三峡水库泥沙淤积预测方法探讨

在三峡工程可行性研究阶段，长江科学院利用上述水库一维悬移质不平衡输沙数学模型（HELIU—1）对库区泥沙淤积进行了几十种不同蓄水位方案的计算分析［24］，中国水利水电科学研究院利用非均匀沙不平衡输沙数学模型（MI—NENUS）同时进行了计算分析［28］。本节主要综述长江科学院提出的150—135—130（正常蓄水位—防洪限制水位—枯水期消落低水位，单位为m，下同）、160—135—145、170—140—150、175—145—155及180—150—160等方案的库区泥沙淤积计算成果，分析水库运用过程中泥沙冲淤变化特点、淤积对有效库容和洪水位的影响，以及三峡水库上游干支流建库对三峡水库淤积的影响。

（一）计算条件

1.计算河段

计算河段，包括长江干流、嘉陵江及乌江主要支流。长江干流自合江至三斗坪坝址，全长780km。嘉陵江自合川至入汇口，长93km。乌江自武隆至入汇口，长69km。

2.水文典型年系列

三峡水库进口水沙资料，为长江干流寸滩站、嘉陵江北碚站、乌江武隆站的水沙资料。根据寸滩站30多年水沙资料分析，选择了1961～1970年共10年的自然系列为典型年系列。该典型年系列的平均值，寸滩加武隆站的年径流量为4202亿m3；年输沙量为5.1亿t；含沙量为1.21kg/m3。与多年平均值（年径流量为4001亿m3，年输沙量为4.98亿t，含沙量为1.24kg/m3）相近，见表3-47。典型年系列包括大水大沙、中水中沙及小水少沙等典型年情况，系列年平均的水沙年内分配与多年平均值基本一致。

表3-47　典型系列年水沙的特征值

3.水库运用方式

三峡水库的调度运用原则遵循长期使用及综合利用的原则，汛期（6～9月份）库水位维持在防洪限制水位，腾空库容，以备防洪需要，同时进行排沙；汛后入库沙量及水量减少，水库采用高水位运行，以求较大的发电和航运效益；汛前（1～4月份）的枯水期，为满足航运要求，库水位维持在枯水期消落低水位以上，保证航运畅通，同时水库泄水以满足发电出力和下游航运的要求。

4.糙率确定方法

在水库淤积过程中，糙率的确定是按不同的河段采用不同的方法处理。峡谷段（万县以下）较窄，采用H·A·爱因斯坦的阻力叠加法［23］；万县以上河谷较宽，一般情况下不宜用阻力叠加法，采用淤积面积插值法推求淤积过程中的糙率。各段天然糙率用各站水位与流量关系反求。各段的天然糙率值，列于表3-48。淤积平衡后的糙率采用上荆江汛期平均流量时的糙率值0.023，峡谷段用0.035。

表3-48　水库各段的综合糙率n值

（1）H·A·爱因斯坦的阻力叠加法。

式中：n、nw、nb分别代表综合糙率、河岸及河床糙率；P、Pw、Pb分别代表断面总湿周、河岸及河床湿周。其中河床糙率由考虑沙波因素的下列各式计算^[17]。

当＜1时为卵石河床：

当1.7＜＜15.0时为细沙河床（0.05mm＜d50＜0.31mm）：

当0.8＜＜1.7时：

当1＜＜3.0时为粗沙河床（0.43mm＜d50＜2.1mm）：

式中：y为指数，其值采用为1/6；v为断面平均流速；v0为床沙起动流速，按沙莫夫公式［26］，v0=4.6d13H1/6，其中H为断面平均水深，d为床沙粒径。

nw用天然水位-流量关系反求，并以流量3万～6万m3/s间的nw值为代替整个断面的nw值。

（2）淤积面积插值法。当平衡面积Ak及平衡糙率nk能较好确定的情况下，利用淤积过程中的淤积面积At与Ak之比，在天然糙率n0与nk之间插值，求得淤积过程中的糙率nt。

（二）水库淤积的过程及淤积的特点

1.水库蓄水位与库区淤积量的关系

影响库区淤积量的主要因素是防洪限制水位（H2），其次是正常蓄水位（H1）和枯水期消落低水位（H3）。防洪限制水位作为水库新的侵蚀基面，侵蚀基面越高，整个库区的河床高程抬高越多，库区淤积量越多。正常蓄水位越高，汛后水位抬高越多，滩面淤积量越大。枯水期消落低水位越高，库区降水冲刷的能力越弱。为表达库区淤积量与上述3种水位的关系，引入代表水位Hd，并根据相应3种水位时段的沙量权重确定关系式中的系数，得出下式：

