1986年6月，中央和国务院决定，要广泛组织各方面的专家对三峡工程作进一步论证。国务院成立了三峡工程论证领导小组，领导小组下设泥沙专家组。在此后长达8年的进一步论证中，对水库寿命问题、变动回水区泥沙淤积对航道港口的影响问题、水库泥沙淤积对重庆市洪水位的影响等进行了大量的补充调查、计算、试验，经过反复讨论研究，对上述问题得出了一致结论：“泥沙问题经过研究，已基本清楚，是可以解决的”。

　　1993年9月，国务院三峡工程建设委员会成立了三峡工程泥沙课题专家组。泥沙课题专家组组织水利部、交通部和高等院校以及中国科学院有关单位，就坝区、坝下游和水库回水区的泥沙问题进行深入研究。直至目前，研究仍在继续。

　　三峡水库能否长期使用

　　名词解释

　　原型观测 在河流现场进行的实地观测即为原型观测。

　　数学模型计算 为了一个特定目标，利用对象的内在规律和适当的数学工具，通过对问题进行必要的合理简化，用数学的语言作出假设，构造出能够描述客观事物的特征及其内在联系的数学表达式即是数学模型。数学模型计算是一种强有力的科研手段。数学模型将形象思维转化，缩短研究周期，特别是在电子计算机得到广泛应用的今天，这个优越性就更为突出。但是，数学模型也有其局限性，那就是在简化和抽象过程中必然造成某些失真。

　　物理模型试验 物理模型试验是指按一定的几何、物理关系用物理模型代替原型进行测试研究，并将研究结果用于原型的试验方法。

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

粒径 单颗泥沙的直径。

　　粒配 单位水流中大小泥沙的配合比。

　　防洪库容 水库允许的最高运行水位与汛期因防洪要求而不能突破的水位（汛限水位）之间的库容即为防洪库容。汛限水位是汛期水库运行的上限水位，这个水位根据水库下游防护对象的防洪标准和其他有关的防洪措施以及水库大坝的工程质量等情况来确定，水库在汛期的洪水位不得超过防洪限制水位，因为要预留一定的防洪库容，以备汛期洪水到来时予以调蓄。为抽象思维，突破了实际系统的约束，运用已有的数学研究成果可对对象进行深入的研究。用数学模型研究不需要很多的专用设备和工具，可以大大加快研究工作的进度

　　三峡水库来水来沙具有如下特点：

　　水库来水量大，含沙量相对较小，与黄河大不相同；

　　水库来水来沙大部分集中在汛期6～9月；

　　水库属典型的河道型水库，水体更新较快；

　　三峡水库采用“蓄清排浑”的调度运行方式：每年汛前将坝前水位控制在较低的防洪限制水位（145m），腾出库容防洪，除遇特大洪水库水位抬高外，整个讯期维持在145m水位运行，以排泄泥沙，减少库尾段泥沙淤积；汛末含沙量小的时期，将坝前水位逐步抬高至正常蓄水位（175m）。年末至第二年汛前，水位逐步消落，但水位不低于155m，以满足发电、航运的需要。采用这种调度方式，有利于减轻库尾淤积的不利影响，长期保留水库的大部分有效库容。

　　上个世纪50年代以来，国家组织力量先后开展了三峡水库河道、丹江口水库、葛洲坝水库原型观测，采用平衡输沙和不平衡输沙数学模型对三峡水库泥沙淤积进行了大量方案的淤积计算。

　　三峡工程可行性论证阶段，经丹江口水库输沙观测建立，经川江臭盐碛河段、荆江严家台放淤区大量原型观测验证的不平衡输沙数学模型应用于三峡泥沙淤积计算。该模型每一断面的含沙量不一定处于饱和输沙状态，可以计算冲淤过程悬移质粒配和床沙粒径的沿程变化。泥沙专家组认为，该模型具有国际先进水平。加拿大长江联合公司（CYJV）曾采用三个数学模型对三峡水库泥沙淤积进行对比计算，计算的结果，无论是淤积量、淤积公布都与该模型的计算十分吻合。CYJV认为：“中方采用的泥沙数学模型是一种可靠的预测工具”。

