丹江口库区大孤山分汊段冲淤变化及趋势分析

由于水位的抬升,变动回水区河段一般会发生累积性淤积,而在上游修建水库后,由于来水来沙条件的变化,变动回水区河段的冲淤特性会发生变化,甚至出现逆转。以丹江口水库大孤山分汊河段为例,采用实测资料分析与理论分析相结合的方法,对比分析了上游建库前后不同时段变动回水区分汊河段的冲淤调整及其内在机理。结果表明,1968-1985年大孤山分汊段发生累积性淤积,右汊汊道内累积性淤积显著大于左汊,呈萎缩之势,支流堵河的入汇使得右汊堵河口以下淤积幅度小于右汊口门段。2003年以后,上游来沙量大幅减少,大孤山分汊段由累积性淤积转为冲刷,且右汊冲刷幅度显著大于左汊;丹江口水库坝前水位抬高之后,大孤山分汊河段成为变动回水区的下段,该河段的冲淤变化趋势将取决于水位抬高、挟沙能力下降与上游来流不饱和输沙共同作用的结果。     

水沙调节后三峡工程变动回水区洛碛-王家滩河段演变趋势

水沙条件和水库调度方式是影响三峡工程变动回水区河床演变的重要因素.长江上游正在建设的大型梯级水库群将改变三峡工程变动回水区的来水来沙条件,从而引起泥沙冲淤的变化.本文建立了三峡工程变动回水区洛碛-王家滩河段二维水沙数学模型,模拟了不同水沙条件下该河段的演变趋势.采用三峡蓄水运用后2007-2008年实测资料进行了验证,较好地模拟了天然情况下的涨水淤积过程和受三峡回水影响的累积淤积过程.采用90系列、90+上游建库水沙系列计算了洛碛-王家滩30年后的淤积量及淤积部位.计算表明,受三峡工程变动回水的影响,洛碛-王家滩河段发生累积性淤积.90+上游建库系列淤积量相当于90系列的31.8％～82.3％,主要与长江上游梯级水库拦沙有关.淤积部位主要位于岸线凹凸不平的弯沱、回流区及河道的宽浅河段,淤积后的河床岸线更趋平顺.在此基础上分析了泥沙淤积对重点浅滩上、下洛碛航道的影响.     

三峡水库变动回水区整体泥沙冲淤研究

三峡水库变动回水区泥沙冲淤对长江黄金水道的航道运行状态及其可持续发展都有着至关重要的影响。利用相应测站的水位流量输沙量数据,对三峡水库175 m蓄水后变动回水区区域水文特性进行分析,采用输沙量法,计算确定出三峡水库变动回水区所在河段泥沙冲淤现状。结果表明:江津至涪陵段由蓄水前的自然冲淤平衡状态转为蓄水后的三峡水库变动回水区的累积性淤积状态,近年来由于人工采砂活动以及来沙变化影响,2012年起至2015年三峡水库变动回水区累积性淤积量稳定在2.3亿t左右,整体淤积总量近期趋于"稳定态势"。     

金沙江溪洛渡水库变动回水区冲淤分析

依据实测资料,对比了溪洛渡水库蓄水后变动回水区各年间冲淤变化情况,分析了影响该河段冲淤演变的相关因素,并比较了溪洛渡水库与三峡水库变动回水区冲淤情况的异同。结果表明:溪洛渡水库蓄水后,受上游水沙条件及坝前水位影响,变动回水区年际间以淤积为主,年内11月至次年5月变动回水区有少量淤积或冲刷,5～6月间有较明显冲刷,6～11月淤积;空间冲淤分布规律与三峡水库变动回水区相似,均表现为上段冲刷、下段淤积,且以防洪限制水位下淤积为主,但淤积程度明显大于三峡水库变动回水区。     

三峡水库135～139m运行期土脑子河段冲淤条件分析

土脑子河段位于三峡水库变动回水区五羊背至鹭鸶盘,长约3km,蓄水前具有汛期淤积,汛末及汛后冲刷,年内冲淤基本平衡的规律。三峡水库135~139m运行期,受坝前水位、来水来沙条件以及河道形态等因素综合影响,年内有冲有淤,累积为淤,其中汛期为主要淤积期,汛末及消落期是主要冲刷期。分析表明,当坝前水位139m、流量大于10000m3/s时,河床开始冲刷;随着坝前水位消落,入库流量增大,冲刷强度逐渐增强,在流量15000m3/s左右时冲刷强度最大;当坝前水位135m、流量大于23000m3/s时,河床开始淤积,随着入库流量增大,淤积强度逐渐增强。     

三峡水库蓄水175m后重庆九龙坡河段冲淤变化

为了研究三峡水库变动回水区——重庆九龙坡河段冲淤变化,整理了该河段2009～2011年的多次河床实测地形图,分析河床演变规律。结果表明,该河段蓄水期淤积的泥沙大部分都会在次年消落期冲刷,难以形成累积性淤积。航道碍航情况多是由于卵砾石推移质淤积和卵砾石沙波造成的。研究成果为该河段的泥沙输移计算、航道整治设计等研究提供了依据。     

