葛洲坝工程与三峡工程蓄水前期

1970年12月30日葛洲坝水利枢纽工程正式开始建设。整个工程分为两期，第一期工程于1981年完工，实现了大江截流、蓄水、通航和二江电站第一台机组发电；第二期工程于1982年开始，1988年底整个葛洲坝水利枢纽工程建成。三峡工程于2003年6月开始下闸蓄水。将葛洲坝工程建设期至三峡工程蓄水前期间分一期工程（1971—1981年）、二期工程（1982—1988年）和三峡工程蓄水前葛洲坝工程运行期（1989—2003年）三个阶段，对葛洲坝下游河床地形演变过程进行分析。

1.一期工程期（1970—1981年）

从1970年12月葛洲坝工程开始建设至1981年1月大江截流为一期工程期。在此期间，二江、三江修建围堰不过流，汛期长江水流原本由三条江过流变为全部由大江导流通过，同时由于二江围堰限制了大江过流断面面积，汛期大江过流量增加导致流速相应增大，大江坝址附近江段河床形成冲刷。比较大江截流前一年（1980年6月，图7-6）和葛洲坝建设前一年（1970年11月）河床地形结构可看出：大江笔架山以上河段（二江围堰段）的主槽有所展宽，30m以下等高线范围向左右两岸方向扩大。笔架山（距坝址2km）至十里红弯道河段偏右岸的主槽30m等高线以下范围向上和向左岸扩张，原顺河道中心的30m等高线向左岸后退，由25m等高程线代替出现在河道中心。而二江围堰下游附近（原二江口一带）35m以上等高线范围有所扩大，回流区有所淤积。

图7-6　1980年6月葛洲坝下游河床地形图

图7-7　1981年5月、12月葛洲坝下游河床地形图

1981年1月葛洲坝大江截流后，大江断流，绝大部分水流从二江泄水闸和二江电厂通过。大江截流当年7月，二江通过了近72000m3/s的洪水，在二江泄水闸和二江电厂尾水渠冲刷形成较平坦的急流浅滩，通过二江的强大水流在斜穿一支笔浅滩时，流速7m/s左右，使一支笔卵石滩发生强烈冲刷而变为深槽，滩体不复存在，原滩体最高高程为45m冲刷后最低点高程降至21.2m，槽深达10m。水流逼近笔架山后，流速亦在4m/s以上，使笔架山附近河床发生了强烈的冲刷，原笔架山河床冲刷加深，最深点由17.5m降至0.9m，普遍冲深10m以上。而从一支笔深潭冲出的大部分卵石则由于环流效应而淤积在西坝长航船厂近岸水域一带，形成西坝边滩，滩上高程由原来的33m上升到38m，西坝边滩部分向江中横向延伸并在两深槽形成狭长脊梁。另一方面，由于大江围堰以下的大片水域为回流区，产生淤积，形成紫阳河边浚，滩面高程最高达45.76m。上述变化可以从图7-7中1981年5月和1981年12月所测水下地形图比较看出。

2.二期工程期（1982—1988年）

二期工程于1982年开始全面施工，1985年二江隔流堤建成，1986年以后大江电厂机组陆续投入运行，1988年船闸及大江航道进行实船试航成功。1988年12月最后1台机组并网发电，整个工程建成。

图7-8为1982—1988年葛洲坝下游历年河床地形图，从图中可看出：

（1）结合图7-9一支笔和笔架山两处高程历年变化过程曲线，1982—1984年，一支笔深潭范围仍继续缓慢发展，但最深点基本维持在23m左右。1984年二江磷肥厂抛石护岸成功，1985年二江隔流堤建成，使西坝岸线更加凸出，二江河槽进一步缩窄，水流更加集中，更加剧了一支笔深潭的冲刷，范围进一步扩大，最深点高程陡降至-2m左右，1988年以后枢纽进入正常运转，由于主流仍走二江，因此一支笔深潭维持稳定，在以后二十多年一直未有显著变化，形成二江深槽。由于二江深槽的逐渐加深扩大，使笔架山的水流流速逐年减弱，而从二江深槽冲走的砂卵石则有一小部分带到这里淤积起来，笔架山深槽从1982年开始缓慢回淤，当年汛后最深点高程已升至3.7m，1984年汛后升至11.7m。1985年二江隔流堤建成，改变了二江水流直冲笔架山的流向，使二江水流与大江水流的交汇点下延，因此，1985年汛后笔架山深槽陡升至27.5m，恢复为大江主河槽，一直保持到至今。

图7-8　1982—1988年葛洲坝下游历年河床地形图

图7-9　一支笔和笔架山两处高程历年变化过程曲线图(www.xing528.com)

（2）1986年以后，大江机组自左至右陆续投运，大江电厂尾水渠下游附近冲刷至30m高程左右，被推移的卵石被推移至二江隔流堤末端形成横向陡坎。

（3）1988年7—10月，大江冲沙闸过流试运行，使大江航道得到很好的冲刷，航道刷深了2～10m，河床普遍下降到34m以下高程。但由于大江电厂尾水受二江水流的顶托挤压、剪切作用，使电厂左侧水流出流不畅，形成了大江电站尾水的淤积江心滩，江心滩为纵向狭长型浅滩，40m以上等高线范围长约880m，宽约160m，上缘距坝轴线1660m，顶部高程43.2m。

（4）紫阳河边滩1982—1986年，紫阳河边滩的形状变化不大，滩面最高高程维持在42～46m左右。1986年开始由大江电厂出流逐渐冲刷后退，至1987年11月份，边滩后退400m，1988年大江航道试运行后，紫阳河边滩不复存在。

（5）三江通航和冲刷过流量则随这一时期的不同年份有所不同的规定，但流量较小对镇川门以上的近坝河段影响甚微。

3.三峡工程蓄水前葛洲坝工程运行期（1989—2003年）

葛洲坝工程建成完工后，由于主流仍走二江，二江主泓变化不大。但由于大江已开始过流，特别是大江冲沙闸运用后，在长江流量35000m3/s以上时，大江过流15000m～20000m3/s，加上发电流量，大江过流达50%左右，因此大江亦形成一条主泓，与二江主泓于坝下2.5km处交汇后形成一条主泓直下宜昌。1989年枯季大江电厂全部投入运行，1990年汛期底孔的开启，有利于江心滩的冲刷，使江心滩稍有缩小（见图7-10）。

图7-10　1989年、1990年葛洲坝下游河床地形图