《工程泥沙及河流管理》

三峡枢纽工程的泥沙问题和泥沙调度

摘要：在高山峡谷区的水电站建设过程中，人为干扰是改变河道泥沙含量的主要诱因。泥沙淤积可能会影响水库库容，三峡也不例外。采用“蓄清排浑”方式，即保持水库在低水位运行，能够使三峡水库保持有效库容。具体的措施是改善泥沙调度，在基本调度基础上发展而来的双汛限调度方案能收到良好的效果。

关键字：泥沙调度，淤积，洪水位

1 泥沙问题的由来

泥沙问题是水利水电工程建设的主要问题之一。水电站多建在山区，开挖量大，地势陡，弃土废渣用以进入河道，致使河道含沙量发生明显变化，严重影响区域生态环境。水利水电工程的建设,严重干扰了已经稳定的土壤基底和边坡,极易产生滑塌、滑坡、泥沙流等严重的水土流失问题,而这一过程受降雨的影响更为突出。大量的松散物质在降雨及自身重力的作用下,遇降水极易发生水土流失而进入河道,致使河道悬移质和推移质泥沙含量剧增,导致河道泥沙含量发生显著变化,加剧水土流失危害。

另外,三峡枢纽工程位于高山峡谷区，水电站工程项目建设期间的水土保持永久和临时措施落实的好坏,也直接造成河道悬移质泥沙含量的增加和推移质淤积导致的河床高程的增加。不同施工期年际河道泥沙含量也会有所变化。施工初期,受大面积开挖及松散堆积弃土弃渣的影响,水土流失剧烈,河道泥沙含量变幅大；在有序施工及相关防护措施落实后,水土流失得到控制,河道泥沙含量就会降低；工程末期,伴随着对临时措施的拆除及其他开挖,河道泥沙含量又呈现增加趋势；最后,在拆除工程结束后,解除了外界人为干扰,河道泥沙含量终将趋于最后的平衡,趋于多年平均值。因此,它存在着一个“增大一减小一增大一平衡”的趋势。也就是说,人为干扰是水电站工程建设过程中河道泥沙含量发生变化的直接的也是最主要影响因素。

2 三峡水库泥沙淤积的几个问题

（1）．三峡的泥沙淤积问题是否会严重影响水库的有限库容，继而影响三峡枢纽工程的综合利用？我想答案是否定的。确保水库有效库容的关键是合理的运行方式，在三峡设计中采用的“蓄清排浑”能够使水库长期保持有效库容。在三峡枢纽运行管理过程中，“蓄清排浑”指的是在汛期水库稳定在低水位，方便排洪排沙。汛末水库开始蓄水，11月末回蓄到正常蓄水位。这是由于在含沙量增多的汛期，水库水位维持在合理的低水位，水库就能保持合理的有效库容。水库要始终能保持在低水位运行，必须要有足够的泄洪能力。

（2）．三峡枢纽工程的修建是否会把长江的防洪问题从下游转移到上游？泥沙淤积高程抬高和大坝对水库的壅水，相同流量的情况下洪水位会高于筑坝前的洪水位，势必会扩大淹没区域。控制汛期限制水位能从根本上控制库区末端的洪水位抬高值。因此，重庆地区的洪水位会抬高，但幅度有限。另一方面，只要确保较低的汛期限制水位，建库后的重庆洪水位就可以控制在一定高程以下。

（3）．三峡枢纽的修建是否会造成重庆港的泥沙淤积而变成死港？重庆港是一个调节水库，在它的最高水位和最低水位之间存在着一个回水变动区。在该区段内，河床冲刷淤积交替进行，可能使航运受到影响。选择正确的水库运用方式，可使重庆港免于泥沙淤积的危害，保持航运畅通。采用“蓄清排浑”方法，可以控制淤积末端上延，使处于回水变动区上段的港口避免累积性淤积。壅水期淤积的较少泥沙，可以利用汛末走沙期或汛初小洪水冲刷，使

港区保持冲淤平衡。在充分考虑调节库容、发电效益和通航保证率的前提下，通过全面而综合的分析比较，选择合理枯水期的消落控制水位，同样可以改善重庆港的通航条件。

3泥沙调度

3.1基本调度

三峡的汛期是每年6—9月。进入三峡的年径流量和年输沙量也集中在此期间，该时段也是水库排沙的最佳时机，据此可以制定水库运行的基本方案。每年6月水库坝前水位控制在枯季限制水位。当第一次洪水出现时，库区水深增大。此时坝前水位可降低至高程145米，即汛期限制水位。当大坝在这个水位下泄流与下游区间洪水组合后，在枝城的流量不大于56700m3/s，该水位保持不变；否则水库开始调洪，水位上升，维持枝城的流量恒定。汛后约9月底至10月初，水库回蓄到正常蓄水位。此时，电厂可以满发，万吨船队可以通航到重庆。各方面用水使水库水位消落，必须确保来年汛前不低于枯限水位，以便保证通航顺畅。

3.2优化调度

在基本调度方案的基础上，提出了双汛限方案，减少泥沙淤积，增加动库容。主要着力于改善断面边界和形状，兼顾向床面泥沙淤积量的减少和冲刷能力的增大。当上游寸滩流量预报超过某一限定值时，迅速增大泄流量，降低坝前水位至某一控制高程。径流量增加时，水库蓄水，水位上升，直到通航水深。坝前水位变化的这一过程约为4至5天，意味着每年要断航一周左右。水位下降过程中，流速增大，更多细泥沙填平河床，改善过流条件，加大输沙能力。双汛限调度方案的优点主要有以下几个方面：

1）锣峡至大渡口之间300km的重庆河段，淤积量可大量减少；2）增加防洪库容；3）降低动回水区的水位；4）刷深坝前河床；5）提高发电效益。

4结语

（1）三峡水库有足够大的泄洪能力，采用“蓄清排浑”运用方式，能够在汛期维持在低水位运行，长期保持一定数量的有效库容，就能发挥三峡枢纽工程的综合利用效益。

（2）采用“蓄清排浑”运用方式，可以保持淤积末端以上的回水变动区不受泥沙淤积影响。

（3）修建三峡水库后，重庆地区的洪水位会有程度有限的提高，但不会造成四川盆地淹没那样严重的损失。保持较低的汛期限制水位，重庆洪水位也是可以控制的。

（4）长江的年净流量相当可观，可以为排沙工作提供较大的操作空间。通过合理的泥沙调度，可以使三峡避免淤积的危害，维持一定的有效库容，从而最大限度发挥作用。要做好泄流建筑物的设计论证，尽可能地提高排沙能力，满足设计的排沙要求。

参考文献

[1]. 林秉南，周建军．三峡工程泥沙调度[J]．中国工程科学，2004，第6卷第4期

[2]. 钱宁，张仁，陈稚聪．长江三峡枢纽工程的几个泥沙问题[J]. 人民长江，1986,132