三峡水库运行初期坝下近坝段河道冲刷对河床糙率影响分析

三峡工程蓄水运行后,坝下河段出现较为剧烈的冲刷,但宜昌枯水位并未出现预期的大幅度下降.研究表明,宜昌枯水位稳定的主要原因之一是河床糙率增大.根据实测水文河道资料,分析了三峡水库运行初期坝下近坝段河道冲刷对河床糙率的影响,并进一步估算了河床糙率变化对宜昌枯水位的影响程度,认为河床粗化对宜昌枯水位下降有明显的补偿作用.     

三峡水库蓄水后宜昌一杨家脑河段冲刷及粗化

水库蓄水引发的下游河道再调整,对河流未来演变与人类活动均有重要影响.根据现场实测水文、地形与床沙资料,对三峡蓄水后下游宜昌-杨家脑河段的河床冲刷下切、粗化等现象进行了统计分析.结果表明,三峡水库蓄水后导致宜昌相同来流情况下来沙剧减,这是导致研究河段冲刷的根本原因.2002-2006年间主要冲刷区逐年下移,冲淤幅度逐渐变小.而2006年汛末与2008年汛末三峡水库水位的抬高均导致冲刷量的突增.2002-2006年各河段曼宁糙率值逐步增大,尤其是坝下河段.床沙组成中卵石含量迅速提高,坝下河段河床中值粒径亦明显增大,而枝城以下河段不明显.这种上、下游河段粗化过程的差异性与河道冲淤、糙率变化是一致的.     

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。     

长江宜昌—监利段河床冲淤对宜昌站水沙变化的响应

三峡水库蓄水运行以来宜昌站水沙条件发生了明显改变,驱动下游河床发生新一轮调整。采用回归分析、机理分析等方法,探究了三峡工程运行前后长江宜昌—沙市段及沙市—监利段河床冲淤变化对宜昌水沙站条件的响应规律。结果表明:宜昌—沙市段冲淤量与宜昌站水沙指标间的关联度强于沙市—监利段且前者关联度随时间增强;研究河段月尺度河床演变对宜昌站水沙条件不存在明显的滞后响应;基于宜昌站月均流量分别构建的两个河段冲淤量回归模型可较好反映河床冲淤变化;根据所构建模型的模拟,三峡工程运行前宜昌—沙市段呈“小水小冲、大水大淤”的冲淤格局,冲淤转换临界宜昌站流量约为23 500 m3/s,三峡水库蓄水后该河段全面冲刷,呈“小水小冲、大水大冲”,但随着床沙粗化冲刷量有所下降;三峡水库蓄水前沙市—监利段亦呈“小水小冲,大水大淤”的冲淤格局,冲淤转换临界宜昌站流量约为22 500 m3/s,且同流量下的淤积量大于宜昌—沙市段,三峡水库蓄水后宜昌站小水时该河段冲刷量略大于上游河段,但宜昌站大水时该河段冲刷量明显更小。     

三峡水库蓄水前后荆江河段冲淤与水沙过程响应

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,而沿程冲刷又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强度最大的流量级。     

三峡工程蓄水运用后长江中游河道演变初步研究

三峡工程是长江流域治理开发的关键性工程。本文在分析三峡工程蓄水运用以来坝下游水沙特性变化的基础上,采用长江中游宜昌至湖口多年的实测地形资料,对建库前后该河段的泥沙冲淤变化及河势演变特点进行了深入的探讨。研究表明:三峡工程蓄水运用以来,坝下游输沙量大幅减小,荆江三口分流分沙特性尚未发生明显变化,长江与洞庭湖的关系进一步调整;坝下游河势总体稳定,但河床冲刷强度加剧,并由蓄水前的冲槽淤滩转变为滩槽均冲。宜昌至枝城河段河床纵向冲刷明显、洲滩面积萎缩、床沙明显粗化;荆江河床冲刷下切,河床形态逐渐向窄深形式发展;城陵矶至湖口河段部分弯道段主泓横向摆动、凹岸崩塌,分汊段主泓摆动不定,滩槽冲淤交替仍较为频繁。     

三峡坝下游河道造床流量与水流挟沙力的变化

通过对三峡水库蓄水前后坝下游水沙条件代表站--宜昌水文站的资料进行统计,分析了三峡水库蓄水前后坝下游河道造床流量的变化,并结合水力学计算对水流挟沙能力进行估算,简要分析了坝下游河道水流挟沙能力沿程的变化情况。分析认为三峡水库蓄水后引起的坝下游第一、第二造床流量变化和水流挟沙能力变化反映了坝下游河床以纵向冲刷为主的发展趋势;三峡蓄水前后同流量级条件下沿程水流挟沙能力的变化反映了三峡蓄水以来坝下游河段以中低水冲刷为主、中枯水位下降相对明显及河床沿程变化受节点控制的客观事实。     