　　上述模型计算的结论是：按175-145-175米水位方案在水库运行100年后，按静库容计，防洪库容可保留85.8%。调节库容可保留91.5%。

　　附图：1、水库平面图（参见《移民实用地图》扉页）

　　2、坝前水位过程及多年月平均流量示意图（见《简要成果》p4）

　　3、防洪库容与调节库容示意图（见《简要成果》p4）

　　变动回水区航道能否畅通

　　名词解释

　　回水区、常年回水区、变动回水区

　　水库蓄水后，从大坝前缘到回水末端的河段，叫做回水区。当水库蓄水位为水库最低水位时，从大坝前缘到回水末端的河段，叫做常年回水区。当水库蓄水位为水库最高（正常）水位时，其回水末端要比最低水位时回水末端远。从最低蓄水位的回水末端到从最高蓄水位的回水末端之间的区域，叫做变动回水区。

　　水库回水区的长度不仅与水位有关，而且与流量有关。当水库蓄水位为防洪限制水位145m，上游来水为五年一遇(流量为61400立方米/秒)时，回水末端在重庆长寿附近。从大坝至重庆长寿河段为常年回水区。当三峡水库蓄水位为正常蓄水位175m，上游来水为五年一遇时，其回水末端在距坝660km的重庆江津。当水位在145m～175m之间上下浮动，回水的末端也便在长寿至江津之间游走，故从长寿至江津的河段被称为变动回水区。当汛后水位为正常蓄水位时，变动回水区为水库性质，当汛期水位为防洪限制水位时，变动回水区为天然河道性质。

　　三峡水库蓄水后，由于水位雍高，变动回水区的中下段将产生累积性性泥沙淤积，使原河床的边界对水流的控制作用减弱，局部河段发生河势调整。河道逐步向单一、规顺、微弯形态发展，航道、港区较建库前均有较大改善。由于河势调整、少数港区和局部航道可能需要进行局部整治，清除新航槽中的石梁、暗礁。变动回水区上段，由于汛期受回水影响很小，基本维持原天然状态，但汛后水位较天然情况雍高较多，因此改变了天然情况下汛期淤积、汛后冲刷的一般规律，使汛后走沙冲刷过程推迟。虽然从总体上说，航道、港区较建库前也有改善，但在特别枯水年枯水期或在丰沙年的水位消落后期，原有某些宽浅河段和凸岸港区，由于走沙冲刷期的推迟，可能出现短期航道尺度和港区水深、水域不足的情况。

　　为了研究最有可能因淤沙碍航的几个宽浅河段和凸岸港区，清华大学、水利水电科学研究院、长江科学院、天津水运工程科学研究院、武汉水利电力学院、南京水利科学研究院建立了重庆河段、铜锣峡河段、洛碛～长寿河段、青岩子河段、丝瓜碛河段、兰竹坝河段、江津青草背～剪刀峡河段共七个河段九座不同比尺的物理模型。其中，南京水科院建立的自江津青草背至涪陵剪刀峡模型长达800多米，是世界上最长的一个泥沙物理模型。

科研人员利用这些不同比尺长短模型对不同水位、不同流量的泥沙淤积进行试验，并与数学模型计算和实地观测相对照。经研究，变动回水区重点河段的泥沙淤积及期对航运的影响基本清楚，航道和港口存在的泥沙问题可以通过优化水库调度、港口改造、整治和疏浚等措施加以解决。根据研究结果，自三峡工程项1994年开工以来，已在变动回水区分期实施整治工程，效果良好。

　　附图：变动回水区与常年回水区示意图（见《简要成果》p5）

　　船闸、升船机、水电站能否正常运行

　　名词解释

　　深泓线 河道横断面中最深点的连线。

　　三峡建坝以后，上游来沙自然有一些要沉积在坝前。这些沉积的泥沙对航运和电站运行有多大影响呢？

　　研究坝区泥沙问题的前提条件，是大坝“已经”存在。所以，在论证设计阶段，泥沙实体模型试验成为研究坝区泥沙问题的主要手段。

　　坝区整体泥沙实体模型共有四座，长江科学院、清华大学、南京水利科学研究院、西南水运工程科学研究所各一座。之所以要建四座，是为了平行进行试验研究，以便相互验证。为研究枢纽各主要建筑的局部泥沙问题，长江科学院、武汉水利电力学院、清华大学又分别建造了研究电站排沙孔布置、大坝上下游引航道防淤措施的局部泥沙实体模型各一座。

