(8) 洞庭湖的调蓄作用需要恢复和提高

洞庭湖是长江中下游防汛体系中重要的组成部分。在汛期，通过三口分流（参见图7），洞庭湖可以削减枝城洪峰6200～27800m3/s，平均17500m3/s，对减轻荆江的洪水压力有重要作用。但从上世纪60年代以来，由于荆江裁弯和葛洲坝枢纽的修建，使荆江同流量水位降低，同时加上洞庭湖三口分洪道的淤积，使三口分流能力日益减少。目前三口的分流比已经降低到上世纪五、六十年代的一半以下（参见表8）。因此，洞庭湖调蓄长江洪水的能力已经有了巨大的降低。




根据文献提供的资料，比较1954年和1998年两场数量级相近的洪水发生时洞庭湖调蓄能力的差别（参见表9、10）。由表可见，1954年洪水发生时，洞庭湖分洪969亿m3，调蓄洪水561亿m3，而当1998年洪水发生时，洞庭湖三口分洪728亿m3，调蓄洪水250亿m3。两次洪水相比，三口分洪量减少241亿m3，调蓄洪水能力减少了311亿m3，由此可见，如果在现状下发生1954年型的洪水，即使增加了三峡水库的防洪库容，长江中下游需要安排的分洪量将超过《长江流域综合规划》中估计的数量。鉴于在长江两岸安排滞蓄洪区的困难很多，在三峡工程转入运用后，采用工程措施，增加洞庭湖的三口分洪能力，恢复洞庭湖对长江洪水的调蓄作用，是十分必要的。







图4 荆江和洞庭湖平面形势图

作者简介：张仁，清华大学教授，三峡工程泥沙专家组专家。








文章作者： 张仁　　责任编辑：刘丽

长江三峡工程航道泥沙原型观测2006～2007年度分析报告通过交通部审查

作者：hdgh 文章来源：本站原创 点击数：172 更新时间：2007-12-5
交通部水运司于2007年11月20日在武汉主持召开了“长江三峡工程航道泥沙原型观测2006～2007年度分析报告”（以下简称“分析报告”）审查会，参加会议的有国务院三峡办水库司，交通部科教司、规划司、西部中心，长江水利委员会，三峡总公司，长江航务管理局等单位代表及特邀专家共计39人。会议听取了我局“长江三峡工程航道泥沙原型观测2006～2007年度工作报告”及长江航道规划设计研究院和长江重庆航运工程勘察设计院“分析报告”的汇报并进行了认真的讨论。

会议认为：我局根据《长江三峡工程2003～2009年航道部分的泥沙原型观测规划》的总体安排，组织完成了2006～2007年度原型观测和资料分析工作，观测、分析工作符合交通部《三峡工程航道泥沙原型观测及资料分析工作管理办法》的要求，工作深度满足原型观测和分析工作的技术要求。观测工作中广泛采用了河道地形测量及水文测验方面的先进技术，提高了工作效率和工作质量，并结合了航道维护、建设、科研及长江委水文局开展的相关观测工作。实测资料可靠，成果较全面地反映了库尾变动回水区和坝下游的水沙及航道变化的实际情况。“分析报告”在2003年以来原型观测分析成果的基础上，对主要滩险的演变及航道变化进行了分析，并与已有的科研成果进行了对比，揭示了三峡水库蓄水以来重点滩险的变化特征。采用的技术路线正确、资料翔实、内容丰富、结论可信。为航道维护、建设、管理、科研及协调水库调度运行方案提供了良好基础和技术支持。

会议原则同意2007-2008年度的原型观测工作计划，在下一步工作中，还应更广泛地收集航道维护及长江委等部门的资料和成果，结合重点滩险及桥区碍航的实际情况，适当调整观测内容，并密切关注今年汛后蓄水计划，如蓄水位进一步抬高，需相应调整工作计划，还应在观测工作中，改进和提高观测技术和手段；注重长河段总体河势的分析研究，并与水利部门长河段、长周期变化的研究进行衔接和协调；分析工作中应结合水库蓄水调度过程，关注库尾及坝下游重点碍航滩险的变化过程，探索变化规律，为航道维护和建设提供技术支撑。