三峡水库变动回水区航道与港口治理对策研究

受三峡水库蓄水影响,变动回水区河段泥沙呈累积性淤积趋势,致使局部河段出现碍航问题。结合数学模型分析了新的水沙系列下变动回水区河段河道演变趋势及其对航道及港口的影响。结果表明,一般年份变动回水区航道及港口条件较好,仅在不利水文年,局部河段可能出现不同程度的碍航问题。按照航道及港口治理目标及标准,针对重点碍航河段,研究了相应航道及港口治理的工程和非工程治理措施,经综合分析,建议变动回水区碍航问题的解决应以工程治理措施（包括疏浚和整治）为主,在有条件时,可采取水库调度措施予以解决。     

上游建库对三峡水库变动回水区航道的影响

在分析上游建库对三峡水库枯水期保证水位回水末端的影响的基础上,对比分析了三峡蓄水后上游无库和上游建库情况下重庆河段的淤积发展、分布及其对航道的影响,结果表明:随着水库运用初期河势调整或者炸礁措施的投入及枯期消落水位155m回水末端的上延,重庆河段是变动回水区碍航的重点区域;干流上游水库的联合作用下,重庆河段干流河段将明显冲刷,原有的淤积位置淤积量及淤积厚度明显减小,甚至出现冲刷,重庆河段干流航道得到明显改善,嘉陵江入汇口处的金沙碛河段受干流上游建库的影响较小,碍航状况和上游无库情况下基本一致。     

三峡水库消落期土脑子河段冲淤特性分析

土脑子河段位于三峡库区土脑子至鹭鸶盘,长约3 km,三峡水库蓄水前具有汛期淤积,汛末及汛后冲刷,年内冲淤基本平衡的规律.三峡水库135～139 m运行期,该河段位于回水区中段,年内有冲有淤,累积为淤,其中汛期为主要淤积期,汛末及消落期是主要冲刷期.分析表明:在水位消落期,土脑子河段比降约增大33%～182%;在消落初期坝前水位139 m、流量大于10000 m3/s时,河床开始冲刷,随着坝前水位消落,入库流量增大,冲刷强度逐渐增强,在流量15000 m3/s左右时冲刷强度最大,当水位消落至135 m、流量大于23 000 m3/s时,冲刷过程基本结束;土脑子河段消落冲刷量主要集中在右侧深槽,冲刷量大小主要与消落水位、消落时间、前期淤积量以及来水来沙条件有关,水位消落越大,消落时间越长,冲刷量越大;前期淤积量越多,冲刷量越多;消落期来沙量越小,来水相对越大,冲刷量也越大.     

三峡回水变动区重庆主城区河段泥沙冲淤变化试验研究

三峡回水变动区重庆城区河段的港口与航道变化是自三峡建库论证以来就被广泛关注的重大问题之一。此文根据大比尺物理模型试验,分析了三峡水库不同蓄水期重庆河段的演化趋势和泥沙淤积对重庆港口与航道的影响。结果表明,三峡水库按156 m方案运行期,河段不受坝前水位影响,基本处于天然状况。随着水库175 m方案运行期的增长,河段产生累积性淤积,逐渐向着单一、规顺、微弯和高滩深槽方向发展。此文给出了不同时段的泥沙淤积量、淤积分布、泥沙淤积的滩槽分配和淤积泥沙的粒径分布。研究表明,泥沙淤积使得航道和港口需要整治才能保持正常运行。最后,把试验结果与实测数据进行了对比,二者基本吻合。结果对重庆航道治理可提供科学依据。     

三峡工程船闸引航道防淤清淤措施研究综述

 三峡工程船闸和升船机引航道泥沙淤积问题是技术设计中需要解决的技术关键问题之一。1986年以来，长江科学院开展了系统研究工作，从引航道泥沙淤积的机理入手，对防淤清淤措施作了初步探讨。研究结果认为，三峡工程船闸和升船机引航道泥沙淤积导致碍航问题，可以采取冲沙闸结合冲沙船松动淤沙，设置水帘、气帘，及机械挖泥等措施加以解决。     

长江三峡工程的泥沙问题及对策

长江三峡工程的泥沙问题受到社会各界的广泛关注。本文介绍以下几个方面的问题：（1）三峡水库的长期使用；（2）三峡工程修建对上游防洪的影响；（3）三峡水库泥沙淤积身港口、航道的关系；（4）三峡工程下游冲刷带来的问题。     

