三峡水库建库前后荆江低水水位流量关系分析

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荆江三口分流能力变化分析

第４６卷第１８期２０１５年９月文章编号：１００１ — ４１７９（２０１５）１８— ００３４— ０５
人民长江
ＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒ
Ｖｏ１．４６．Ｎｏ．１８
Ｓｅｐ．，２０１５
关键词：三口洪道；河道演变；分流能力变化；荆江文献标志码：Ａ
盯０＂ＤＯＩ：１０．１６２３２／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１ — ４１７９．２０１５．１８．０９引趴 ∞
中图法分类号：ＴＶ８５
了普遍冲刷，导致分流能力发生变化。为进一步了解其演变趋势，以便实施合理的综合整治，利用水沙数据、河道地形资料及已有的研究成果，探讨了影响三口分流能力的主要因素。分析结果表明，荆江三口分流总体呈现逐渐减小趋势，在三峡水库蓄水初期高水分流能力有所增强。
１荆江三口洪道基本情况
荆江三口洪道为松滋口、太平口、藕池口，分别分
嘶㈣撇撇蛳枷ｍ蛳。埘下荆江中洲子、上车湾、沙滩子裁弯期。③ 第３阶段
蚍强１９７３～１９８０年，裁弯后至葛洲坝截流之前孔。④ 第＂四阶
；ｉ３
段。１９８１—２００２年，葛洲坝截流至三峡工程蓄水前（含１９８１—１９９８年和１９９９～２００２年）。⑤ 第５阶段。

三峡水库蓄水前后荆江河段冲淤与水沙过程响应

第51卷第10期2020年10月人民长江Yangtze RiverVol.51,No.10Oct.,2020文章编号：1001-4179(2020)10-0001-06三峡水库蓄水前后荆江河段冲淤与水沙过程响应奚啄阳，曲春議，陈莫族（长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北武汉430014）摘要：三峡水库蓄水以来，出库沙量（以宜昌水文站实测数据为依据）大幅度降低，坝下游河床冲淤规律也随之发生改变。

实测资料表明：荆江河段发生全面冲刷，而沿程冲刷丈进一步引起了下游悬沙输移量的变化。

基于1992-2017年长江中下游荆江河段各水文站实测流量、含沙量数据，对该河段水沙关系进行了较为系统的分析，初步得出三峡水库蓄水前、蓄水初期以及试验性蓄水后不同时期的水沙关系变化。

基于实测资料，利用输沙量法计算荆江不同河段的冲淤量随流量的变化，提出了不同时期荆江河段冲刷強度最大的流量级。

关键词：水沙过程；河床冲淤；河流动力学；输沙量法；荆江河段；三峡水库；长江中图法分类号:TV145文献标志码：A DOI：10.16232/ki.1001-4179.2020.10.001荆江河段自古便是长江流域最为重要的险工河段，历来便有“万里长江，险在荆江”的说法。

三峡水库蓄水前，荆江河段在1993-1998年间平滩河槽总体处于淤积态势⑴，累计淤积量达1.26亿m3。

三峡水库蓄水运行以来,荆江河段是坝下游冲刷最为剧烈的河段［2-31o基于长江水利委员会水文局（以下简称“长江委水文局”）实测数据，利用断面法统计的冲淤量结果：2002~2015年，宜昌至城陵矶河段累计冲刷量&7亿亦。