三峡坝下游河道造床流量与水流挟沙力的变化简

 通过对三峡水库蓄水前后坝下游水沙条件代表站——宜昌水文站的资料进行统计,分析了三峡水库蓄水前后坝下游河道造床流量的变化,并结合水力学计算对水流挟沙能力进行估算,简要分析了坝下游河道水流挟沙能力沿程的变化情况。分析认为三峡水库蓄水后引起的坝下游第一、第二造床流量变化和水流挟沙能力变化反映了坝下游河床以纵向冲刷为主的发展趋势;三峡蓄水前后同流量级条件下沿程水流挟沙能力的变化反映了三峡蓄水以来坝下游河段以中低水冲刷为主、中枯水位下降相对明显及河床沿程变化受节点控制的客观事实。     

三峡水库蓄水后长江中游典型弯曲分汊河道的调整响应

三峡水库已蓄水运用10余年,坝下游长江中游各弯曲分汊河道已出现不同程度的冲淤响应,呈现出一定的河道调整规律。鉴于此,采用宜昌站、沙市站和汉口站水文观测数据,在分析三峡水库蓄水前后长江中游水沙变异特征的基础上,以监利河段、武汉天兴洲河段和戴家洲河段为典型分析河段,就河道平面变化、主支汊冲淤调整与汊道分流比3个方面,探析了三峡水库蓄水运用以来长江中游弯曲分汊河道的调整响应特点。结果表明,三峡水库蓄水运用后,长江中游弯曲分汊河道平面形态基本稳定,河道冲刷主要发生在枯水河槽;蓄水后分汊河段两汊中短汊发展较快,支汊有所萎缩。江心洲洲体冲刷萎缩,但受近年来实施的航道整治工程制约,这一冲刷趋势有所减缓。研究成果可为坝下游弯曲分汊河段的河道规划、设计及治理等提供参考。     

葛洲坝枢纽下游河段河床演变分析

为研究三峡施工期及运用后,葛洲坝枢纽下游河段河床演变及水位变化对航运的影响,根据实测资料,对葛洲坝枢纽下游河段的水沙过程及河床演变、宜昌水位下降的情况进行了分析.认为近坝段经过葛洲坝施工期及正常运行期,河床已处于相对平衡.宜昌枯水位的降低主要是由于泥沙补给减少、人工采挖沙石骨料以及近坝段河床明显冲刷造成的.坝下游枯水航道问题可通过调度和工程措施途径解决.     

长江宜昌河段低水位变化研究

长江宜昌站低水位的演变呈下降趋势,主要原因是河道采砂及水库拦砂引起下游河床冲刷下切,从１９７３年初至１９９８年初流量４ ０００ｍ３/ｓ时相应水位下降了１．１１ｍ。分析研究河道冲淤量、糙率、比降变化对低水位的影响,表明:三峡水库初期蓄水运用,本河段冲刷引起低水位下降的空间不大;宜昌低水位属长河槽控制,虎牙滩以下控制河段冲刷或采砂对该河段低水位下降影响较大;本河段淤积对低水位抬升影响较大。     

涉河工程影响下长江中游河道演变及水力特性变化研究

三峡工程运行后，长江中下游河道发生了长距离、长历时的冲刷，河道水位及形态出现显著调整，对长江中游河床的影响最为明显。以三峡大坝下游宜昌至螺山站河段为研究区域，探究了长江中游河床冲淤、深泓变化、横向调整、床面糙率变化以及岸滩植被生长等在三峡水库运行前后的变化规律，并分析其与同流量下洪、中、枯水位变化之间的联系。结果表明：三峡水库蓄水后，河床横向形态变化有助于岸线的展宽；2001～2009年间河床糙率显著增加，并自2009年以来河段粗化作用基本完成；而河段沿程深泓变化则与相应的中、枯水位的变化规律一致。该研究成果可为长江中游河道治理、防洪规划及蓄滞洪区的利用等提供理论参考。     

三峡水库运用后长江中下游枯水位变化成因研究

研究河流枯水位及极低水位变化对河流安全和高效利用具有重要意义。采用实测资料分析的方法,对三峡水库蓄水运用以来长江中下游河段的枯水位变化趋势及成因进行研究。结果表明,三峡水库蓄水运用以来,长江中游河段枯水位出现累计性下降,其中以荆江河段最为显著。2019年宜昌以下长江干流段更是出现三峡水库蓄水以来最为严重的极低水位情况。成因分析表明,枯水位累积性下降主要与枯水河槽冲刷有关,而极低水位出现主要是受枯水河槽冲刷和支流来水减少影响。其中,沙市站极低水位是枯水河槽严重冲刷下切所致;螺山站、汉口站的极低水位是枯水河槽冲刷下切和支流来水偏少共同导致的结果,大通站极低水位主要是受支流来水严重偏枯的影响。     