由于《长江三峡工程2003～2009年航道部分的泥沙原型观测规划》的工作在2009年将告一段落，三峡水利枢纽工程完工和水库蓄水位提高，加之长江上游水利水电工程的建设将进一步影响观测范围内的航道演变，2009年以后继续开展原型观测工作是必要的。会议建议：我局按照国务院三峡工程建设委员会有关文件的精神，结合三峡工程蓄水进程及重点滩险的航道变化，着手制定2009年以后的原型观测和分析工作规划。

三峡工程泥沙研究与实测成果分析结论概述


中央政府门户网站　www.gov.cn　　 2006年05月16日　　 来源：中国三峡网站


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据宜昌水文站40年来资料，长江多年平均输沙量5.3亿吨，三峡坝址处年均来水量4510亿立方米，平均含沙量1.2公斤/立方米，仅相当黄河的1/30(黄河年输沙量16亿吨，年水量450亿立方米，平均含沙量37公斤/立方米)。但为中国可持续发展的千年大计，泥沙问题仍被列入三峡工程建设中的一个重大技术问题。三峡建委于1993年9月即成立了由权威专家组成的泥沙专家组，拟定了泥沙科研的规划和计划。组织了水利部、交通部和高等院校以及中国科学院有关单位，就坝区、坝下游和水库回水变动区的泥沙问题全面开展深入研究。全国有几十个科研、设计单位，数以千计的科研人员、工程技术人员参与这项工作。这个庞大的科学团队，在过去研究的基础上，按不同的课题，分工协作，共同努力，为探索泥沙运动规律和拟定相应的对策和措施，进行了大量的观测、计算、分析和研究。以便优化枢纽设计和水库运行以及通航需要的水深和水流条件，提供港口码头建设和发展的基本资料，保证长江水道的贯通。

结合几十年来中国科研成果，经10年的努力，三峡工程泥沙研究己取得一批具有国际先进水平的成果。研究结果表明：三峡水库调度采用“蓄清排浑”方式，即汛期6至9月（来水量占61%，来沙量占84%）将水库水位降至145米高程，大量泥沙通过23个泄洪深孔排至下游，非汛期的10月至次年5月水库蓄至正常水位175米的运行方式，水库运行80至100年后达到冲淤平衡，有效库容仍可保持在86%至92%。水库初始运行的30年内，无论坝区、变动回水区，泥沙淤积不会对航运和发电造成不良影响。此后再过几十年，在特殊枯水年，水库降至最低水位时，对变动回水区航道和港口作业会有影响；但可通过优化水库调度、航道整治和港口改造解决予以解决。水库运行100年后，重庆市在百年一遇洪水时，长江水位从194.3米高程上升至199米高程，而重庆市中心地区高程在250米以上，无大影响。

据2003年6月初至2004年5月底的观测资料，三峡水库蓄水一年来，入库泥沙约2.16亿吨，淤积在水库内的泥沙约1.3亿吨；水库排沙比约为40％，淤积部位主要集中在主槽；沿程分布看，越靠近坝前，淤积强度越大，最大淤积厚度为26.7米，在坝前约3.4公里处。与论证和可行性研究阶段的成果比较，库区泥沙淤积基本在预测范围内，水库泥沙淤积情况比预计有所减少。

由于三峡水库调蓄作用，进入长江中下游河道的水沙过程发生明显改善。其表现为：枯水期流量增加，有利于中下游航运条件的改善；中等水流量历时加长，洪峰消减，流量变幅减小，有利于防洪；下泄水流含沙量明显减小，颗粒级配发生变化，大坝下游较长距离出现冲刷(其中宜昌至城陵矶河段全长333公里，冲刷量达1.3亿吨)，洞庭湖淤积减缓。但大坝下游冲刷比预计来得早，而且偏严重，对堤防、护岸产生不利影响，易引发新崩岸，应引起高度重视。

