三峽工程對長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程在日益復(fù)雜多樣的人類活動和極端氣候的共同作用下，流域輸沙輸水響應(yīng)過程變得錯綜復(fù)雜，近年來長江入海泥沙急劇減少，長江口環(huán)境正在發(fā)生顯著變化。對于舉世矚目的三峽工程對長江流域的大壩下游河段的影響，尚無定量性評價，爭議頗多。本文從水沙質(zhì)量守恒原理和長江水沙輸運規(guī)律出發(fā)，模擬“無三峽工程運行”的假定情景下從水庫到河口的沿程水沙輸送，將模擬值與實測值對比，從而定量評價三峽工程對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)水庫蓄水期間，入庫懸沙的64％、86％和84％分別被攔截在水庫里。盡管壩下游河床沖刷補償了一部分泥沙，但在這三期蓄水中宜昌站懸沙通量分別下降62％、82％和84％(相對于同期水庫不蓄水的假定情景，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，一期(2003-2005年)、二期(2006-2007年)洪季的入庫懸沙量和懸沙淤積量均為全年的97％，三期(2008-2009年)洪季的入庫懸沙量和懸沙淤積量為全年的92％，三期的洪季入庫懸沙量和懸沙淤積量占全年的比例較一二期蓄水時低，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)致三期洪季的入庫懸沙量和淤積量比一二期低的原因是三期洪季的入庫水量也是低于

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，大壩對下游三站流量的影響，從逐月均流量來看，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％)，上游來水量下降，水庫為了達(dá)到蓄水目標(biāo)，提前蓄水，并且加大蓄水量有關(guān)。從各月平均流量來看，

5、9-11月份流量還原值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實測值，6-8月份兩者之間基本持平，而12-次年5月份，流量實測值高于還原值的幅度并不太高，這是因為蓄水期間僅用2個月時間來蓄水，而放水期間拉長，因為在放水期間下泄流量不如蓄水量多。從日流量來看，基本遵循月變化的規(guī)律，但是汛期的某些日期會有所出入，呈現(xiàn)流量的還原值會明顯高于實測值，這與三峽水庫調(diào)節(jié)洪峰有關(guān)。
　　 (4)下游三站逐月平均水位變化絕對量呈現(xiàn)從宜昌向下游各站逐漸變小的過程，水位變化幅度對

6、大壩蓄水的響應(yīng)恰好與流量變化幅度對三站的響應(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量和和水位變化幅度也呈現(xiàn)類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，說明三期之間下游三站水位對大壩的響應(yīng)存在差異，可能與2007年后下游河道的取水、采砂等活動

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、漢口和大通實測懸沙通量的下降(分別減少341、180、175×109kg/a)其中三峽水庫的貢獻(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)來自流域的其它人類活動(例如支流水庫修建、金沙江上大壩

8、的建成與運營，如2007年11月溪洛渡水電站實現(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，它將大部分上游來沙攔截在水庫中。由于水庫對年徑流量的影響不大，懸沙濃度急劇下降后的巨量出庫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活動導(dǎo)致的變化交織在一起，要科學(xué)和客觀地認(rèn)識建壩的影響，需要盡可能地進(jìn)行定量剝離。
　　 (7)到2009年隨著三峽水庫三期蓄水全部完成，三峽水庫的運行對壩下游水沙通量與水位的影響程度將隨著時間而進(jìn)一步加大。但是，長江中下游干流的水沙通量和水位還將同時受到其它自然和人為