长江水利枢纽工程泥沙问题研究进展

对长江水利委员会成立以来有关长江干支流水利枢纽泥沙问题研究的主要成果作了简要综述。包括丹江口水利枢纽水库淤积和坝下游河道冲刷,葛洲坝水利枢纽河势规划与枢纽布置,三峡水利枢纽水库长期使用、枢纽布置和坝下游河道冲刷等方面的研究成果。     

三峡水库175m试验性蓄水十年泥沙冲淤变化分析

系统分析了2008年三峡水库实施175 m试验性蓄水10年来,进出库水沙特性、库区泥沙冲淤情况、坝下游水沙变化与河道冲刷情况,结果表明:入库沙量大幅减少、来沙组成发生明显变化,水库淤积量大幅小于预期、淤积形态良好,重庆河段未出现累积性淤积;坝下游河道发生大范围强烈冲刷、河道河势总体基本稳定;水库及坝下游航道条件大为改善;水库调度指标不断优化调整,试验性蓄水使工程在防洪、发电、航运、水资源等方面提前5年发挥了巨大的综合效益。随着长江流域社会经济的快速发展,各方对三峡工程在防洪、航运、供水、发电等方面提出了更高的需求,同时三峡水库泥沙淤积与坝下游河道冲刷是一个不断发展变化的累积过程,仍需长期跟踪观测与研究。建议:进一步优化汛期水库中小洪水调度等,研究形成三峡水库"蓄清排浑"运用的新模式;建立坝下游河道崩岸预警机制;持续开展水文泥沙原型观测与科学研究工作,为三峡工程安全高效运行、推进长江大保护提供科技支撑。     

长江三峡工程水文泥沙原型观测

三峡工程运行后,大量泥沙将在水库内淤积,下游河床将发生冲刷,其泥沙问题是三峡工程建设中的关键性技术问题之一.我国高度重视三峡工程泥沙问题,投入了大量的人力、物力和财力,在开展泥沙问题研究的同时,更加注重水文泥沙原型观测工作,收集了大量的水位、流量、悬移质泥沙、推移质泥沙、水库淤积、坝下游冲刷和重点河段河道演变原型观测资料,目前已取得显著成效,并且推动了对长江水文泥沙规律的认识和泥沙研究的发展.介绍了长达70 a的工程论证过程以及建设过程中的三峡工程水文泥沙原型观测及其进展情况.     

我国水库泥沙淤积研究综述

我国江河大多泥沙量大,所建水库淤积严重,由此带来了一系列问题:库容损失影响水库效益的发挥;淤积上延影响上游地区的生态环境;水库变动回水区的冲淤对航运带来不利影响;坝前泥沙淤积影响枢纽的安全运行;水库下泄清水对下游河道河床的冲刷以及附着在泥沙上的污染物对水库水质的影响等。本文对我国水库泥沙淤积研究的状况和成果进行了全面的综述。内容包括水库淤积观测资料和分析、悬移质不平衡输沙理论、水库异重流、高含沙水流、水库淤积形态、水库排沙及运行方式、变动回水区的冲淤、下游河道的冲淤变形,以及水库淤积数学模型等方面的研究成果和进展情况。     

三峡工程泥沙问题研究的进展

三峡工程技术设计阶段泥沙问题研究成果表明：船闸和升船机下游引航道布置合理；上游引航道布置，在枢纽运用初期采用船闸短隔流堤（升船机设浮堤）方案；运用后期视运用情况再确定续建小包或全包方案隔流堤。枢纽运用中、后期引航道防淤清淤措施，以采用松动冲沙与机械挖泥相结合为宜。电厂设排沙底孔7个，可保持电厂正常取水。为保持坝下游河道的稳定，在三峡工程竣工前宜抓紧完成上、下荆江河势控制工程。三峡水库上游干支流新建水库15座，三峡水库达到淤积平衡的年限可推迟约40～6O年。现有重庆河段整治方案可供进一步优化研究。主要介绍三峡工程技术设计阶段的主要研究成果，包括坝区泥沙问题、坝下游冲刷和河道演变问题以及库区泥沙问题。     