现在，各有关研究课题已通过了专家鉴定验收。有关部门和单位正采取进一步措施：一是加强原型观测（增加内容、频次，扩大范围，增添新仪器，加快分析）；二是加强对重大问题的进一步研究，如泥沙运动理论，河势变化规律，防洪实时调度，江湖关系变化等；三是启动前期工作，包括河道治理，湖区污染治理，崩岸应急抢险预案，分蓄洪区建设等等。此外，为配合泥沙研究工作，三峡总公司还组织开展了坝区水文、泥沙的观测。

当然，要彻底解决泥沙问题，必须加速长江上游植树造林和水土流失治理工作，中国政府对此一直十分重视，下决心长期坚持下去，作出成效。尽管在长江上游兴建诸如溪洛渡、向家坝水库等工程可减少进入三峡水库的泥沙量，但根本上讲，还要植树造林，减少长江上游的水土流失。长江中上游水土流失面积共约30万平方公里，几年来，中央投资约12亿元，累计综合治理水土流失面积约5.8万平方公里。防护林建设方面，从1989年至今累计造林4万多平方公里，使200多个县的水土流失得到了初步治理。近年来，长江上游各地政府遵照国务院“西部大开发”战略和“退耕还林、退耕还草”决策，加大投资力度，加强流域综合治理，取得较大成效。当然，从根本上治理长江上游的水土流失，还需要几十年的不懈的努力。

三峡175米蓄水不会淤积大规模泥沙





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　　新华网宜昌9月12日电(记者魏梦佳黎昌政)中国三峡总公司副总经理曹广晶在接受新华社记者专访时表示，即将进行的三峡175米试验性蓄水，不会造成大规模泥沙淤积。

　　曹广晶说，早在2001年，三峡总公司就对三峡蓄水后的泥沙淤积、来水来沙情况制定了详细观测计划。三峡蓄水后，公司根据实际情况每年对观测计划进行调整，还在某些江段加密观测。根据监测数据，清华大学、重庆大学、长江科学院等机构进行了数学模型推算和物理模型试验，均表明三峡175米蓄水不会造成大规模泥沙淤积。

　　有人担心蓄水175米后，泥沙於积会影响重庆港。对此，曹广晶表示，蓄水135米时，库区回水到达涪陵，通过对不同流量、水位、冲刷时间的泥沙淤积情况进行加密监测，发现涪陵没有大规模泥沙淤积。重庆港和涪陵地区都处于两江交汇，条件类似，根据数学模型推算和物理模型试验，蓄水到175米后，重庆港也不会出现大规模泥沙淤积。

　　曹广晶说，三峡水库泥沙淤积是一个漫长的动态过程，还需在后期进行大规模监测，并采取相应措施。这次试验性蓄水，包含验证原有数学模型、对原有泥沙淤积冲刷规律进行观测分析的目的，也便于在175米条件下开展各种实证研究和分析，为正式蓄水积累资料。

　　由于上游修建水库拦蓄部分泥沙、退耕还林、径流量周期性减少等因素，近年来三峡水库来沙量明显减少。数据表明，2003年蓄水至135米水位以后，每年平均入库泥沙量为2.1亿吨左右，远少于当初预计的5.3亿吨。

