&nbsh1;

 

三峡水库蓄水后大通至江阴河段河床冲淤变化分析

 

 

朱玲玲，罗龙洪，曹 双

（1.长江水利委员会水文局，湖北武汉 430010；2.江苏省水利

规划办公室，江苏南京 210029；3.长江下游水文水资源勘测局，江苏南京 210011）

长江干流自三峡水库以上称为上游，自三峡水库往下至鄱阳湖湖口称为中游，湖口至长江口为下游，其中湖口至大通为径流作用河段，大通以下为感潮河段。自然条件下，大通以下的水沙主要来自于长江上游，1950—2000年宜昌站多年平均年径流量占大通站的比例接近5成，年输沙量更是超过大通站。三峡水库运行后，基本截断了长江中下游的泥沙来源，同时对长江上游的径流过程具有较强的调控作用［1］，中下游河道在水沙双重变化的条件下，河床冲淤调整在所难免。三峡工程论证阶段专家认为，三峡水库建设对中下游河道河床冲淤调整的影响范围大致在湖口附近，最远可达大通附近，因此关于长江中下游河道冲淤的预测计算范围一般为宜昌至大通河段［2］。然而，三峡水库2003年蓄水后10年，长江中下游河床发生了长距离且较预测发展更快、强度更大的冲刷［3］。尤其是自2010年开始，金沙江中游、下游大型水利水电工程陆续建成运行，三峡水库入库、出库的水沙条件进一步发生改变［4］，宜昌站2011—2021年输沙量均值相较于三峡水库蓄水前减少幅度超过95%，长江中游河道整体的冲刷强度明显增大，长江下游2001年以来的观测资料显示，自湖口至徐六泾均呈冲刷状态［5］。以往关于三峡及以上梯级水库群运行后，下游河道的冲淤调整关注重点主要集中在大通以上河段，对于大通以下河段冲刷冲淤特征的分析尚不多见。本文基于近20年大通至江阴河段的水文、泥沙、固定断面及水下地形等观测数据，对大通至江阴河段的水沙条件、河床冲淤量开展分析计算，以期为长江下游河道的综合规划治理及保护提供依据。

1 研究区域概况

本研究以长江下游大通至江阴河段为对象，采用大通站水文泥沙、大通至江阴河段地形及固定断面观测资料。其中，大通站位于研究区域入口，控制着大通至江阴河段的径流水沙条件，分析时段为1981—2021年，根据地形资料情况划分为1981—2000年和2001—2021年各历时约20年的2个时段，2001—2021年各小时段的划分主要依据观测资料的时间序列。地形和固定断面资料主要用于分级计算河床冲淤量。长江下游大通至江阴段全长约452.8 km（含大通河段），根据河道形态特征，可以划分为大通、铜陵、黑沙洲、芜裕、马鞍山、南京、镇扬和扬中等8个河段，采用断面法计算各河段洪水河槽、平滩河槽和枯水河槽2001—2021年的河床冲淤量。文中河床冲淤量的统计时段如2001—2006年实际是指2001年10月至2006年10月，仅2021年为汛前4月。

2 大通站水沙变化

水沙条件改变是引起河床冲淤的动力和物质因素，大通站位于大通至江阴河段进口，可以代

研究河段的水沙条件变化。1981年以来大通站年径流量和年输沙量逐年变化过程如图1，其中1998年径流量最大，为12 440亿m3，年径流量以周期性波动变化为主，无明显的趋势性调整，1981—2000年和2001—2021年2个时段，大通站多年平均年径流量大致相当，后者略偏小2.0%。三峡水库蓄水后以2007—2011年径流量均值为最小，其中2011年是1981年以来，年径流量最小的年份，仅6 671亿m3，时段平均年径流量为7 933亿m3，较之1981—2000年偏小12.4%。此后，大通站径流持续恢复，至2017—2021年间，其时段平均年径流量增至9 669亿m3，较之1981—2000年偏大6.8%。同时，从年内的径流过程来看，1981—2000年期间，大通站年内超过平滩45 000 m3/s以上的出现历时较2001—2021年偏大，尤其是60 000 m3/s以上洪水历时偏大近1倍。30 000～45 000 m3/s中水持续时间变化较小，10 000～30 000 m3/s中低水持续时间明显延长，年均延长34 d，小于10 000 m3/s持续时间明显缩短，自2007年起日均不再出现小于10 000 m3/s的流量。

图1 1981—2021年大通站逐年径流量、年输沙量变化

大通站输沙变化相对剧烈（表1），1981年以来就开始出现输沙减少的趋势，统计时段内年最大输沙量为1981年的5.37亿t，年最小输沙量为2011年的0.718亿t。1981—2000年和2001—2021年的年输沙量均值分别为3.82亿t和1.46亿t，后者偏少61.8%，年均含沙量由0.422 kg/m3下降至0.165 kg/m3。尤其是2017—2021年，在径流量整体偏丰的背景下，年输沙量均值下降至1.18亿t，相较于1981—2000年下降69.1%