Hd=0.08H1+0.89H2+0.03H3

图3-73表示三峡水库各方案的代表水位与淤积量的关系，从图中可看出，同一调度方案下，代表水位与淤积量有较好的关系，即代表水位愈高，淤积量愈大。

2.水库的淤积过程及淤积量

水库蓄水初期，水面坡降平缓，流速小，库容大，特别是死库容大，水库淤积速率大，水库运行头10年，各方案的拦沙率都在70%左右，运行30年内各方案的淤积量为75亿～90亿m3（表3-49），随代表水位的增高而增大，见图3-73。随着淤积量的增多，库区新的河床逐步形成。运行50年后淤积速率逐步变缓，变缓的速度随方案的不同而异，见图3-74。一般的规律是代表水位愈高，淤积速率愈慢。随着水库运用年限的增加，库区河槽坡降变化，逐渐与来水来沙相适应，年内与年际间出现冲淤交替状态，直至河槽达到冲淤平衡。175m—145m—155m分期蓄水方案约在水库运行80年可达初步冲淤平衡。该方案在运行100年末的淤积量约为170亿m3。

图3-73　代表水位-库区淤积量的关系

1—150-135-130m；2—160-135-145m；3—170-140-150m；4—180-145-165m；5—180-150-160m；6—160-158-160m；7—160-140-140m；8—172-142-155m（分期，控制蓄水）；9—170-145-160m（推迟蓄水）；10—175-145-155m（分期蓄水）；11—180-145-165m（控制蓄水）；12—180-150-160m（分期蓄水）

图3-74　水库淤积的过程

3.水库的长期保留库容

三峡水库在长期运用过程中，泥沙绝大部分集中淤积在常年回水区的死库容内，仅库尾段及滩地上有少部分累积性淤积，使有效库容有所损失，但损失较小，如表3-49示。表中列出了不同方案的保留库容。水库运用50年末，各方案防洪库容可保留90%左右。调节库容，除正常蓄水位150m方案外，其他方案均能保留95%以上。水库运用100年末，各方案防洪库容能保留85%左右；调节库容能保留90%以上。可见三峡水库各方案经过长期运用后仍能保留大部分有效库容供长期使用。

表3-49　三峡水库的数学模型计算成果总表（部分方案）

注　175m—145m—155m方案为分期蓄水方案；初期10年按156m—135m—140m方案运行，之后按175m—145m—155m方案运行。

图3-75　库区各段淤积的过程（一）

图3-75　库区各段淤积的过程（二）

（三）水库淤积基本平衡后库区河床冲淤的变化规律

水库淤积基本平衡后，库区河床冲淤变化规律主要和坝前水位、入库水沙变化过程及库区形态有关。当坝前水位一定，影响库区冲淤变化的主要因素是入库水沙变化过程。汛期由于流量及含沙量变幅大，使得库区冲淤变化强烈。图3-75为淤积平衡后不同来水来沙年份的库区冲淤变化过程，从图中可以看出，库区淤积平衡后冲淤变化有以下5个特点。

1.库区的“涨水淤积、落水冲刷”

就整个库区河床的冲淤而言，年内呈现出“涨水淤积、落水冲刷”的规律。三峡水库是河道型水库，库区上游段较宽，下游段较窄，宽窄相间。天然状态下，涨水时峡谷段水流不畅，形成卡口。卡口上游水位壅高，坡降变缓，泥沙落淤。落水期峡谷壅水作用消除，坡降增大，卡口上游落淤的泥沙发生冲刷，即“涨淤落冲”。建库后，水库水位壅高，但峡谷段的河宽仍然很小，仅300～500m，卡口壅水作用未消除，卡口以上仍然存在着“涨淤落冲”的现象，导致整个库区呈“涨淤落冲”的规律。

2.汛期随流量增加库区产生的淤积

汛期随着流量的增加（即涨水），库区一般发生淤积。若整个汛期洪峰流量很小，含沙量相对又偏高，库区淤积则较严重。如1967年和1969年型水沙过程（相应水库运用第87年、第89年）库区的冲淤变化。