三峡工程运行以来，由于水库蓄水拦沙,坝下游各水文站的沙量也发生了变化⑷。

根据长江泥沙公报统计:三峡水库蓄水前宜昌站年均径流量为4400亿川,年均输沙量为5.000亿t,沙市站年均径流量为4050亿川，年均输沙量为3.800亿t。

2003年，宜昌站径流总量为4097亿m‘，年均输沙量为0.976亿t,沙市站径流总量为3924亿m3，年均输沙量为0.352亿t。

三峡工程蓄水运用以来荆江水位流量关系变化分析

图3荆江三口分流分沙比变化19552009年表3枝城城陵矶河段20022009年冲淤量变化13fig3changesofflowandsedimentdiversionratiostable3changesoferosionintheriverreachfromofthediversionfromthreeoutletsinthejingjiangzhichengtochenglingjiduring20022009river195520093冲淤量万m起止地点时段年32荆江河道下边界水位变化枯水河槽基本河槽平滩河槽洪水河槽2002200364007300982013851荆江河道下游水位变化还受到城陵矶水位变化200320049000107001297912789的影响但由于受到长江干流洞庭湖区双重顶托作枝城至200420056380660073697369用城陵矶站水位流量关系较为散乱而城陵矶下城陵矶200520061866190126622512游仅30km的螺山站水位流量关系较好因此分析荆江200620074899468833554240河段20072008803650174210了该站同流量水位变化来说明下游河段对荆江河段200820098254904082608245顶托作用的变化
７２，４２，７０，７６，６６，２３及４．％８．％７．％９．％８．％９．％
位下降幅度较大，中在流量为５０ｍ／时水位其００ｓ
收稿日期：ＯＯ０－３２Ｌ一５１基金项目：利部水利前期项目（Ｑ８１ＨＬ５；水Ｑｏ７／１）水利部公益性行业专项（０７Ｈ１）２０ＳＺ —３作者简介：小虎（９１）男，北荆门人，士，要从事水力学及河流动力学方面的研究，电话）４３１７８２电子信箱）ｉ — 郭１８－，湖博主（８２８７．２０１１年７月

三峡水库蓄水后荆江河段河床冲淤及水位变化特点分析

水位下降幅度较小，而紧邻砂卵石河床段的沙市附近水位下降
幅度较大。Ｉ、枝城水位变化
流量ｆｍ３／ｓ）
５０００
１００００２００３
．０２５
．０ｌ２．００３．００１
２００３．２００５
．０３
．Ｏ１．００８．００４
根据三峡工程蓄水前后（２００２ — ２０１０年期间）沙市站同流量下水位的变化（表３）可知，２０１０年与２００２年相比，沙市站流量在５０００ｍＴｓ时水位下降幅度较大，约１．０６ｍ。表３三峡工程蓄水后沙市站同流量下水位的变化（单位：ｍ）
ＣｈａｎｎｅｌＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ／航道整治
段的河床冲刷，这固然能够增加受冲河段的过流面积，但航道
水深与过流面积并没有简单的线性对应关系，而是取决于河槽的冲刷部位与航槽位置是否一致。
１９８０年水位略有回升约为０．２ｍ。此后至１９９８年水位基本稳
定，１９９８年后受河段冲刷量加大影响，水位有所下降。
选择湖区出流流量为５０００ｍｆｓ一定时，分析２００３年、２００５年、２００８年以及２００９年监利站水位流量：根据２００３ —

三峡水库建库前后荆江低水水位流量关系分析

枝城、市站断面下切较大，水水位流量关系线下移，流量级下水位降低；昌站由于前期受葛洲坝工程沙低同宜
影响，面已基本稳定，三峡工程运行影响不大。断受关键词：水河段断面；水位流量关系；三峡水库；荆江河段低中图法分类号：Ｐ３３９文献标志码：Ａ
２１宜昌站．
采用宜昌断面资料分析低水（位４以下）水６ｍ断
面的特征值对比情况，表１由表１可见，昌站低见。宜
水断面平均水深及断面面积在２００２～２００３年有较明
显的减小，２０而０４年汛前较２００３年增加较明显，后之每年的低水断面平均水深和断面面积变化较小，为因受葛洲坝工程多年影响，面基本稳定。２０断０２～２１００年宜昌站大断面见图１。
系偏移等方面。
２控制断面变化特性
利用２００２年以来宜昌、城、市、利４站大断枝沙监
面资料，分别分析控制站低水断面冲淤汛前断面，中２１选其００年选用汛前及汛中两次断面同时对比２１００年的断面变化情况。
第４２卷第６期２０１１年３月
文章编号：０１—４７２１）６ —０７ —０１０１９（０１００５５