三峡工程泥沙问题研究60年回顾

对60 a来三峡工程泥沙问题研究的历程、主要研究结论作了简要综述。三峡水库初期蓄水运用以来的泥沙实测资料与预测对比分析表明:三峡水库上游来沙减少的趋势与初步设计阶段预测基本一致,但减少的进程有所提前;三峡水库泥沙淤积量远小于预测值;坝下游河床冲刷量与预测值基本一致,河床冲刷范围则大于预测;坝下游河床冲刷对防洪与航运的影响与预测基本一致;三峡工程泥沙问题总体上未超出论证与初步设计阶段的预测。在此基础上提出三峡工程正常运行期泥沙问题研究的建议,其中关于排沙调度方面,应按控制水库防洪库容年损失率小于1 000万m~3/a,以及变动回水区上、中段无累积性泥沙淤积的要求制定排沙调度方案,以长期发挥三峡工程的综合效益。     

三峡工程泥沙研究的进展

本文回顾了1983年以来长江科学院开展三峡工程泥沙问题研究,通过原型观测调查、数学模型计算和泥沙模型试验相结合的途径所取得的主要成果。这些成果包括水库长期使用、水库变动回水区泥沙淤积、坝区泥沙冲淤,以及坝下游冲刷问题。     

水库及河道淤积控制研究新方向

水库及河道泥沙淤积是长期没有很好解决的重大问题。本文作者根据河流泥沙在水库中的分选淤积特性、粗沙对水库及河道淤积的严重影响,以及当前挖泥技术和能力可保证的水库挖粗沙规模和效益方面的可行性等提出通过在大型河道型水库回水末端固定河段或在河道上游的径流式水库持续挖粗沙降低淤积平衡坡降、实现水库及河道淤积控制的新途径。研究表明这一方式可明显降低三峡水库长远淤积,对缓解黄河下游持续淤积也可发挥作用。建议水利部重视并组织开展全面研究,争取为我国多沙河流水库及河道淤积控制寻找一个新的方向。     

小浪底水库运用初期黄河下游河道冲刷特征分析

本文采用实测资料分析和理论分析相结合的方法,研究了小浪底水库运用初期黄河下游河道冲刷特征。研究结果表明:小浪底水库运用初期,黄河流域历经枯水少沙系列年,大洪水较少;一般情况下水库下泄清水,洪水期间水库以异重流为主排出细泥沙,进入下游河道的泥沙明显减少。2000—2015年,黄河下游河道发生持续冲刷,累计冲刷泥沙量为8.895亿m~3,河道淤积萎缩的局面得到有效遏制。     

小湾水电站施工期坝下游河道淤积及清淤研究

受漫湾水库泥沙淤积上延和小湾电站施工弃渣共同影响,小湾水电站施工期坝下游河道发生了严重淤积,水位明显抬升,影响河道行洪能力和电站出力.为了减轻河道淤积带来的不利影响,本文首先对小湾水电站坝下游河道淤积成因进行了分析,分离出了小湾电站施工弃渣和漫湾水库泥沙淤积上延对水位抬升的影响程度,提出了利用小湾水库蓄水后水力自然冲刷并结合工程清淤来降低水位的措施.     

三峡水库蓄水以来水库淤积和坝下冲刷研究

为了分析三峡工程对库区及坝下长江中游河势的影响,基于实测资料,较为系统地研究了三峡水库蓄水运用以来水库泥沙淤积和坝下游河床冲刷特性。研究表明,1991年以来长江干流各站径流量变化不大,输沙量明显减小;三峡水库蓄水运用后的2003～2011年入库沙量继续大幅减少,仅为原设计值的40%,水库年均淤积泥沙1.40亿t,也仅为论证阶段的40%左右,且绝大部分淤积在常年回水区和死库容内;受上游来沙减小和三峡水库蓄水拦沙影响,坝下游输沙量大幅减小,悬移质泥沙颗粒也明显变粗,长江中游原有的冲淤相对平衡状态被打破,河床发生沿程冲刷,2002年10月至2010年10月,宜昌至湖口河段总冲刷量为9.79亿m3,河床冲淤形态转变为“滩、槽均冲”,主要冲刷发生在宜昌至城陵矶河段。     