3.汛期随流量下落库区产生的冲刷

汛期洪峰流量下落时，库区一般产生冲刷，洪峰流量越大，洪峰流量下落时，库区冲刷量越大。如1961年、1962年、1968年型（相应为水库运用第81年、第82年、第88年）几个大的洪峰下落过程中，库区1次可冲刷0.6亿m3及0.7亿m3的泥沙。汛期洪峰出现的时间不同，对库区冲淤影响也较大，若洪峰出现在汛末且峰高量大，则库区冲刷就比较多，如1962年型汛末库区泥沙冲刷量近0.4亿m3。

4.汛末来水来沙较大时库区产生的淤积

若汛末库区来水来沙较大时，水库开始蓄水，汛后冲刷不能充分发展，库区则产生明显淤积。

5.年际间库区冲淤变化依来水来沙的不同而异

当来水量不大，而洪峰流量又在4万m3/s以下的年份，则库区产生明显淤积。如1967年及1969年型来水来沙过程，库区一直处于淤积状态。当来水量大，洪峰高，来沙量又不大的年份，库区冲刷则较多，如1961年及1962年型。有些年份年内可达到冲淤平衡。库区在各种类型来水来沙过程的综合作用下，通过年内和年际冲淤变化的调整，使库区河床冲淤变化处于动态平衡。

（四）水库排沙比的变化

排沙比是指一定时期内水库出库沙量与入库沙量之比，是水库拦截泥沙程度的指标之一。排沙比大，水库拦截泥沙的能力低；排沙比小，水库拦截泥沙的能力强。表3-50为三峡水库部分方案不同时期的排沙比。三峡水库蓄水初期的排沙比约为30%，其后逐渐增大，排沙比增至85%以上时，水库河槽达到初步平衡状态。175m—145m—155m方案约在水库运用80年后河槽达到初步平衡状态。排沙比与代表水位也有较好的关系，见图3-76。

表3-50　三峡水库各方案排沙比的计算成果　单位：%

注　175m—145m—155m方案为分期蓄水方案。

图3-76　代表水位与排沙比的关系

1—150m-135m-130m；2—160m-135m-145m；3—170m-140m-150m；4—180m-145m-165m；5—180m-150m-160m；6—180m-158m-160m；7—160m-140m-140m；8—172m-140m-150m（分期，控制蓄水）；9—170m-145m-160m（推迟蓄水）；10—175m-145m-155m（分期蓄水）；11—180m-145m-165m（控制蓄水）；12—180m-150m-160m（分期蓄水）

（五）水库变动回水区泥沙冲淤的特点

变动回水区在汛期脱离水库的回水影响，仍保留天然河道特性，而蓄水期及枯水期受水库回水影响。天然情况下，汛期泥沙因缓流、回流、局部淤积，淤沙在汛后10～11月即可冲刷完毕。但建库后，10月份蓄水，11月份维持高水位运用，河床淤积物就不易被冲走。变动回水区的上段，因受水库回水影响较迟，在汛末冲刷较多；变动回水区的中、下段，冲刷时间将推迟到次年水位下降期，甚至第一次涨水期，因为此时坝前水位低，流量大时极易发生冲刷。但部分河段仍将残留部分淤积物，从而出现累积性淤积。随着水库运用时间的增加，库区淤积量的增加，河床不断的抬高，变动回水区的淤积量有所增加。由于三峡水库防洪限制水位较低，淤积增加的速度与淤积末端上延均受到控制。

（六）库区淤积的纵断面

三峡水库壅水高度达70～100m，汛期水位变幅小，水库库容与年沙量之比较大，库区为河道型水库，上段河谷较宽阔，下段为河谷狭窄的“三峡”河段，汛期峡谷有阻水作用，水库的淤积形态近似三角洲。计算成果表明，175m—145m—155m分期蓄水方案水库运用20年末，三角洲顶点大约在云阳至万县之间（距坝230～288km），淤积末端在木洞附近（距坝570km），其后三角洲顶坡平行淤高，但淤积速度慢，同时淤积向上游延伸，延伸速度与淤积量均不大，但淤积向坝前推进的速度却非常快。水库运用50年末三角洲顶点推进到巫山附近（距坝125km），80年末库区淤积初步达到平衡，三角洲淤积体推进到坝前；淤积末端上延至距坝616km。淤积平衡后洲面坡降为0.7‱左右，为库区天然河道比降的35%。由于三峡库区为山区性河道，边界条件所限，冲淤不能自由发展，比枢纽下游属冲积平原河道的上荆江段坡降0.5‱稍大，见图3-77。

图3-77　三峡水库的纵断面

（七）水库淤积的末端(www.xing528.com)