三峡工程建成前后长江中下游防洪形势变化分析

非工程措施相结合的综合防洪减灾体系。其中，划规
长江中下游干堤按沙市４．冻结吴淞，同）城５０ｍ（下、陵矶３．０Ｉ、口２．３ｍ、口２．０ｍ的设计水４４Ｉ汉Ｔ９７湖２５
位标准进行加高加固；划安排了４规０处蓄滞洪区，具
准为：防御新中国成立以来发生的最大洪水，１５即９４年洪水。其中，江河段的防洪标准为１０ａ一遇，荆０同
时，对遭遇类似１７８０年洪水应有可靠的措施保证荆江
两岸干堤不发生自然漫溃，止发生毁灭性灾害。为防
会对中下游平原区造成很大的威胁。一旦堤防溃决，淹没时间长，损失大，而长江中下游地区又是长江流因域洪水灾害最为频繁严重的地区。根据长江流域防洪规划，江中下游总体防洪标长
２荆江河段防洪形势
虎渡河西堤半边山以上、堤夹竹园以上扒开，东与荆江
相配合，平垸行洪、田还湖、土保持等措施与防洪退水
收稿日期：００—０２１９—１７
如下紧急措施：主动在上百里洲北堤、南泓采穴附近两岸堤及杨家垴一带江堤扒１，洪３０ｓ并将２进１０００ｍ／；
２１三峡工程建成前．
三峡工程建成前，江河段依靠堤防的防御能力荆不足１０ａ一遇，上荆江地区蓄滞洪区运用约可防御加

三峡水库蓄水后荆江段低水期水面线变化分析

文章编号：１００６－００８１（２０１８）１０－００３３－０４三峡水库蓄水后荆江段低水期水面线变化分析谢静红周儒夫魏林云王　琴（长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局，湖北荆州　４３４０１０）摘要：为了分析三峡水库蓄水以后荆江河段水面线的变化，采用２００２～２０１６年实测水文资料对荆江河段低水期水面变化进行分析。

分析结果表明：荆江河段水面线呈明显下降趋势，低水时同一流量下各站水位也有一定程度下降，但枝城站水位下降幅度不大，沙市站水位下降较为明显，其可能原因是受河道局部冲淤影响较大。

关键词：水面线；水位流量；河势水位变化；低水期；荆江中图法分类号：Ｐ３３２文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．１５９７４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｓｄｋｂ．２０１８．１０．００９１　研究背景三峡水库蓄水运行后，坝下游水沙条件发生了较大变化，导致荆江河段发生了不同程度的冲淤变化，从而河段水面线也发生相应改变。

许多研究者从荆江河段水位流量关系、河段水位变化、河床冲淤变化等方面对三峡水库蓄水以来荆江河段的水沙变化进行了分析［１－７］，并取得了丰硕的成果，但这些研究所用资料最长系列为２００２～２０１０年，且均未对水面线的变化进行成因分析。

因此，本文将利用２００２～２０１６年期间的实测资料对三峡水库蓄水前后荆江河段水面线的变化、主要水文站的低水水位流量关系进行综合分析，以为三峡工程的防洪、发电、航运及水资源优化调度等提供参考。

２　荆江低水期水面线变化分析２．１　数据来源三峡水库于２００３年６月开始蓄水发电，为了分析蓄水后荆江河段水面线变化情况，本文采用了三峡水库蓄水前后（２００２～２０１６年）荆江干流９个测站（枝城、马家店、陈家湾、沙市、郝穴、新厂、石首、调弦口、监利）的实测水文资料，其中沿程水位变化分析值均已转换为１９８５国家高程基准。

２．２　水面线变化规律长江枝城至城陵矶河段俗称为荆江河段，河长３４７ｋｍ。

荆江河段分为上、下两段，上荆江属弯曲分汊型河段，下荆江为典型的蜿蜒性河道，河道异常曲折。

长江三峡建成后对荆江河段洪涝灾害的影响

长江三峡建成后对荆江河段洪涝灾害的影响长江三峡建成后对荆江河段洪涝灾害的影响00中国长江三峡风景极佳，水能资源丰富，久已闻名于世。

70多年前，孙中山先生在《建国大纲》中提出修建三峡工程。

后来许多水利专家前往勘察，都认为工程巨大，难于修建。

1944年美国政府主动向国民党政府提出，愿意贷款10亿美元，帮助修建三峡工程，由美国垦务局进行设计。

当时原始资料是很少的，而且只考虑发电。

1947年国民党军队节节败退，三峡工程设计匆匆中止，提出的报告是很不成熟的。

长江水利委员会(前长办)协同全国高等院校、科研机构，进行广博深入的勘测、设计、研究工作，收集了大量水文、地形、地质资料，做了许多比较方案设计，进行了深入的科研工作，1983年提出了可行性报告。

国务院组织近百名专家论证和审查，可行性报告几经修改，1992年国务院批准了三峡工程可行性报告，将可行性报告送全国人民代表大会，全国人代会通过了可行性报告，决定修建三峡工程。

