三峽工程對(duì)長(zhǎng)江水位和水沙通量影響的定量估算.pdf

1、河流輸沙輸水是平衡陸海作用的基本過(guò)程在日益復(fù)雜多樣的人類(lèi)活動(dòng)和極端氣候的共同作用下，流域輸沙輸水響應(yīng)過(guò)程變得錯(cuò)綜復(fù)雜，近年來(lái)長(zhǎng)江入海泥沙急劇減少，長(zhǎng)江口環(huán)境正在發(fā)生顯著變化。對(duì)于舉世矚目的三峽工程對(duì)長(zhǎng)江流域的大壩下游河段的影響，尚無(wú)定量性評(píng)價(jià)，爭(zhēng)議頗多。本文從水沙質(zhì)量守恒原理和長(zhǎng)江水沙輸運(yùn)規(guī)律出發(fā)，模擬“無(wú)三峽工程運(yùn)行”的假定情景下從水庫(kù)到河口的沿程水沙輸送，將模擬值與實(shí)測(cè)值對(duì)比，從而定量評(píng)價(jià)三峽工程對(duì)入河口水沙通量的影響，這樣既豐富陸

2、海相互作用的理論，又為長(zhǎng)江流域-河口三角洲的協(xié)調(diào)發(fā)展和管理提供科學(xué)依據(jù)：(1)三峽一期(2003-2005年)、二期(2006-2007年)和三期(2008-2009)水庫(kù)蓄水期間，入庫(kù)懸沙的64％、86％和84％分別被攔截在水庫(kù)里。盡管壩下游河床沖刷補(bǔ)償了一部分泥沙，但在這三期蓄水中宜昌站懸沙通量分別下降62％、82％和84％(相對(duì)于同期水庫(kù)不蓄水的假定情景，下同)，漢口站分別下降37％、54％和56％，大通站分別下降28％、40％和

3、43％.
　　 (2)三期蓄水來(lái)，一期(2003-2005年)、二期(2006-2007年)洪季的入庫(kù)懸沙量和懸沙淤積量均為全年的97％，三期(2008-2009年)洪季的入庫(kù)懸沙量和懸沙淤積量為全年的92％，三期的洪季入庫(kù)懸沙量和懸沙淤積量占全年的比例較一二期蓄水時(shí)低，一二期蓄水期間，1-3月枯季的淤積比為90％以上，而三期的1-3月的淤積比為68％.導(dǎo)致三期洪季的入庫(kù)懸沙量和淤積量比一二期低的原因是三期洪季的入庫(kù)水量也是低于

4、前面兩期(輸沙量往往與輸水量正相關(guān))，三期的枯季淤積比低于一二期的與2008年后大壩到宜昌段的淤積量為0有關(guān)。
　　 (3)三峽蓄水以來(lái)，大壩對(duì)下游三站流量的影響，從逐月均流量來(lái)看，影響幅度偏大的月份大多在在蓄水期間(9-11月份)從年份來(lái)看，主要在2006年的10月份變化幅度最大，這可能與2006年的為枯水年份(比一期蓄水平均值低31％)，上游來(lái)水量下降，水庫(kù)為了達(dá)到蓄水目標(biāo)，提前蓄水，并且加大蓄水量有關(guān)。從各月平均流量來(lái)看，

5、9-11月份流量還原值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)測(cè)值，6-8月份兩者之間基本持平，而12-次年5月份，流量實(shí)測(cè)值高于還原值的幅度并不太高，這是因?yàn)樾钏陂g僅用2個(gè)月時(shí)間來(lái)蓄水，而放水期間拉長(zhǎng)，因?yàn)樵诜潘陂g下泄流量不如蓄水量多。從日流量來(lái)看，基本遵循月變化的規(guī)律，但是汛期的某些日期會(huì)有所出入，呈現(xiàn)流量的還原值會(huì)明顯高于實(shí)測(cè)值，這與三峽水庫(kù)調(diào)節(jié)洪峰有關(guān)。
　　 (4)下游三站逐月平均水位變化絕對(duì)量呈現(xiàn)從宜昌向下游各站逐漸變小的過(guò)程，水位變化幅度對(duì)

6、大壩蓄水的響應(yīng)恰好與流量變化幅度對(duì)三站的響應(yīng)相反，即變化幅度呈現(xiàn)宜昌、漢口、大通依次上升的規(guī)律。2004-2009各月平均的水位變化絕對(duì)量和和水位變化幅度也呈現(xiàn)類(lèi)似于逐月水位變化的規(guī)律。日水位變化幅度(04-09)在整體上呈現(xiàn)的是宜昌、漢口、大通依次增加的規(guī)律，這與月水位的影響幅度是一致的，但是從07-09(二、三期)年則部分日期是漢口大于大通的，說(shuō)明三期之間下游三站水位對(duì)大壩的響應(yīng)存在差異，可能與2007年后下游河道的取水、采砂等活動(dòng)

7、引起的流量與水位變化有關(guān)。
　　 (5)與蓄水前的7年(1996-2002年)相比，一、二、三期蓄水期間的7年間上游來(lái)沙減少約50％。因此，一、二、三期蓄水期間(2003-2009年)宜昌、漢口和大通實(shí)測(cè)懸沙通量的下降(分別減少341、180、175×109kg/a)其中三峽水庫(kù)的貢獻(xiàn)(分別減沙153、102、78×109 kg/a)分別只占45％、57％和45％，其余的貢獻(xiàn)來(lái)自流域的其它人類(lèi)活動(dòng)(例如支流水庫(kù)修建、金沙江上大壩

8、的建成與運(yùn)營(yíng)，如2007年11月溪洛渡水電站實(shí)現(xiàn)大河截流、流域沿途工業(yè)用水的增加，采砂、水土保持工程、夸流域調(diào)水等)以及流域干旱事件。
　　 (6)研究表明，三峽大壩的攔沙效應(yīng)是顯著的，它將大部分上游來(lái)沙攔截在水庫(kù)中。由于水庫(kù)對(duì)年徑流量的影響不大，懸沙濃度急劇下降后的巨量出庫(kù)水體引起壩下游河床(主要是大壩-漢口段)的較強(qiáng)烈侵蝕。但是，這種侵蝕遠(yuǎn)不足以補(bǔ)償大壩攔截的泥沙，因此，入海泥沙通量仍出現(xiàn)明顯下降。此外，三峽水庫(kù)蓄水后，從干

9、流進(jìn)入洞庭湖的泥沙明顯減少，使洞庭湖的淤積減緩。建壩的泥沙效應(yīng)是顯著的，影響的空間尺度巨大，在不同的空間位置其影響的性質(zhì)和程度不同。建壩的影響往往和其他自然和人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致的變化交織在一起，要科學(xué)和客觀地認(rèn)識(shí)建壩的影響，需要盡可能地進(jìn)行定量剝離。
　　 (7)到2009年隨著三峽水庫(kù)三期蓄水全部完成，三峽水庫(kù)的運(yùn)行對(duì)壩下游水沙通量與水位的影響程度將隨著時(shí)間而進(jìn)一步加大。但是，長(zhǎng)江中下游干流的水沙通量和水位還將同時(shí)受到其它自然和人為