三峡水库下游近坝沙卵石河段演变规律研究

经过比较三峡水库蓄水后宜昌至大布街河段河床演变预测成果与实际观测数据之间的差异,分析了形成这种差异的原因。结果显示：陈二口以上的河床冲刷,是导致宜昌枯水位下降的主要原因;大布街以下沙质河床的冲刷,虽对陈二口以上河段枯水位影响较小,但却是造成芦家河水道枯期坡陡流急现象的主要原因。以往研究成果与三峡蓄水后实测数据存在差异的主要原因是,预测研究中对芦家河水道河床组成的模拟准确性不够、忽略了沿程冲刷不均匀分布的特性等。     

枝江港区河段河床演变趋势分析

利用1980年以来枝江河段实测资料,对港区河段演变特征进行深入分析,结合三峡水库蓄水后河段水沙条件变化特征,预估河段演变趋势.其结果表明,河段河床变形将以纵向冲刷为主,由此可能造成该河段及上游枯水位下降,受洪水出现几率减小及河床边界稳定性的影响,分汊段主支异位的可能性较小.研究结果可为港区码头工程建设提供参考.     

葛洲坝枢纽下游河段河床演变分析

 为研究三峡施工期及运用后，葛洲坝枢纽下游河段河床演变及水位变化对航运的影响，根据实测资料，对葛洲坝枢纽下游河段的水沙过程及河床演变、宜昌水位下降的情况进行了分析。认为近坝段经过葛洲坝施工期及正常运行期，河床已处于相对平衡。宜昌枯水位的降低主要是由于泥沙补给减少、人工采挖沙石骨料以及近坝段河床明显冲刷造成的。坝下游枯水航道问题可通过调度和工程措施途径解决。     

葛洲坝下游胭脂坝河床护底工程效果分析

自葛洲坝工程动工及运行以来,坝下游河段冲刷下切,致使宜昌枯水位逐步下降,因此,必须对河床实施工程保护,以遏制宜昌枯水位进一步下降。简要介绍了护底工程结构、工程布置及施工情况。结合实测数据和计算成果,分析了护底区域河床演变、糙率、水位的变化。结果表明,护底工程对河床有较好的保护效果,对遏制宜昌枯水位的下降亦有一定的作用。     

三峡水库蓄水以来下游近坝河段冲淤分布特征及成因

针对三峡水库下游近坝段宜昌至陈家湾河段,采用三峡水库蓄水以来的实测地形与河床组成资料,分析了河床冲淤分布特征及成因。结果表明:河段内冲刷强度沿程分布不均,但主冲刷带总体呈现自上而下发展的规律,其发展速率约为8.1 km/a,主冲刷带现已发展至杨家垴以下。由于放宽段细沙沉积物较多且中枯水期水流动力较强,加之三峡水库蓄水后洪峰消减、中水历时延长,导致放宽段冲刷强度大于束窄段。冲刷变形强度在纵向和横向的不均匀分布,是水流条件、河床组成与人类活动综合作用的结果,有关的规律性认识可为河道治理提供参考。     

三峡工程坝下游河段控制节点演变及护底试验效果分析

为了解三峡工程坝下游河段控制节点演变的规律及护底试验效果,针对宜昌枯水位的控制特点,遴选出胭脂坝、南阳碛、芦家河浅滩等控制节点,在原型观测资料的基础上分析了坝下游河段控制节点的演变趋势及其对宜昌枯水位的控制特性,并对控制节点之一的胭脂坝节点护底保护试验工程进行了长期跟踪观测和分析研究,认为采用抛石填槽、砼系结块软体排护底工程对河床防冲效果明显,护底工程不仅很好地保护了河床,同时对河段还有一定的加糙壅水作用,从而在一定程度上抑制了宜昌枯水位的下降。     

水道地形观测误差分析及改进措施

水库建成后,水库淤积及坝下游冲刷是重点研究的内容。水道地形资料是分析研究水库淤积及坝下游河床冲淤演变的重要依据。通过水道地形观测误差来源及实测数据分析,提出了测深仪选型、等精度观测等改进措施,并在三峡水库淤积及坝下游荆江河段河床冲刷演变观测中得到成功应用。