三峡水库库尾淤积问题 顶一下
顶的人数访中国科学院研究员郭来喜
和黄河上的三门峡工程一样，他们拿出的第一条理由就是中下 游防洪，你的信对这个问题是不是有所触及?
　▲ 这正是我所提到的第一个问题: 如何正确评估三峡工程的防洪效益。对
　　1870年型洪水而言，三峡工程221·5亿立方米的防洪库容，只相当于58小时的流量； 如果上游的暴雨与中下游地区重合，仍会有较大的洪水危害，因此不能把三峡工 程的防洪效益过分夸大。至于1991年华东特大洪水，它与长江中上游来水是没有多 大关系的，不应作为三峡工程上马的理由。
　　
　□ 这200亿立方米的防洪库容有保障吗? 当年三门峡工程360亿立方米库容中 也有80亿立方米作为防洪预留，可是还没等洪水来到，甚至水库还没有建好，库尾 淤积已经使得使得原先设计难以实现。这情形会不会发生在三峡工程上? 据说“蓄 清排浑”的运用可以解决这一难题?
　▲ 所有的人都知道，长江泥沙的高峰和最大的洪水量是同时出现的，这时你 到底是出于防洪而拦还是为减少泥沙而排洪? 即使通过大坝底孔加大排沙量，这个 长达600多公里的峡谷型水库，怎么能使上中段泥沙通过排沙孔下泄而减少有效库 容内的淤积? 美国科罗拉多河的米德湖水库就有这方面的惨痛教训，而它的水库长 只不过177公里，仅相当于三峡水库的29·5%，年输沙量也只有1·9亿立方米，只 相当于三峡水库来沙量的35·2%。实际运行结果，泥沙并不沉积在设计者所主张的 死库容内，而是沉积在有效库容中，使库尾严重淤积。只因可科拉多河没有通航功 能，这现象没有引起人们的特别关注。
　　 　□ 说到库尾淤积，三门峡工程是开工不到两年渭洛河口就塞上了，三峡呢? 对1981年四川大水大家还都记忆犹新，三峡工程的库尾淤积对这一类型的洪水的防 止会有什么影响?
　　
▲ 三峡水库建成后，达到正常蓄水高程，河流侵蚀基面抬高，水流必然减慢， 影响洪水下泄，延长滞洪时间，肯定会加重上游地区的防洪负担。更况且，水库运 行若干年后，如遇百年一遇洪水，重庆朝天门水位可达202米，比现在的情形高出7· 7米，这在人口稠密的四川盆地的长江两岸又需增加多少移民和损失?!
特别在论证 报告中已明确写到: “变动回水区和坝区的泥沙，淤积问题已有模型试验成果，但 如何治理，特别是重庆港区水域的治理问题，尚缺少试验研究成果”，这就是说， 水库变动区的碍航、库尾淤积有可能使重庆以上的长江、嘉陵江形成拦门沙而碍航 的问题并没有得到解决。1990年7月6日下午4时许，在中南海国务院第一会议室三 峡工程展览室，三峡工程筹建处哈总工程师私下和其密友交谈时也不得不承认这点， 并且说钱正英部长不让谈这个问题，怕影响论证。
　　
□ 一般人，我想也包括在人大通过时投赞成票的代表的印象是，恰如邹家华
的报告里说的，“三峡工程建成后，将改善通航条件，为繁荣长江航运事业创造条 件”，难道这些晦暗之处连他也是瞒着的么?
　▲ 也不是这么绝对。论证报告里就有: “三峡水库的调度运用涉及个各方面，防洪、发电、航运都有各自的要求，有一致的方面，也有不一致的方面。许多航运 专家都认为，如果三峡水库经常运用于拦蓄一般洪水，或者三峡电站承担调峰任务 太重，都将严重影响三峡工程通航条件，使航运效益受到损害。”重要的是，这些 结论是专家组的意见，不是哪个人的见解。只讲表面的巨大效益，不谈其内在的矛 盾，给人以什么都好的错觉，不是实事求是的态度! 还不必说，三峡工程施工断航 其间，四川每年上千万吨的货物出入，采用什么办法加以补救? 靠现有的铁路、公 路能承担多少运量? 要增加多少投资与运行费用?
　　 发表时间：2008-5-12 17:38:11

三峡工程泥沙问题通俗解读

本刊记者


　　写在前面

　　三峡工程泥沙研究历时半个多世纪，各个时期权威的专家、学者都被国家搜罗其中参与论证，其历时之长规模之大，属全球仅有。尽管三峡工程建设历十余年施工已接近尾声，水库蓄水运行后论证结论已得到初步验证，但人们对三峡工程泥沙问题的关注甚或担忧并没有减轻。其个中原因，一是由于泥沙学科专业性极强，普通大众不经认真学习一时难于真切了解，二是泥沙运动的随机性复杂性，即便同是专业人员，认识也不可能一致。

　　三峡工程蓄水后，长江泥沙将在水库淤积，这关系到水库能否长期使用，变动回水区航道能否畅通，港区船舶能否安全停靠码头，以及船闸、升船机、水电站能否正常运行。同时，水库清水下泄又使下游河床发生冲刷、水位降低、江湖关系改变，这些问题又影响着下游的防洪与航运。

