态，含沙量在长江中游河道沿程恢复，其恢 复的数值不仅与流量大小有关，而且还与河床组成 级配密切相关。一般而言，离三峡大坝越近，河床遭 受冲刷的强度越大，其主要原因是靠近大坝河段的 水流含沙量浓度较低，与其恢复达到饱和后的数值 存在较大差距，在这样的河段极易遭受冲刷下切，由 于沙市河段以上为卵石夹沙型河床，在河床表层的 细颗粒泥沙也容易被“清水”冲刷。从宜昌、枝城、 沙市站月均含沙量浓度变化来看，在以上５个流量 级下，宜昌一沙市河段水流月均含沙量均明显增加， 说明宜昌一枝城、枝城一沙市河段冲刷下切较为严 重。至２００９年１２月，宜昌站床沙中值粒径Ｄ如由蓄 水前的０．１９ ｍｍ变为２３ ｍｍ，枝城站床沙中值粒径 Ｄ铀由２００３年１０月的０．２８ ｍｍ变为２００９年１０月 份的０．３２ ｍｍ。这些均说明三峡水库蓄水后靠近大 坝的河段冲刷严重。三峡及上游梯级水库群已陆续 运用，再加上长江上游区域水土保持工程的实施，三 峡工程下泄泥沙浓度在未来一段时间内不会发生较 大改变。但随着时间推移，近坝段河床粗化程度将 越来越大，床面提供可冲刷的泥沙就越来越少，近坝 河段水流中的含沙量浓度也会越来越小。 沙市以下河段均为沙质型河床，其河床粒径一 般均在０．５ ｍｍ下，其中又以０．１２５—０．２５０ ｍｍ床沙 粒径居多，沙质型河道床沙粒径较细，在清水作用下 这种床沙极易被冲刷。在以上５个流量级下，沙市 一监利河段月均含沙量也以增加为主，其中ｄ＞ ０．１２５ ｍｍ月均含沙量明显增加；至２００９年１２月沙 市站床沙中值粒径Ｄ 。由２００３年１Ｏ月的０．２１５ ｍｍ 变为２００９年１０月份的０．２４６ ｍｍ，监利站床沙中值 粒径Ｄ 。由２００２年１０月的０．１８ ｍｍ变为２００７年１０ 月份的０．２０ ｍｍ，这些均说明三峡水库蓄水后沙市 一监利河段河床逐渐粗化，且河段也以冲刷下切为 主。在三峡水库下泄水流泥沙浓度未发生较大改变 的情况下，随着时间推移，上游近坝段河床粗化程度 越来越高，河床向水流提供可冲刷的泥沙愈来愈少， 进入该河段的水流含沙量浓度也将会越来越低，沙 市一监利河段将会长期处于冲刷下切状态，但随着 河床高程下降，水深增加，预计该河段提供水流的泥 沙也会逐渐减少，在相同流量条件下各个站点含沙 浓度均不会超过现有水平。 质型细颗粒泥沙为主，在以上５个流量级下，ｄ＜ ０．１２５ ｍｍ月均含沙量一般略有减少，在中、大月均 流量下ｄ＞０．１２５ ｍｍ月均含沙量略有减小，在中、小 月均流量下其浓度则递增；监利站床沙中值粒径则 有一定程度粗化，也说明该河段遭受“清水”冲刷， 较之上游河段，冲刷幅度相对较小，主要原因是其离 大坝较远。在三峡水库下泄水流泥沙浓度未发生较 大改变情况下，随着时间推移，上游冲刷重点将逐渐 下移至该河段，预计监利一城陵矶上河段也会遭受 长期冲刷，但随着水深不断增加，该河段提供水流的 泥沙也会逐渐减少，在相同流量条件下各个站点含 沙浓度均不会超过现有水平，且逐渐呈下降趋势。 城陵矶上一螺山河段，由于洞庭湖汇流人长江的 泥沙一般以细颗粒为主，ｄ＞０．１２５ ＩＴｌｌｎ月均含沙量浓 度较低，在以上５个流量级下，受洞庭湖汇流的影响， 长江干流河道ｄ＞０．１２５ ｍｍ月均含沙量均明显减小； 在中枯流量下，由于长江干流对洞庭湖出口的顶托作 用较弱，洞庭湖出口处ｄ＜０．１２５ ｍｍ月均含沙量也大 于长江干流的相对应泥沙浓度，因此长江干流河道ｄ ＜０．１２５ ｍｍ月均含沙量均明显增加，而在中大流量 下，由于长江干流对洞庭湖出口的顶托作用较强，洞 庭湖出口处ｄ＜０．１２５ ｍｌｎ月均含沙量小于长江干流 的相对应泥沙浓度，因此长江干流河道ｄ＜０．１２５ ｍｍ 月均含沙量均略有减小。由于距离较短，该河段泥沙 浓度的变化主要受洞庭湖汇流的影响。随着时间推 移，该河段泥沙浓度变化格局不会发生较大改变，但 随着上游河段不断刷深，泥沙浓度不断降低，预计洞 庭湖汇人长江干流ｄ＜０．１２５ ｍｍ细颗粒浓度的影响 程度会越来越高，但ｄ＞０．１２５ ｍｎ＇ｌ粗颗粒泥沙浓度对 长江干流的影响仍会较小。 螺山一汉口河段离三峡大坝约４３０ ｋｍ，在已有 分析年份内的资料显示，经过上游河段冲刷补给，水 流中ｄ＞０．１２５ ｍｍ含沙量一般达到饱和状态，该河 段河床泥沙组成粒径一般在０．１２５ ｍｍ以上，ｄ＜ ０．