三峡水库蓄水前后大通水文站泥沙变化过程分析

《水资源研究》第31卷第3期(总第116期)2010年9月三峡水库蓄水前后大通水文站泥沙变化过程分析包伟静，曹双，林红(长江下游水文水资源勘测局，江苏南京210011)摘要：根据1953～2009年大通水文站水沙过程监测资料，分析了三峡水库2003年蓄水前后长江下游大通水文站泥沙变化过程。三峡水库蓄水前(1953—2002)的多年平均径流量为9O11亿m、多年平均输沙量为4．27亿t；蓄水后(2003～2009年)的多年平均径流量为8l21亿m、多年平均输沙量为1．14亿t；蓄水后与蓄水前相比，年平均输沙量减小了73．3％，多年平均径流量虽有减小，但减小的幅度相对要小，约为9．9％；从年内分配变化看，三峡水库蓄水后沙量大幅减少主要发生在汛期5～10月间，蓄水后5～1O月多年平均输沙率减少约67％、多年平均含沙量减少约65％；从主汛期6～8月间变化看，平均含沙量较蓄水前总体呈下降趋势，蓄水前主汛期平均含沙量均值为0．632kg／m，蓄水后主汛期平均含沙量均值为0．218kg／m，与蓄水前相比主汛期含沙量均值减小了65．5％。关键词：三峡工程；径流量；输沙量；含沙量；长江中下游程度低于中等颗粒和粗颗粒。本文主要对三峡水库蓄水前后大1概述通站泥沙过程监测资料进行统计分析，研究三峡水库蓄水对河长江三峡水库建成运用之后，来自上游的泥沙滞留于库区，口地区的泥沙过程的影响，为减少不利影响提供决策依据。出库泥沙量减少，坝下河床冲刷，支流湖泊供沙也发生变化，这2大通水文站基本情况使进入河口地区的泥沙有所减少。研究长江三峡水库的运用对长江口径流来沙的影响，对于河口地区的港口修建、航道维护、大通站距河口624km，集水面积1705000km，大通站以滩涂围垦、工农业生产及生态环境保护等有着重要的意义。下有青弋江、水阳江、裕溪河、滁河、秦淮河等支流入汇长江，各宜昌站虽在三峡大坝下游40km处，三峡大坝建坝后宜昌支流多年平均流量之和仅占大通站的4％左右，因此常以该站站的输沙量基本上可代表三峡水库出库泥沙量。长江水利委员作为大通以下河段的代表站。大通站水文测验始于1922年，测会等单位以5．52亿t／a作为三峡大坝建坝前宜昌站的平均输流位置原在梅埂下游25km的横港，1934年上移梅埂至今，建沙量进行计算，估算得到了建坝百年内出库泥沙量的变化⋯，国以后1950—2009年有完整的流量资料，1951年、1953～2009认为大坝建成后的第1个10a平均出库泥沙量为1．541亿t／a，年共有58a完整的泥沙整编成果。为建坝前的27．9％，以后出库泥沙量逐渐增加，至第1O个10a大通河段干流长21．8km，属微弯分汊型河道。按河势特的平均输沙量为4．414亿t／a，仍只有建坝前的79．9％。文献点可分为两段，上段自下江口至梅埂为顺直单一段，长约9．5[2]依据实测资料(1954～1989年)统计计算了宜昌、大通及中km，上游贵池河段水流在桂家坝附近汇合，由下江口进人大通间水文站各粒径组泥沙多年平均输沙量，建立了宜昌和大通两河段。下段自梅埂至羊山矶，为微弯分汉段，干流全长约l2．3站不同粒径组泥沙输沙量之间的关系；在此基础上，根据一维数km，汉道内有和悦洲。目前左汉为主汊，河道顺直；右汉为支学模型的计算结果，分析了三峡工程蓄水后宜昌站各粒径组泥汊，水流在大通镇附近转向，与左汉水流在王家冲附近汇合后，沙的来沙量的减少及大通站各粒径组泥沙输沙量相应的变化，经羊山矶节点挑流进入铜官山河段。