1992年国务院成立三峡工程建设委员会，三建委批准了三峡工程初步设计，决定于1993年开工。

三峡工程位于长江三峡的三斗坪，在宜昌上游约40km。

大坝高约180m，长约2km，中间是溢洪、泄洪坝，左右两侧为水电站厂房，左岸设永久船闸，还有升船机。

三峡工程建成后的效益：防洪上，保证下游荆江河段100年一遇防洪标准，来千年一遇洪水时，加用长江中游分洪区，仍可保证荆江大堤安全；发电上，装机1820万kW，年发电量847亿kW?h，枯水季调峰，丰水季担负基荷；航运上，万吨船队通过永久船闸，每年半年以上可直达重庆，单向通航量5000万t，3000t客轮快速通过升船机；供水上，增加下游可用水量。

工期17年，投资以1993年物价计为900.9亿元。

以下论述国内外关注的若干问题。

1 泥沙问题长江宜昌站年输沙量5.3亿t，将淤塞三峡水库。

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２．１宜昌站
采用宜昌断面资料分析低水（水位４６ｍ以下）断面的特征值对比情况，见表１。由表１可见，宜昌站低００２～２００３年有较明水断面平均水深及断面面积在２显的减小，而２００４年汛前较２００３年增加较明显，之后每年的低水断面平均水深和断面面积变化较小，因为受葛洲坝工程多年影响，断面基本稳定。２００２～２０１０年宜昌站大断面见图１。
而三峡水库蓄水后水位流量关系线在低水段明显降００５年后降低最为明显。２００２～２０１０年低，尤其是２低水水位～流量关系见图５。同时将２００２～２０１０年历年水位流量关系分年拟定综合线，将相同流量下水。由表３可见，同流量级水位随年份位变化列于表３增加而降低，降低值因流量级不同而不同。
２
枝城站（控制水位４４ｍ）施测时间／（年－月－日）２００２－０４－１２２００３－０４－２６２００４－０４－１９２００５－０３－３０２００６－０４－０６２００７－０３－１３２００８－０４－１７２００９－０４－０３２０１０－０３－１８２０１０－０７－２１断面平均水深／ｍ１０．６１１１．４２１１．５２１２．０６１２．７７１２．６８１３．０５１３．８１４．４０１４．６６断面面积／ｍ２１３７３４１４６７２１４７７７１５４８０１６４３１１６２７５１６８１５１７７０３１８８６３１９０１０
７６
人民长江
２０１１年
２００２～２０１０年沙市站低水断面平均水深与断面面积不断扩大，其中２００６年汛前较２００２年低水断面平均
２水深增加０．３１ｍ左右，断面面积扩大９７３ｍ，２００９年
图２枝城站２００２～２０１０年大断面对比
２缩小１５５０ｍ。由表２可见，三峡水库蓄水以来，监利
第６期
李玉荣，等：三峡水库建库前后荆江河段低水水位流量关系分析
７７
站低水断面变化不明显，２００２～２０１０年断面变化情况见图４。由图４可以看出，监利站断面从起点距１４０ｍ开始到１２２０ｍ断面变化剧烈、中泓摆动明显，但分析数据表明低水断面平均水深和断面面积变化不大。分析其原因可能是监利站不仅受上游来水影响，也受洞庭湖来水影响，多重因素影响下使得监利站断面摆动２０１０年汛剧烈但低水平均水深及断面面积变化不大，前、汛中断面平均水深及面积的较大变化可能与２０１０年两湖及上游较大来水有关。
图１宜昌站２００２～２０１０年大断面对比
４５６７８９
长江宜昌、枝城站低水断面特征对比情况表１
６ｍ）宜昌站（控制水位４序号１２３４５６７８９施测时间／（年－月－日）２００２－０３－０５２００３－０２－１５２００４－０３－１６２００５－０２－２０２００６－０２－２１２００７－０４－１１２００８－０３－２６２００９－０４－１５２０１０－０３－３０断面平均水深／ｍ１６．４３１５．５５１６．１４１５．９８１６．２３１６．２９１６．３５１６．２７１６．２７１６．２９断面面积／ｍ
三峡水库建库前后荆江低水水位流量关系分析
李玉荣，葛Байду номын сангаас松华，储蓓
（长江水利委员会水文局水文气象预报处，湖北武汉４３００１０）
