三峡工程建成后直到达到水库冲淤平衡这一时期,由于下泄泥沙减少,将减少长江中下游的泥沙来量,造成对坝下长江河床的冲刷,从而对中下游地区的生态环境产生一定的影响。
(一)对下游河道冲刷的影响与特点
三峡工程建成后,由于水库调节,将改变进入长江中下游河道的水沙条件,在相当长的时间内,中下游河道水流挟沙能力将处于非饱和状态,河床将发生沿程冲刷。据有关单位的初步分析研究成果:冲刷的距离很长,可能影响坝下1100km处的大通河段。河道冲刷有以下的主要特点:
(1)河床冲刷自上游河段向下游河段发展。冲刷河段均经历冲刷、平衡、回淤三个阶段。三峡枢纽运行30年,冲刷发展到武汉;运行40年,发展到九江;运行90年,发展到大通。城陵矶以上河段运行50年后,开始回淤;武汉以上河段运行60年后,开始回淤。开始回淤后,累计冲刷量逐年减小。
(2)河床冲刷距离长,冲刷深度与河床组成关系密切,一般冲刷深度不大。宜昌至大布街河段河床为卵、砾石夹砂组成,平均冲刷深度为2~3m,枢纽运行10年即已完成,以后运行至百年,由于水库无卵、砾石下泄,冲刷深度变化不大。大布街至石首河段河床为中细砂组成,卵石层顶板较高,平均冲深4~5m。石首至城陵矶下荆江河段河床为中、细砂组成,卵石层深埋床面以下,枢纽运行50年,平均冲刷深度达4~6.5m。武汉至九江河段枢纽运行40年后,开始冲刷,最大冲刷深度为0.6~0.7m。九江至大通河段枢纽运行90年后,开始冲刷,最大冲刷深度约0.4m。
(3)枯水期水位降低多,洪水期水位降低小。流量5000~7000m3/s时,宜昌站与1973年资料比较,降低1.64~2.15m;沙市以下各站与1981年资料比较,沙市、新厂站降低3.0~4.3m;监利站降低2.9~5.8m,螺山站降低2.0~2.5m,汉口站降低0.8~1.1m。洪水期水位降低值比枯水期小。
(二)河床冲刷对局部河段通航的影响
三峡枢纽下游宜昌至武汉河段现有19处主要浅滩。其中,宜昌至枝江3处,系卵石夹砂浅滩;上荆江5处,下荆江6处,螺山到武汉5处,均系沙质浅滩。三峡枢纽运用后,由于坝下游河道发生沿程冲刷,河势将发生不同程度的变化。枯水期由于流量增大而相对稳定,有利于浅滩航槽的改善,但也可能出现局部浅滩恶化或出现新的碍航浅滩。
长江中游浅滩出浅时间大多在12月至次年2月,天然情况下枯水期流量仅2700~4000m3/s。三峡建坝后,枯期下泄日平均流量可达5000m3/s以上,对增加浅滩水深有利;河道冲刷下切,下游河道河势将逐步朝稳定的方向发展,支汊的发展可能受到限制,有的浅滩可能消失,有的浅滩可能有所削弱,但有些浅滩可能会出现碍航。如芦家河以上系卵石夹沙河床,建坝后河床冲刷相对较少,其下逐渐过渡到沙质河床,冲刷深度将较大,河床冲刷以后,水面落差有向芦家河浅滩集中的可能,从而使局部比降加大,流速增加,芦家河浅滩的航行条件有可能恶化。对于长顺直段的浅滩,在三峡枢纽运用后,可能因局部河势的调整而发生变化,在调整过程中可能出现碍航情况,如太平口、马家嘴、周公堤、天星洲、姚圻垴和铁铺浅滩等。因此,三峡建坝后,要加强浅滩河段观测,以便及时采取措施,保证航运要求。(www.xing528.com)
此外,在三峡枢纽运行初期,由于葛洲坝枢纽下游河床冲刷下切,宜昌站枯水期水位下降1.5~2.0m,若枯水期下泄流量达不到5000m3/s时,将影响葛洲坝枢纽三江船闸通航。需研究采取必要的措施确保航运畅通。
(三)河床冲刷对荆江河势和防洪的影响
荆江是长江中下游防洪形势最为险要的江段。经过多年整治,河势已得到了有效的控制。在临江堤段,已修建了大量护岸工程,重点险工段还有护底工程。
根据三峡水库运行调度特点,并参照汉江丹江口水库下游河段变化预测,三峡枢纽运用后,坝下游荆江河段河道整体河势将不至于发生大的变化,河道将逐步趋向稳定,但局部河势可能发生调整,险工段位置可能变动,需加强观测和守护。
上荆江河段河床由中细沙组成,卵石层顶板较高,并在局部地点出露。两岸护岸工程的冲刷坑部分已在卵石层顶板以下,历年河势比较稳定。三峡枢纽运用后,河床冲深,床沙粗化,局部河段如太平口、马家嘴、新厂等长顺直段,三八滩、突起洲分汊河段将发生河势调整。护岸工程的基础受到淘刷,对护岸工程稳定可能产生一定影响。三峡建坝后要加强监测,视河道变化和发展趋势,适时地加以控制。
下荆江河段河床为中、细沙组成,卵石层深埋床面以下。金鱼沟至荆江门河段河势已得到初步控制;但上游石首河段和下游熊家洲至城陵矶河段未加控制。三峡枢纽运用后,河床冲深,流量增大,尚未控制的河段河势变化将较大,需视河床冲刷后河势变化的具体情况,适时地控制住有利河势;已初步控制的河段,因河床冲刷,基脚淘刷,可能影响护岸工程的稳定,需加强观测,及时加固。
河床冲刷将引起下荆江河床下切,洪水位降低,有利于防洪。但洪水位降低同时,将使松滋、太平、藕池三口分入洞庭湖的流量减少,增加进入城陵矶以下的洪量,对江湖蓄洪关系有一定改变,需加强观测,并根据新的情况研究采取必要的措施。
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