　　泥沙受水流作用而运动，反过来又影响水流。泥沙运动与水文气象一样，具有随机的特点。对于天然河道泥沙运动的观测是无法做到精确的，即使各方面条件相同，几次观测所得数据也常有差异，这就使泥沙问题变得异常复杂。任何运动（事物）都有规律可循，泥沙运动当然亦不例外。但目前人们对于泥沙的认识，主要还是来自于经验，以及建立在经验基础上的近似的模型计算与模拟试验。这就决定了泥沙研究只能定性而难于定量。对未来的泥沙运动的预测只可能是接近而不可能准确。于是，对同一边界条件的泥沙问题，人们的看法常常不一致，甚至相反。

　　有两本大书，《长江三峡水利枢纽初步设计报告?工程泥沙问题研究》和《三峡工程泥沙研究》，是关于三峡泥沙问题最权威、最详尽的研究成果。作者在研读的基础上结合《长江三峡工程围堰发电期（2003-2005）水文泥沙观测简要成果》撰成此文，意在向关心三峡工程泥沙问题的普通大众作一通俗介绍。

　　人们对三峡水库寿命的担忧

　　人们对三峡泥沙问题的担忧主要是体现这样几个方面：

　　泥沙淤积水库能否长期使用?

变动回水区航道能否畅通?

　　港区船舶能否安全停靠码头?

　　船闸、升船机、水电站能否正常运行?

　　水库清水下泄使下游河床发生冲刷、水位降低、江湖关系改变，这些问题对下游的防洪与航运有何影响?

　　三峡泥沙问题研究过程

　　名词解释

　　泥沙 在流体中运动或受水流、风力、波浪、冰川及重力作用移动后沉积下来的固体颗粒碎屑即为泥沙。

　　悬移质泥沙 悬移质泥沙是指悬浮在水中同水流一起运动的泥沙，其颗粒较细，是河流泥沙中的主要成分。

　　推移质泥沙 推移质泥沙是指在河川表面以跳跃方式、滚动方式、滑动方式移动的泥沙，其颗粒较粗，运动速度较慢。推移质泥沙中，粒径小于2mm称为沙质推移质，2～16mm的称为砾石推移质，大于16mm的称为卵石推移质。

　　在解读上述问题之前，先对三峡工程泥沙问题研究的基本情况作一简单介绍，这有助于我们了解泥沙问题时有一个宏阔的背景。

　　三峡工程泥沙问题研究在20世纪50年代即已开始。1958年，党中央提出三峡工程“积极准备、充分可靠”的建设方针后，国家组织全国性的科研大协作，集中力量做了如下工作：

　　整编建国以来长江的泥沙资料；

　　研究分析卵石岩性、矿物成分，以利取得推移质泥沙的来源和数量；

研究水库调度运行方式对泥沙的影响；

　　观测三峡典型河段和已建成的丹江口水库上下游泥沙运行，以为研究库尾变动回水区和港区泥沙淤积提供验证和参考；

　　对库尾变动回水区进行现场调查，修建合江至涪陵库段泥沙模型，研究卵石推移质泥沙对重庆河段和港区的影响。

　　1970年12月，作为三峡工程“实战准备”的葛洲坝工程开工，国家集中力量研究了葛洲坝工程的泥沙问题。这期间，关于三峡工程的泥沙研究做了如下工作：

　　在长江干流朱沱、寸滩、万县、宜昌等控制性水文站进行近底层悬沙检测，查明各站历年实测大于0.1毫米的床沙质泥沙年输沙量误差不大；

　　研究长江上游流域产沙（悬沙）特性及来沙量的多年变化；

　　全面开展砂砾、卵石推移质检测，弄清三峡工程上下流分河段砂砾、卵石推移质的年输沙量、粒配、岩矿组成以及输移特性；

　　通过丹江口水库常年回水区上段不平衡输沙观测研究，提出一维数学模型，并用电子计算机进行水库泥沙冲淤过程计算；

　　借鉴葛洲坝枢纽坝区泥沙河势问题的研究经验研究三峡河势及三峡坝区泥沙问题；

　　勘察宜昌以下干流河床组成，计算建库后下流河床冲刷程度。