摘要：三峡水库蓄水运用以后，由于库区泥沙淤积，清水下泄，下游河道必然受到影响。通过对三峡水库建库前后荆江河段主要水文测站多年的实测资料对比，分析了水库建库前后荆江河段主要控制站宜昌、枝城、沙市、监利的断面面积及低水水位流量关系变化。分析结果表明，受水库蓄水后清水下泄影响，荆江河段尤其是枝城、沙市站断面下切较大，低水水位流量关系线下移，同流量级下水位降低；宜昌站由于前期受葛洲坝工程影响，断面已基本稳定，受三峡工程运行影响不大。关键词：低水河段断面；水位流量关系；三峡水库；荆江河段中图法分类号：Ｐ３３９文献标志码：Ａ
表２长江沙市、监利站低水断面特征对比情况
沙市站（控制水位３９ｍ）序号施测时间／（年－月－日）１２３２００２－０１－２８２００３－０４－０４２００４－０１－０６２００５－０１－０４２００６－０２－１１２００７－０１－３０２００８－０４－０８２００９－０３－２５２０１０－０３－１２断面平均水深／ｍ１２．９６１２．７５１３．２８１２．９８１３．２７１３．６１１４．４５１４．１８１３．８２断面面积／ｍ２１４１６７１４３７２１５０２２１４７５７１５１４０１５５３１１６５９０１６２７９１５８６５监利站（控制水位３４ｍ）施测时间／（年－月－日）２００２－０５－０７２００３－０１－２１２００４－０１－１３２００５－０３－０３２００６－０３－１５２００７－０２－１０２００８－０２－０２２００９－０３－０５２０１０－０３－１１断面平均水深／ｍ１３．０４１２．７９１３．０１１３．０８１３．０７１３．２１１２．８３１２．９３１３．０３断面面积／ｍ２１６１０５１５７９６１６０４１１６０８９１６０４７１６２３５１５８０７１５７９０１６０４８
汛前年较２００６年汛前相比，低水断面平均水深增加
２０．９１ｍ左右，断面面积扩大１１３９ｍ，２００９年到２０１０
年间低水断面平均水深和断面面积略有减少。由此可见，三峡水库蓄水以来，受清水下泄影响，低水断面平００２～均水深逐步增加，断面面积不断扩大，沙市站２。由图３可以看出，沙市２０１０年断面变化情况见图３站断面从起点距８０ｍ开始到１１８０ｍ断面变化剧烈、中泓摆动明显，低水断面基本呈现随着年份增加而不断下切的特征。
２控制断面变化特性
利用２００２年以来宜昌、枝城、沙市、监利４站大断面资料，分别分析控制站低水断面冲淤变化情况。为０１０年选用汛前统一起见，选取每年汛前断面，其中２及汛中两次断面同时对比２０１０年的断面变化情况。
表３宜昌站蓄水前后同流量下水位对比
量级／（ｍ３ · ｓ－１）５０００１００００１４０００２００２年ｍ水位／３９．４０４２．３０４４．６７２００５年ｍ水位／３９．３０４２．１２４４．４３２００８年ｍ水位／３９．３３４１．７８４３．９２２００９～２０１０年水位／ｍ３９．１７４１．７１４３．８２２００５与２０１０与２００２２００２差值／ｍ－０．１０－０．１８－０．２４差值／ｍ－０．２３－０．５９－０．８５
２．３沙市站
采用沙市站资料分析低水（水位３９ｍ以下）断面冲淤情况，低水断面特征值对比见表２。由表２可见，
收稿日期：２０１１－０１－２０作者简介：李玉荣，女，高级工程师，硕士，主要从事长江流域水情预报工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｙｒ＠ｃｊｈ．ｃｏｍ．ｃｎ
１概述
荆江河段上起湖北枝城附近，下迄湖南洞庭湖口的城陵矶，以藕池口为界分为上、下荆江。上荆江河段为微弯分汊河段，干流有枝城、沙市控制站，下荆江河段为蜿蜒性河段，有石首、监利控制站。荆江河段北岸为荆江大堤，南岸为荆南长江干堤及岳阳长江干堤，河段南岸有松滋口、太平口、藕池口及调弦口（于１９５８年建闸）分长江水入洞庭湖。三峡工程于２００３年完成１３５ｍ蓄水，２００６年１０月蓄水至１５６ｍ，２００８年９月下旬开始１７５ｍ试验性蓄水，２０１０年１０月２６日正式蓄至１７５ｍ。三峡工程蓄水运用后，清水下泄对下游尤其是荆江河段河道水力条件有较大影响，主要表现在断面下切、水位流量关系偏移等方面。