羊山矶下游0．9km处有认为三峡水库建成蓄水运用后，宜昌站的来沙量只有建库前的铜陵长江公路大桥，大通河段河势见图1。28．3％。由于下游沿程支流汇人，在不考虑冲刷恢复的条件大通河段为感潮河段，枯水期有一定的潮汐影响；上游距鄱下，大通站的来沙量比建库前减少约40％，其中细颗粒减少的收稿日期：2010—04—26作者简介：包伟静，女，工程师，主要从事水文泥沙河道整治分析工作。2l 阳湖湖口约214km，同时也受鄱阳湖进出流量的影响。资料分析表明，1953～2002年(三峡工程蓄水前)大通站平均含沙量在0．350～0．936kg／m问变化，含沙量平均值为0．6323径流量、输沙量变化分析kg／m；2003～2009年(三峡工程蓄水后)平均含沙量明显减小，宜昌水文站代表了长江上游的来沙量，其年平均输沙量为即在0．15～0．32kg／m间变化，含沙量平均值为0．218kg／m，5．01亿t(1950～2000年)；大通水文站以下为感潮河段，其输与三峡工程蓄水前相比，含沙量均值减小了65．5％。沙量代表了长江进入河口地区的泥沙，平均输沙量为4．33亿t／a(1950—2000年)，长江进入河口地区的泥沙主要来自上游地区。。■壤789lO11l2月份图2大通水文站三峡水库蓄水前后月均流量变化400003500030000。25000一一一一一一一。20000斟图1大通河段河势15000梓：loooo大通站1953～2009年的多年平均径流量与多年平均输沙量见表1。5000-lmm,m,,L,L。III。I．1．1．LlLlo表1大通水文站多年平均径流量与多年平均输沙量统计表1234567891olll2月份图3大通水文站三峡水库蓄水前后月均输沙量变化0807由表1可知，三峡水库蓄水前(1953～2002)的多年平均径O·6流量为9Ol1亿m’、多年平均输沙量为4．27亿t，蓄水后(2003o5～2009年)多年平均径流量为8121亿m、多年平均输沙量为二o141．14亿t；与蓄水前相比，三峡水库蓄水后年平均输沙量减小了0273．3％，多年平均径流量虽有减小，但减小的幅度相对要小，约OJ为9．9％。O7891o1112大通站来水来沙年内分配统计资料分析表明，来水来沙主月份要集中在汛期5～10月，三峡水库蓄水前5～lO月来水量约占全年的70．85％、来沙量约占全年的87．5％；蓄水后5～l0月来图4大通水文站三峡水库蓄水前后月均含沙量变化水量约占全年的68．4l％、来沙量约占全年的81．5％。从年内分配水量变化看，三峡水库蓄水前后1～7月月均流量呈递增趋1．oo．9势，7月份达最大，7月份以后不断递减，蓄水前后的水量总体变o．8O．7化不大，见图2；三峡水库蓄水前1～7月沙量总体呈逐渐增加n争趋势，尤其是6～7月增幅最大，蓄水后1～7月沙量也不断增∞蒯加，但增幅有所减小。从年内分配变化看，三峡水库蓄水后沙量把的大幅减少主要发生在汛期5～lO月，与蓄水前相比，蓄水后5霜}～10月多年平均输沙率减少了67％，多年平均含沙量减少了65％，三峡水库蓄水前后大通站月均输沙率、月均含沙量变化分别见图3、图4。图5大通站主汛期6～8月平均含沙量变化4主汛期平均含沙量变化图5为大通站主汛期6～8月平均含沙量变化图。由统计22 势，蓄水前平均含沙量均值为0．632kg／m，蓄水后均值为0．2185结语kg／m，与蓄水前相比主汛期含沙量均值减小了65．5％。