三峡水库为河道型水库，天然河道坡降大，水流挟沙能力有富余，且坝前水位变化较大，对减缓淤积末端上延比较有利。

根据三峡水库175m蓄水位方案淤积计算，三峡水库淤积末端在回水末端以下，处于冲淤变化大的变动回水区上段。淤积末端在年内或年际间不断变化，淤积时上延，冲刷时又下移。汛期坝前水位降低时，变动回水区河段处于天然冲淤状态，汛末蓄水后，又成为水库的一部分。由于河段宽窄不一，淤积沿河床呈不连续状态，因此，淤积末端的位置不易确定。采用当库区尾端某个断面以上的淤积量占干流库区相应淤积量的0.5%以下时，该断面则定为淤积末端。按此标准，三峡水库运用20年末淤积末端在洛碛附近，距坝550km，处于变动回水区。由于汛期该河段处于天然状态，其冲淤变化特点为汛期淤积、汛后冲刷，但水库10月份蓄水，变动回水区受回水影响，淤积物不能被完全冲走，出现少量累积性淤积。水库运用100年末淤积已处于平衡状态，淤积末端上延到葛家岩，距坝616km，与距坝660km的正常蓄水位与天然河床平交点相距仍较远（图3-77）。

变动回水区泥沙模型试验结果表明［29］，水库运用100年末，悬移质和推移质泥沙淤积的末端可达平交点附近，但淤积量较小。

以上说明水库泥沙淤积数学模型计算与实体模型试验结果，三峡水库淤积末端均未出现“翘尾巴”现象。这与三峡水库的运行方式及库区地形条件有密切关系，三峡水库为河道型水库，又采用“蓄清排浑”的运行方式，汛期降低水位，利用汛期水量大、沙量集中的特点行洪排沙，汛后沙少蓄水运用，对于减少变动回水区泥沙淤积和控制淤积上延非常有利。

（八）水库的回水末端及洪水位

按最高蓄水位与原河床平交点作为最远的回水末端分析，三峡水库正常蓄水位175m时最远回水末端在距坝660m左右，即在江津附近。调洪及洪水回水计算结果表明，库区淤积前各洪水频率的回水末端分别为：当频率为20%洪水（坝前水位为147.2m，寸滩流量61400m3/s）时回水末端距坝574km的大唐坝附近；当频率为5%洪水（坝前水位为154.6m，寸滩流量75300m3/s）时，回水末端距坝580km的弹子田附近；频率为1%洪水（坝前水位为161.7m，寸滩流量88700m3/s）时，回水末端距坝594km的生基塘附近。以上说明三峡水库淤积前各频率洪水的回水末端均在重庆以下。水库蓄水后，由于库区泥沙淤积发展，使库区回水位不断抬高及回水末端不断向上游延伸。水库运用20年末各频率洪水的回水末端上延到距坝约677km的李家湾附近。水库运用100年末库区淤积已基本平衡，各频率洪水的回水末端延伸至距坝约756km的九层岩附近。

影响库区洪水位的因素比较多，但主要因素为坝前水位、洪峰流量、库区河道特性、库区泥沙淤积等因素。当坝前水位、洪峰流量及库区河道特性一定时，库区泥沙淤积则是影响洪水位的主要因素。库区泥沙淤积量的多少、淤积分布对洪水位影响明显。三峡水库175m蓄水位方案不同运用年限库区沿程洪水位抬高情况列于表3-51。从表中可以看出，三峡水库淤积后，洪水位较淤积前明显抬高，且随着运用年限增加，淤积量的增大，水位不断抬高。如重庆市主城区（朝天门）水位，水库运用30年及100年，频率1%洪水的水位分别为195.94m和199.09m，较淤积前分别抬高1.64m和4.79m。由于涪陵至长寿段位于常年回水区上端，受坝前回水影响小，而泥沙淤积对水位影响则较明显，因此淤积后此段水位抬高较其他河段多。表中淤积后洪水位抬高值，未考虑三峡水库上游干支流新建水库拦沙及调蓄洪水的作用，若考虑以上情况，淤积后洪水位抬高值将会降低。