三峡水库不同调度方式对荆江三口分流影响分析

为了解三峡水库不同调度方式对荆江三口分流量的影响情况,利用三峡水库蓄水运用前1998~2002年三峡逐日入库流量、宜昌站逐日流量与荆江三口5站逐日流量的相关关系,对中小洪水调度模式下（2010~2013年）荆江三口控制站的逐日平均流量进行天然径流还原计算,并对三峡水库初步设计调度方式下荆江三口控制站的逐日平均流量进行模拟计算,分析比较了正在实施的中小洪水调度方式和初步设计调度方式对三口分流量的影响。随后根据分析成果,结合三口季节性用水需求,对三峡水库调度方式优化进行了探讨,提出将三峡水库提前至9月1日蓄水,可适当减少三口断流天数。     

三峡工程变动回水区泥沙淤积的试验研究

为研究三峡工程变动回水区的泥沙淤积，建造了长达８００ｍ的全沙试验模型。模型范围包括长江和嘉陵江约２００ｋｍ的天然河段。进行了清水、浑水验证以及蓄水位高程为１７５、１８０和１５６ｍ的长系列模型试验。明确了各蓄水位方案下变动回水区河段的冲淤规律、泥沙淤积对该区航道和沿江港口的影响。为三峡工程的技术验证提供了科学依据。     

荆江三口分流能力变化分析

三峡水库蓄水前,荆江三口洪道逐渐淤积萎缩,分流比沿时程减小;三峡水库蓄水运行后,三口洪道发生了普遍冲刷,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。     

下荆江窑监河段河床演变及整治初步研究

三峡水库蓄水后,改变了下游来水来沙条件,河床演变也相应发生变化.长江中游窑监水道属典型的弯曲分汉河型,在分析三峡蓄水运用前后河床演变的基础上,采用二维水沙数学模型预测了三峡工程蓄水运用后20a河床演变趋势.计算表明,窑监河段主流仍保持在乌龟洲右汉,主支汉的河势没有发生变化,虽然整个河段呈冲刷趋势,但出浅碍航段航深随着枯水位降落有减小的趋势.在对历史演变分析及演变趋势预测的基础上,利用建立的数学模型研究了航道整治方案.     

2018长江2号洪水期间三峡水库沙峰排沙调度

2018年长江第2号洪水期间,寸滩站洪峰流量59 300 m~3/s,报汛最大含沙量达到4.47 kg/m~3,三峡入库沙量达到了7 440万t,均大于2014~2017年各年的全年入库输沙量,且入库沙峰大、持续时间长。根据泥沙实时监测与预报成果,7月11～20日三峡水库入库和坝前含沙量较大,三峡水库在进行防洪、航运调度的基础上,实施了沙峰排沙调度,将下泄流量42 000 m~3/s一直维持至沙峰通过大坝后。实测资料表明:7月18～20日三峡水库排沙效果明显增强,出库含沙量在0.50～1.20 kg/m~3之间,最大出库输沙率达到48.5t/s,日均出库沙量在370万t左右,按沙峰输移过程统计,沙峰过程排沙比达29%,7月份排沙比达到了31%,取得了较好的排沙效果,有效减轻了库区泥沙淤积。研究成果为进一步完善三峡水库"蓄清排浑"新模式积累了宝贵的经验。     

三峡船闸通过能力计算及提升策略

船闸通过能力是三峡船闸关注的核心问题之一,对三峡船闸挖潜及新通道建设至关重要。基于规范公式法(JTJ305—2001),依据船舶分时段吃水控制标准,提出了船闸分时段通过能力计算新公式。根据三峡船闸运行统计资料,采用提出的公式对其通过能力进行了预测,得出三峡船闸最大通过能力约为1.51亿t。针对三峡船闸通过能力不足的现状,创新性地提出了“船舶分时段配载运输及船闸动态运营管理”的近期提升措施,再次重申了“三峡新通道及配套工程建设”的远期提升措施。     

三峡水库防洪调度对“09.8”上游洪水影响分析

针对2009年8月长江上游发生的较大洪水（简称“09.8”长江上游洪水）,为减轻荆江河段及荆南四河的防洪压力,控制三峡水库出库流量,实施削峰调度。通过还原计算,分析了防洪调度对荆江及城陵矶河段防洪的影响。结果表明,本次拦洪调度的三峡水库最高库水位达152.89 m,沙市、城陵矶水位均在设防水位以下,避免了荆江河段高洪水位,降低了防汛响应级别,减少了中下游防汛成本支出,同时增加了5.3亿kW·h的发电量,取得了较大的防洪与发电效益,是三峡水库建成以来首次大规模防洪调度的成功案例。     

三峡工程坝区泥沙问题试验研究

 本文介绍三峡工程坝区泥沙问题几年来的试验研究成果。研究表明:假定三峡水库以上干支流不新建水库的条件下,枢纽运用初期30年内,175m方案,下游引航道口门内外,年回淤高程均未超过57m的碍航高程,仅航行区内在55900m~3/s时个别点流速超过航行标准,可采取挖泥措施解决;而当水库淤积接近平衡时,上下游引航道出现泥沙淤积碍航,通过设冲沙闸、引客水破异重流和机械挖泥等措施可以解决。