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坝下游河道水沙变化分析

更新时间:2025-01-09 工作计划 版权反馈
【摘要】:2.3.1.2 年内水沙过程变化三峡水库的运用势必改变坝下游河道的水沙过程,如以175m设计蓄水方案为例,10月蓄满221.5亿m3,则平均减少进入坝下游的流量8241m3/s;1—5月,水库调节水量发电,使坝下游河道流量增加,其余月份则对径流过程影响不大。

2.3.1.1 年际水沙量变化

长江中下游干流河道径流来自宜昌以上长江上游以及区间支流水系入汇,宜昌站1951—2013年年平均径流量为4288亿m3,占大通站年径流量的48%。长江中下游干流河道的泥沙主要来自宜昌以上长江上游,且主要为悬移质泥沙,宜昌站1951—2013年悬移质年平均输沙量为4.13亿t,为大通站悬移质年平均输沙量的110%。

60多年来,长江中下游干流各水文站年径流量的多年变化幅度较小,宜昌、汉口和大通站的径流变差系数C v分别为0.11、0.13和0.15,各站最大年径流量与最小年径流量的比值分别为1.65、1.73和2.01。

60多年来,长江中下游来沙变化可分为三个阶段。第一阶段为1951—1990年,宜昌站年输沙量呈不规则的周期变化,连续几年大于或小于多年平均值交替出现。第二阶段为1991—2002年,首先由于上游新建的水利工程发挥了拦沙作用,其次是水土保持治理工程的拦沙效果,再有,受长江上游地区降雨的时空分布、降雨量和降雨强度等因素的影响,长江中下游来沙量呈现减少趋势,如宜昌站年平均输沙量为3.92亿t,相当于1951—1990年多年平均值的75.2%;年平均径流量为4287亿m3,为1951—1990年多年平均值的97.9%。第三阶段为2003年三峡工程蓄水运用以后,受三峡水库拦蓄的直接影响,宜昌站年输沙量进一步大幅减小。

三峡水库蓄水运用后,受上游来水偏少和水库蓄水等影响,2003—2013年长江中下游除监利站外,其他各水文站径流量均有不同程度的减少,见表2.3-1。如,宜昌站年平均径流量为3958亿m3,较1950—2002年平均值减少了9%;枝城、沙市、螺山、汉口和大通站年平均径流量分别为4051亿m3、3738亿m3,5869亿m3、6663亿m3和8331亿m3,较蓄水运用前分别减少约9%、5%、9%、6%和8%;监利站年平均径流量为3616亿m3,比蓄水运用前的3576亿m3增加约1%。

表2.3-1 长江中下游主要水文站径流量、输沙量及悬沙中值粒径

注 1.各水文站2002年前径流量和输沙量统计年份:宜昌站1950—2002年;枝城站1952—2002年,其中1960—1991年采用宜昌+长阳站;沙市站1956—2002年(1956—1990年采用新厂站资料,缺1970年);监利站1951—2002年(缺1960—1966年);螺山、汉口、大通站为1954—2002年。
2.表中宜昌、监利站悬沙中值粒径多年平均值资料统计年份为1986—2002年,枝城站为1992—2002年,沙市站为1991—2002年,螺山、汉口和大通站为1987—2002年。(www.xing528.com)

三峡水库蓄水运用后,长江中下游的输沙量均有大幅度的减少,见表2.3-1。如宜昌站2003—2013年年平均输沙量为4660万t,较蓄水运用前的平均值减少90%;枝城、沙市、监利、螺山、汉口和大通站年平均输沙量分别为5600万t、6670万t、8110万t、9530万t、11200万t和14300万t,较蓄水运用前分别减少约89%和85%、77%、77%、72%和66%。

与此同时,三峡水库蓄水运用后,出库泥沙颗粒变细(表2.3-1)。如,宜昌站2003—2013年悬沙中值粒径为0.005mm,与蓄水运用前的0.009mm相比,泥沙粒径明显偏细;坝下游水流含沙量大幅减小,河床沿程冲刷,干流各水文站粗颗粒泥沙含量明显增多,悬沙中值粒径明显变粗,其中尤以监利站最为明显,由于下荆江河段冲刷剧烈,其悬沙中值粒径由蓄水运用前的0.009mm增大为0.055mm。

2.3.1.2 年内水沙过程变化

三峡水库的运用势必改变坝下游河道的水沙过程,如以175m设计蓄水方案为例,10月蓄满221.5亿m3,则平均减少进入坝下游的流量8241m3/s;1—5月,水库调节水量发电,使坝下游河道流量增加,其余月份则对径流过程影响不大。三峡工程运用后至2013年,宜昌站月径流量和输沙量变化情况见表2.3-2。

表2.3-2 长江宜昌站月径流量和输沙量

宜昌站2003—2013年年平均径流量为3958亿m3,其中1—5月为909亿m3,占全年的23%;6—8月为1807亿m3,占全年的45%;9—10月为863亿m3,占全年的22%;11—12月为380亿m3,占全年的9.6%。三峡水库蓄水运用对宜昌站径流过程产生了一定影响,如与蓄水运用前(1952—2002年)比较,1—5月径流量增加104亿m3,6—8月减少197亿m3,9—10月减少277亿m3,11—12月减少37亿m3;若从径流分布比例看,1—5月增加13%,6—8月和9—10月分别减少10%和24%。

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