表3-51　三峡水库175m蓄水位方案运用100年后的水位抬高值　单位：m

（九）三峡水库上游建库对三峡水库淤积的影响

在三峡工程可行性研究阶段，对于三峡水库的泥沙淤积问题，均是在不考虑上游干支流新建水库和水土保持工程的拦沙作用条件下进行研究的，即考虑的是较不利情况。初步设计阶段，研究了上游建库的拦沙作用。根据长江流域综合利用规划，在今后的40～50年内，长江上游干支流将兴建一批大型水利枢纽工程。其中有的工程控制的集水面积大，形成的水库库容大，有的还控制了上游主要产沙区，这些工程的建成将起到不同程度的拦沙作用。为此，参照长江流域综合利用规划推荐的近期工程，将其中控制作用较大的10座水库拟订了3种不同的建设序列和投入运行的时间，分别计算了3个方案对三峡水库泥沙淤积的影响。计算方案中包括已建成的5座大水库，即乌江渡、碧口二滩、东风和宝珠寺水库。3种建库方案及建成的时间见表3-52。15个水库的总库容约577亿m3，有效库容约302亿m3，见表3-53。根据初步计算的成果，这些水库部分或全部建成后，将对减缓三峡水库泥沙淤积，特别是对减缓变动回水区的淤积，起到良好的作用。

1.上游建库的拦沙作用

考虑到拟建各水库的设计阶段不一，资料情况各异，为了协调各种不同的情况，采用同一方法进行估算，即用平衡坡降法分水库依建成年代逐个水库计算每10年平均拦沙率。

以三峡水库进库站（朱沱、北碚、武隆）的分布，将上游水库分为3个大区进行拦沙计算。以朱沱以上地区为金沙江区，包括金沙江、岷江和雅砻江；北碚以上地区为嘉陵江区；武隆以上地区为乌江区。

表3-52　长江上游主要水库的建设程序

表3-53　各水库的特征水位及库容

各时期各区的拦沙率与水库所在水系、库容大小、投入运行时间及对重点产沙区的控制程度有关。上游水库距三峡水库入库站愈远，拦沙效果（对三峡水库入库站而言，下同）愈差，反之则较好；库容大则拦沙效果较好，反之则较差；对重点产沙区控制程度愈大，拦沙效果愈好；一般而言，同时期投入运行的水库多，库容大，拦沙效果较好，反之则较差。

亭子口水库控制了嘉陵江的主要产沙区，向家坝水库与溪洛渡水库控制了金沙江主要产沙区，三座水库的建成将对三峡水库起较大的拦沙作用。上游水库各方案拦沙估算成果列于表3-54。

表3-54　各方案各时期的拦沙率

注　1.表中数字为每10年平均值，其值对三峡水库各入库的输沙量而言，如金沙江的0.177是指上游水库拦沙占朱沱站的输沙量的17.7%；
2.表中年限“10”年为2004～2013年，以下类推；
3.金沙江区包括金沙江、岷江、雅砻江。

2.上游建库对三峡水库淤积的影响

三峡水库运用方案为2004年首批机组开始发电，至2013年按156m—135m—140m方案运行（作为第1个10年），2014年以后按175m—145m—155m方案运行。为便于比较，除考虑上游建库外，其余条件与不考虑上游建库的方案相同。以下主要分析上游建库对三峡水库淤积量、淤积分布及对重庆市主城区河段洪水位的影响3个方面。

（1）对三峡水库淤积量的影响。三峡水库运行30年末，长江干流库区淤积量，上游不建库方案为85.74亿m3，上游建库方案1为32.99亿m3，方案2为58.43亿m3，方案3为48.67亿m3（表3-55）。可见上游建库均在不同程度的延缓三峡水库泥沙淤积过程。方案2由于上游建库数量少，且金沙江干流未建大型水库，因而综合拦沙作用较小，三峡库区淤积量仅减少约32%。方案3前20年金沙江未建大型水库，到第3个10年向家坝水库建成后才起到较大的拦沙作用，三峡库区淤积量减少43%。方案1前30年15个水库都建成运用，拦沙作用显著，三峡库区淤积量减少了61.5%。

图3-78　三峡库区淤积的过程（上游建库方案）

当三峡水库运行100年末，长江干流库区淤积量分别是，上游不建库方案为166.56亿m3，上游建库方案1为108.08亿m3，方案2为142.73亿m3，方案3为106.95亿m3（图3-78）。方案2约相当于不建库方案60年末的淤积量，方案1与方案3相当于不建库方案40年末的淤积量。方案1与方案3淤积量很接近，主要是建成运用的水库数量相同，不同的只是建成时间有差异；方案1集中在前30年建成运用，方案3分布在40年中逐步建成，而且金沙江的向家坝、溪洛渡水库建成较晚，故方案3前期减淤量少，后期减淤量较多，两方案总减淤量比较接近。