综上所述，三峡工程蓄水后，大通站多年平均径流量、输沙参考文献：量较蓄水前均有不同程度的减小，分别减小了9．9％、73．3％；[1]三峡泥沙课题组．长江三峡工程泥沙问题研究(第八卷)北京：从年内分配变化看，沙量的大幅减少主要发生在汛期5～1O月，知识产权出版社，2002：1～520即5～10月多年平均输沙率减少了67％、平均含沙量减少了[2]陈立，吴门伍，张俊勇．三峡工程蓄水运用对长江口径流来沙的65％；大通站主汛期6～8月平均含沙量较蓄水前总体呈下降趋影响．长江流域资源与环境．2003，12(1)：50—54．(上接第20页)表8白杨河流域不同年代径流量丰枯变化表亿m表现为不同程度的增加，除730站径流量呈较弱的减少趋势外，的减少趋势。距平分析法表明年降水量在2O世纪的8O～90年其余两站径流量呈不显著的增加趋势。代呈减少的趋势，这与趋势系数法分析结果一致，90年代之后，表7径流量趋势系数法分析表各站蒸发量有起有伏，无一致变化规律，但变化幅度较小。(3)白杨河流域各河流年最大流量与区域融雪和多降水时节基本一致，年径流量的年际变化相对较大。运用趋势系数法分析，除730站R=一0．12呈较弱的减少趋势外，其余各站R>0，呈现出增加的趋势，但增加的程度不多。距平分析法表注：}表示通过0．01的显著性检验，}表示通过0．05的显著性检明：年径流量在20世纪60～80年代前期大体处于稳定状态，80验，一表示未通过显著性检验。年代中期至90年代径流量呈增加趋势，9O年代以后，各站径流量均有减少，由此可见，流域径流量60年代至世纪末呈现出“平5结论一枯”的变化趋势。(1)白杨河流域降水量年内分配极不均匀，汛期降水量大参考文献：而集中，经趋势系数法分析，各站年降水量的趋势系数值除克拉[1]陈仁升，康尔泗，蓝永超，等．甘肃河西地区近5O年气象和水文序玛依站外均未通过0．05的显著性检验，即表明降水量的年际间列的变化趋势[J]．兰州大学学报(自然科学版)，2002，38(2)：163变化不大。距平分析法显示，年降水量从20世纪60～8O年代～l64．逐渐增加，8O～90年代呈下降趋势，但幅度较小，基本保持稳[2]李洋，魏晓妹，孙艳伟，等．石羊河流域水文要素变化特征分析定。[J]．水文，2007，27(3)，85—88．[3]曹治强，吴兑，昊晓京，等．1961～2005年中国大雾天气气候特征(2)水面蒸发的空间分布规律与降水相反，山区小、平原[J]．气象科技，2008，36(5)，556—560．大，西北部小、东南部大，蒸发量年内分配不均、年际变化不大。经趋势系数法分析，除额敏站呈增加趋势外，其余各站均呈较弱·小资料·日本开发探测深海资源机器人2O世纪60年代和70年代，海洋地质科学的飞速发展，揭人，旨在探测深藏于海底的锗钴镍等稀有金属资源。日本海洋示出海底是一个无比巨大的资源宝库。研究开发机构根据政府深海矿物资源开发的有关计划，设立了在世界海洋底下，广泛地存在着锰铁结核，初步分析，这些深海机器人开发项目，计划开发3个专门用于海底矿物勘探的结核中，含锰约25％～35％，铁约14％，镍约l％～1．8％，铜约机器人，它们均搭载资源探测传感器等设备，能把海底信息发送l％～1．6％，钴0．3％一1．5％。同时，这些结核的总量还在不回勘探船的接收装置。据悉，深海探测机器人的研发预算共计断地增加着。约30亿日元，机器人计划于2011年正式投入启用。据日本媒体透露，日本目前正在开发专用的深海探测机器(王明华)23