三峡水库和下游河道泥沙模拟与调控技术研究

三峡工程泥沙问题是贯穿三峡工程论证、设计、施工、运行中的关键技术问题之一,针对三峡水库蓄水运用以来出现的新情况、新问题和新需求,开展了三峡水库和下游河道泥沙模拟与调控技术研究,取得了如下主要成果:揭示了三峡水库泥沙絮凝规律、清水冲刷条件下推移质输沙及河床二次粗化机理、坝下游典型滩群演变与水库水沙过程调节的响应关系;提升了水库和坝下游河道泥沙数学模型技术,大幅提高了模拟精度;建立了三峡入库泥沙预测模式,提出了三峡入库新水沙系列;揭示了长江与洞庭湖、长江与鄱阳湖江湖分汇关系调整机理及变化趋势;研发了透水坝头和台阶式坝头两种新型航道整治结构技术;提出了三峡水库泥沙调控与多目标优化调度方案,优化了"蓄清排浑"运用方式,拓展了三峡工程综合效益,为三峡工程高效安全运行提供了技术支撑。     

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。     

下荆江熊家洲至城陵矶弯曲型河段河床调整规律

三峡水库运用后, 坝下游水沙过程发生了较大调整, 对下荆江熊家洲至城陵矶弯曲型河段河床冲淤演变造成较大影响, 从而对本河段河势稳定、防洪、航运等可能造成不利的影响, 基于此, 根据最新实测资料分析水沙条件变 化及其对本河段河床调整规律的影响。研究成果显示: 三峡水库运用后, 水流含沙量大幅减小, 且水库调蓄导致熊 家洲至城陵矶河段在枯水期径流量明显增加, 使弯道主流长期偏向于凸岸, 引起凸岸边滩大幅冲刷, 这是近期该河段发生“撇弯切滩”的主要原因之一; 随着三峡上游干支流水库群陆续建成运用, 坝下游河道将会长期遭受清水冲 刷, 河床仍将呈单向冲刷下切的趋势, 弯顶段主流平面摆动仍将较大, 弯道顶冲点也将相应下移, 导致主流贴岸距离 进一步下延, 引起河道岸线的崩退, 未来一段时期内典型弯曲型河道的局部河势变化仍将明显。     

论三峡水库“蓄清排浑”运用方式及其优化

泥沙问题是三峡工程的关键技术问题之一,在三峡工程论证和初步设计阶段提出水库采取"蓄清排浑"的运用方式,可以解决泥沙问题。2003年水库蓄水运用以来的实践表明,水库基本遵循了"蓄清排浑"调度运用原则,并根据上游来水来沙减少等新情况对水库运用方式进行了优化调整。本文系统分析了三峡水库"蓄清排浑"运行方式及其优化调整的利弊,包括提前5年实施175 m试验性蓄水、汛期水位动态变化、汛末提前蓄水等对水库淤积和坝下游河道演变的影响,提出了进一步优化水库调度方式,形成"蓄清排浑"运用的新模式,保持水库长期使用的建议,试图为三峡水库科学高效安全运用提供科技支撑。     

三峡工程运用后长江中游河床调整及崩岸特点

三峡工程运用后,因入库沙量减少及上游水库群的拦沙作用,坝下游河段沙量急剧减小,长江中游河道发生沿程冲刷,2002～2015年该河段累计冲刷量已达16亿m~3,同时平滩河槽形态也发生了显著调整。为更好地掌握长江中游的河床调整特点,分析了近期长江中游水沙过程及河床冲淤情况,采用基于河段尺度的平滩河槽形态参数的统计方法,计算了长江中游各河段平均的平滩河槽形态参数;建立了这些参数与前5 a平均汛期水流冲刷强度之间的经验关系,用于反演各河段平滩河槽形态随水沙条件变化的调整过程。此外,三峡工程运用后长江中游局部河段崩岸险情频发,不仅影响河势稳定,同时危及防洪安全,因此还总结了长江中游河道崩岸的时空分布及其特点,提出了水流冲刷强度增加是导致崩岸发生的主要因素。