（2）对三峡库区淤积分布的影响。上游建库后拦截了部分泥沙，特别是粗颗粒泥沙被拦截，进入三峡库区的含沙量减少，大量泥沙被带到常年回水区中下段，淤积在死库容内，而水库变动回水区的淤积较少。表3-55列出了各方案的淤积分布。

表3-55　三峡库区的泥沙淤积量及其分布　单位：亿m3

重庆市主城区以上河段淤积量，3个上游建库方案都很小。重庆市主城区至长寿段，当三峡水库运行20年后，不建库方案淤积量为0.453亿m3，上游建库方案1～3分别为0.03亿m3、0.102亿m3、0.104亿m3；当三峡水库运行100年后，不建库方案淤积量为4.637亿m3，上游建库方案1～3分别为0.591亿m3、2.379亿m3、0.592亿m3。三峡水库运行初期，各方案上游水库拦沙作用都较大，因而重庆以上河段淤积量较小。三峡水库运用远期，对于方案2，70年后嘉陵江的水库拦沙作用显著减少，因而远期淤积量增加较快；方案1与方案3，不但嘉陵江的水库起拦沙作用，而且金沙江的水库拦沙作用更大，持续时间也长，故重庆市主城区以上河段淤积量增加较慢。

长寿至涪陵段的淤积量，在三峡水库运用100年内，考虑上游建库方案远小于上游不建库方案。方案3中无论嘉陵江、乌江还是金沙江，在2004～2013年期间开始运行的水库较少，嘉陵江的亭子口、乌江的彭水等控制性水库至2014年后才开始运行，而金沙江干流仍未新建水库，因而三峡水库运用20年末其淤积量较大，达0.929亿m3。但到2024年后金沙江的向家坝、岷江的龚嘴（高坝）水库相继建成，控制了金沙江的主要产沙区，因而该河段发生冲刷，至30年末淤积量减为0.301亿m3。

丰都至坝址段，位于库区常年回水区中下段，上游建库后，泥沙向该河段输移较快，其淤积总量虽较不建库方案为少，但占全干流库区淤积量的比重则有所增加，三峡水库运用20年末，不建库方案占87.4%，建库方案1～3分别为97.3%、90.1%、90.1%。三峡水库运用100年末不建库方案为87.4%，建库方案均达90%。

（3）对重庆市主城区河段洪水位的影响。对上游新建水库仅考虑其拦沙作用，未考虑新建水库调洪而减小重庆市主城区河段洪峰流量的作用，以便于与不建库方案比较。由于上游建库拦沙，三峡水库淤积量减小，特别是水库变动回水区淤积量大幅度减小，致使由淤积而引起的水位抬高值有明显降低。如重庆市主城区河段100年一遇洪水时的水位，三峡水库运行30年时，上游建库方案1～3较不建库方案分别降低1.64m、0.76m及1.37m；三峡水库运行100年，各方案分别降低3.42m、1.71m及3.66m。同样，其他频率洪水的水位建库方案均较不建库方案有大幅度的降低（图3-79）。

图3-79　上游建库对重庆市主城区河段洪水位的影响

综上所述，三峡水库上游修建集水面积大、库容大的水库，特别是在强产沙区修建控制性好的大型水库，可起到显著的拦沙作用，可减少三峡水库变动回水区的泥沙淤积，推迟三峡水库淤积平衡的年限，大幅度减缓水库变动回水区因泥沙淤积导致洪水位抬高的速度。此外，可通过各水库的联合调度，加强汛后水库变动回水区的冲刷，减少其累积性淤积；还可通过各水库的联合调度，减小进入三峡水库的洪峰流量，从而降低重庆市主城区河段的洪水位。

（十）上游修建溪洛渡水库对三峡水库淤积的影响

在三峡工程技术设计阶段，对金沙江修建溪洛渡水库后三峡水库泥沙淤积过程及数量变化进行了计算分析^[18]。

1.溪洛渡水库的计算方案及三峡水库入库的水沙条件

上游建溪洛渡水库的计算方案有3个，即方案1、方案2和方案3，其坝前水位分别为600m—570m—540m（正常蓄水位—汛期限制水位—死水位，下同）、600m—560m—540m、600m—（540～560）m—540m。三个方案溪洛渡水库均在三峡水库运用第11年起建成运用。各方案的计算条件分述如下。