１２５ ｍｍ的泥沙较少，河段内冲淤变化幅度不大， 在以上５个流量级下，一般水流月均含沙量变化不 大。在三峡水库下泄水流泥沙浓度未发生较大改变 的情况下，随着时间推移，上游冲刷重点逐渐会下移 至该河段，预计螺山一汉口河段也会遭受长期冲刷， 水深不断增加，河床持续粗化，该河段提供水流的泥 沙也会逐渐减少，在相同流量条件下各站点含沙量 均不会超现有水平，且逐渐呈下降趋势。 ．２３． ２０１７年１１月 水利水电快报ＥＷＲＨＩ 第３８卷第１ｌ期 山至汉口河段也会遭受长期冲刷，水深不断增加，含 ６结论 沙量也会呈下降趋势。 参考文献： ［１］ 钱宁，张仁．河床演变学［Ｍ］．北京：科学出版社， １９８７． 本文根据三峡工程运用以来的实测资料，详细 分析了长江中游河床粗化及月均含沙量恢复特性， 得出以下结论。 （１）三峡工程运用以来，宜昌一枝城河段床沙 粗化明显，经过粗化后河床基本以卵石为主；枝城一 监利河段河床粒径ｄ＜０．１２５ ｍｍ沙量被大幅度冲 刷，粒径０．１２５～０．２５０ ｍｍ之间的沙量也被大量冲 刷，河床粗化也较为明显；而下游监利一螺山河段、 螺山一汉口河段河床有一定程度粗化。 （２）三峡水库蓄水运用后ｄ＜０．１２５ ｍｍ粒径沙 ［２］谢鉴衡．河床演变及整治［Ｍ］．北京：中国水利水电 出版社，２００２． ［３］韩其为．水库淤积［Ｍ］．北京：科学出版社，２００３． ［４］ 尤联元，金德生．水库下游再造床过程的若干问题 ［Ｊ］．地理研究，１９９０，９（４）：３８—４８． ［５］ 李义天，孙昭华，邓金运．论三峡水库下游的河床冲淤 变化［Ｊ］．应用基础与工程科学学报，２００３，１１（３）： ２８３—２９５． 量在长江中游沿程恢复缓慢且恢复程度远小于蓄水 运用前，而ｄ＞０．１２５ ｍｍ粒径沙量在宜昌一监利河 段恢复速率较快，且在监利站附近该粒径含沙量基 ［６］黄悦，黄煜龄．三峡水库下游河床冲刷趋势探讨［Ｊ］． 长江科学院院报，１９９８（３）：７—１０． ［７］ 陈建国，周文浩，袁玉萍．三门峡水库典型运用时段黄 河下游粗细泥沙的输移和调整规律［Ｊ］．泥沙研究， ２００２（２）：１５—２２． 本达到饱和。宜昌一监利河段月平均含沙量恢复达 到最大数值，监利一螺山河段月平均含沙量以减小 为主，而螺山一汉口河段月平均含沙量变化不明显。 （３）在三峡水库下泄水流泥沙浓度未发生较大 改变的情况下，宜昌一城陵矶上河段会遭受长期冲 ［８］ 卢金友．荆江三口分流分沙变化规律研究［Ｊ］．泥沙研 究，１９９６（４）：５４—６１． ［９］陈飞，李义天，唐金武，等．水库下游分组沙冲淤特性 分析［Ｊ］．水力发电学报，２０１０，９（１）：１６４—１７０． ［１０］郭小虎，李义天，渠庚，等．三峡工程蓄水后长江中游 泥沙输移规律分析［Ｊ］．泥沙研究，２０１４（５）：１１—１７． ［１１］沈磊，姚仕明，卢金友．三峡水库下游河道水沙输移特 性研究［Ｊ］．长江科学院院报，２０１１，２８（５）：７５—８２． （编辑：朱晓红） 刷，冲刷的重点会逐渐下移，水深不断增加，该河段 提供水流的泥沙也会逐渐减少，在相同流量条件下 各个站点含沙量均不会超过现有水平，且逐渐呈下 降趋势；洞庭湖汇入长江干流河段，对城陵矶上一螺 山河段泥沙浓度变化格局不会产生较大改变；随着 上游冲刷重点逐渐下移至螺山一汉口河段，预计螺 （上接第１８页） 崩岸险隋提早预警预报，以便提前采取应急处置措 施，保障防洪安全，维护河势稳定。 （４）加强崩岸治理技术研究，强化基础观测和 评估。继续开展长江上游控制性水库联合运用后长 江中下游河道演变影响研究工作，进行长期动态跟 （５）加快推进崩岸系统治理工程实施，确保防 洪和蓄水安全。加快实施三峡工程后续工作规划中 的河势及岸坡影响处理工程，及早完成规划建设任 务。对已列入１７２项重大水利工程中的安徽、江西 和江苏境内长江南京／ｋ￣ｔ＇Ｎ左汉综合整治工程、长 江镇扬河段河道整治三期工程、江苏省长江崩岸应 踪，及时掌握长江中下游干流河道冲淤变化和演变 特点，预测变化趋势，为河势控制和河道治理提供强 急整治工程、铜陵河段综合整治工程等河势控制和 河道整治项目，需加快前期工作进度，促进项目早日 开工建设。 （编辑：黄艳艳） 有力的技术支撑。根据边界条件变化和观测资料积 累，不断完善治理措施。进一步加强河道动态观测， 做好崩岸治理和河势控制工程实施效果的评估。 ・２４・