对于上游不建溪洛渡水库方案，以长江干流朱沱站、嘉陵江北碚站、乌江武隆站的水沙资料（1961～1970年）作为三峡水库入库水沙条件，出库流量过程由水库调度演算推求。入库流量与出库流量之差，在涪陵与坝址之间按距离分配。

对于上游建溪洛渡水库方案，三峡水库入库水沙条件因溪洛渡水库调度运用方案不同而异。在不同的运用方案条件下，溪洛渡枢纽坝下游至朱沱河段计算得出的出口水沙条件作为三峡水库干流入库水沙条件，入库沙量见表3-56。嘉陵江、乌江进库的水沙条件与不建溪洛渡水库方案相同。

溪洛渡水库建成后50年，拦截朱沱站泥沙来量的48%～58%，使三峡水库入库沙量大量减少，但方案1～3的入库沙量差别很小。三峡水库运用60年以后，溪洛渡水库下泄沙量逐渐恢复，三峡水库入库沙量也逐步增加，至三峡水库运用100年末，方案1～3的入库沙量为2.83亿～2.87亿t，占朱沱站天然来沙量的84.9%～86%，见表3-56。

表3-56　溪洛渡水库各运用方案的三峡水库入库沙量　单位：亿t

2.三峡水库的蓄水运用方案

三峡水库蓄水运用分三峡工程施工第三期围堰蓄水运用期及水库正常蓄水运用时期，主要安排为：

2003年6月16日至2007年9月30日，坝前水位按135m常年运用，计算年序为第1～5年；

2007年10月1日至2009年9月30日，坝前水位按156m—135m—140m（正常蓄水位—防洪限制水位—枯水期消落低水位，下同）方式运用，2009年10月1日～2012年12月31日，坝前水位按175m—145m—155m方式运用，计算年序为第6～10年；

2013年1月1日～2102年12月31日，坝前水位按175m—145m—155m方式运用，计算年序为第11～100年。

3.三峡水库的淤积量

三峡水库运用第11年起，上游溪洛渡水库建成运用，至三峡水库运用100年，各方案三峡水库干流库区淤积量、淤积分布及过程见表3-57。

表3-57　三峡水库（上游建溪洛渡水库）的库区淤积分布表

溪洛渡建库后进入三峡水库的沙量减少较多，三峡水库淤积量也相应减少。三峡水库运用50年末，1～3方案三峡水库干流库区淤积量分别为92.04亿m3、92.55亿m3和92.99亿m3，比不建库方案淤积量减少38亿～39亿m3。三峡水库运用60年后，溪洛渡水库下泄沙量逐渐增加，三峡水库入库沙量相应增加，至100年末，1～3方案干流库区淤积量分别为147.24亿m3、151.44亿m3和154.91亿m3，比不建库方案的淤积量减少17亿～25亿m3。

1～3方案中，由于1方案溪洛渡水库的汛期限制水位为570m，较2、3方案高，因此，溪洛渡水库出库沙量少，使三峡入库沙量相对较少，三峡库区总淤积量较2、3方案少。

4.三峡水库的淤积分布

重庆市主城区以上库尾段，淤积量很少，三峡水库运用50年末，1～3方案的淤积量均在0.03亿m3以下（表3-57），比不建溪洛渡水库方案的淤积量减少90%左右。三峡水库运用100年末，1～3方案淤积量分别为0.65亿m3、0.79亿m3、1.05亿m3，比不建溪洛渡水库方案淤积量减少10%～45%。

重庆市主城区至长寿段属变动回水区上段，汛期保留天然河道特性，汛后蓄水期受回水影响，为水库的一部分，该河段年内有冲有淤，累积淤积量较少。三峡水库运用50年末，1～3方案的淤积量为0.76亿m3、0.74亿m3和0.77亿m3，比不建溪洛渡水库方案淤积量减少76%左右。三峡水库运用100年末1～3方案的淤积量分别为4.55亿m3、4.81亿m3和4.95亿m3，比不建溪洛渡水库方案淤积量减少9%～17%。

长寿至涪陵段属变动回水区下段，三峡水库运用第50年末，1～3方案的累积淤积量分别为2.17亿m3、2.20亿m3和2.12亿m3，比不建溪洛渡水库方案同期值分别减少1.87亿m3、1.84亿m3和1.92亿m3。三峡水库运用100年末，1～3方案的累积淤积量分别为4.59亿m3、4.89亿m3和4.8亿m3，比不建溪洛渡水库方案同期值减少0.73亿～0.43亿m3。

涪陵至坝址属于常年回水区，大部分泥沙淤积在此段。建溪洛渡水库后，该段的淤积量也相应减少。三峡水库运用50年末，1～3方案的淤积量分别为89.1亿m3、89.6亿m3和90.1亿m3，比不建溪洛渡水库方案淤积量减少28%左右。三峡水库运用100年末，1～3方案的淤积量分别为137.4亿m3、141.0亿m3和144.1亿m3，比不建溪洛渡水库方案淤积量减少10%～14%。

嘉陵江库区段一般比较开阔，泥沙主要淤积在边滩上，河槽没有累积性淤积。三峡水库运用50年末，1～3方案的淤积量分别为2.02亿m3、2.02亿m3和1.98亿m3。三峡水库运用100年末，1～3方案的淤积量分别为2.83亿m3、2.89亿m3和3.02亿m3，比不建溪洛渡水库方案同期淤积量减少1.37亿～1.18亿m3。溪洛渡水库修建后三峡水库干流库区淤积减少，重庆市主城区至长寿段的淤积量相对减少9%～17%，重庆市主城区的水位抬高值相对较小，使嘉陵江汇口段的淤积有所减缓，井口以下河段的淤积量减小较多。

乌江库区因河段狭窄，且含沙量小，故该段淤积较少。三峡水库运用50年末，1～3方案的淤积量分别为0.8亿m3、0.81亿m3和0.83亿m3。三峡水库运用100年末，1～3方案淤积量分别为1.28亿m3、1.38亿m3和1.52亿m3，比不建溪洛渡水库方案同期淤积量减少0.81亿～0.58亿m3。由于溪洛渡水库修建后三峡水库涪陵至丰都段的淤积量相对减少14%～21%，涪陵水位抬高值相对较小，使乌江段淤积量相对减少，主要是新滩以下至口门段的淤积量减少。

5.三峡水库的保留库容

溪洛渡水库蓄水运用后，拦截大量泥沙，使三峡水库库容损失相对减小（表3-58）。溪洛渡水库不同运用方案条件下，三峡水库运用50年末，其干流防洪库容（水位145～175m库容，水库蓄水前为221.5亿m3）仍保留95%以上，调节库容（水位155～175m库容，水库蓄水前为165亿m3）仍保留98%；三峡水库运用100年后，其防洪库容尚能保留86%～89%，调节库容保留93%以上。

表3-58　三峡水库防洪库容及调节库容仍能保留的百分数

6.重庆市主城区的洪水位

本次洪水频率计算没有考虑溪洛渡水库与三峡水库联合调度，仅以三峡水库单独防洪调度作为洪水计算条件。

表3-59　重庆市主城区的洪水位　单位：m

三峡水库运用中远期，因库区大量淤积，使重庆市主城区水位遇1%、5%、20%频率的洪水时，均有不同程度的抬高。溪洛渡水库建成后，三峡水库库区淤积相对减少，且淤积过程延长，重庆市主城区洪水位在不同运用方案、不同时期均有所变化（表3-59），其中溪洛渡水库运用方案1重庆市主城区洪水位抬高值最小。遇1%频率洪水时，重庆市主城区洪水位在三峡水库运用50年末，溪洛渡水库运用1～3方案分别为195.05m、195.05m、195.11m，比不建溪洛渡水库方案洪水位分别低1.47m、1.47m和1.41m。三峡水库运用80年末，1～3方案的洪水位分别为195.57m、195.65m、196.07m，比不建溪洛渡水库方案的洪水位分别低2.83m、2.75m和2.33m。三峡水库运用100年末，1～3方案的洪水位分别为197.46m、197.83m、198.21m，比不建溪洛渡水库方案的洪水位分别低1.77m、1.40m和1.02m。

从表3-59可见，由于三峡水库运用80年后，溪洛渡水库1～3方案的入库沙量变化率陡增，长寿以上河段的淤积量变化较大，重庆市主城区洪水位也受到影响，三峡水库运用100年末重庆市主城区洪水位抬高较多，但仍比不建溪洛渡水库方案的洪水位低1.02～2.0m。

综上所述，修建溪洛渡水库后，三峡水库运用100年末库区的泥沙淤积量为150亿～160亿m3，接近不修建溪洛渡水库条件下三峡水库运用60～70年的淤积量。修建溪洛渡水库可使三峡水库淤积总体上推迟30年左右，但对库区各段淤积的延缓作用有所差别，其中对长寿以上三峡水库变动回水区淤积的延缓作用最大。