　　泥沙对坝区通航的影响主要是水库运行若干年后，坝区河势会不会发生变化，大坝上下游引航道的水流条件能否满足航行要求。

　　三峡枢纽坝区河段河谷开阔，没有稳弯和浅滩河段，天然河势比较优越。坝上长约6公里的近坝河势比较顺直。枢纽泄洪坝段又布置在原主河槽。运行初期，上游洪水仍主要走原主河槽位置渲泄。模型试验结合数学模型计算发现，枢纽运行若干年后，洪水主流和深泓线仍比较顺直，天然河势也不会改变。

　　但试验发现，当枢纽运用80～90年，流量达到55900立方米/秒时，最大水面流速约4米/秒，在不设隔流堤的情况下，船闸上游引航道内的流速流态不能满足万吨级船队安全通航要求。三峡工程设计初期，是不准备设置隔流堤的。通过模型试验，最后确立了设置上游隔流堤的布置位置和具体尺寸。隔流堤将船闸和升船机引航道与主流隔开，引航道内水流条件大为改善，满足了通航要求。

　　设置游隔流堤后，其上下游引航道口门区在枢纽运行若干年后，会出现一定量的泥沙淤积。试验发现，枢纽运用30年，引航道的碍航淤积量很少，运用50年下游引航道年最大碍航淤积量约为60万立方米。可以采取疏浚措施解决。枢纽运用后期81～90年，坝区引航道的碍航淤积量较大，可以根据枢纽运用和上游建库实际情况，研究采用防淤、减淤结合冲沙闸引流冲沙加以清除。

　　三峡电厂26台机组布置在泄洪坝段两侧。三峡来水注流从设于大坝中段泄洪坝段的泄洪深孔和泄洪表孔渲泄，泄洪深孔孔底高程90米，泄洪表孔孔底高程158米。位于泄泄洪坝段两边的电站取水口孔底高程108米，比泄洪深孔高出近20米。进入坝区较粗粒径泥沙，大多经泄洪深孔排走。在电站取水口的下方，设有8个孔底高程为？米和？米的排沙孔，靠近山体的部分机组取水口前不能从泄洪深孔排出的泥沙，便可以通过启动这些排沙孔排出。

事实上，枢纽运用初期的前几十年，进入坝区的泥沙含沙量小，粒径细，分布均匀，对机组运行并无大碍。只是在枢纽运用后期90年，进入泥沙量和粒径有所增大，但只要启动排沙孔，问题仍能解决，泥沙对三峡机组运行没有重大破坏性影响。

　　附图：1、水库回水和淤积相互作用图（见《简要成果》p6）

　　2、三峡工程建筑物平面图（见《简要成果》p7）

　　3、大坝主要建筑物立面图（见《简要成果》p7）

　　水库清水下泄对大坝下游有何影响

　　名词解释

　　比降 所被利用河流段的两个断面水面的高程差称为落差。河源与河口两个断面水面的高程差称为总落差。单位长度的落差称为比降。

　　三峡枢纽运用后，下泄劲不流的含沙量减少，泥沙粒径细化，会引起枢纽下流河床冲刷，同流量水位降低。同时，水库下泄流量经水库调节后，汛后蓄水期流量小，枯水期流量大。这些变化，对葛洲坝枢纽下游船闸枯水期水位和长江中下游浅滩演变、航道水深、崩岸变化、江湖关系均可能造成一定影响。三峡枢纽运行后，对长江河口的影响，人们也十分关注。

　　从宜昌到枝江市江口镇长约110公里的河段，两岸为低册丘陵，河岸稳定，搞冲能力较强。江口镇以下至武汉长约520公里的河段，除下荆江右岸及城陵矶以下长江两岸有间断山丘控制外，两岸上多为冲积土层组成，河床由中细沙组成。

　　从1959年起，长科院、水科院、清华大学对即先后开始对枢纽下游水位变化开展研究，经计算并结合丹江口水库运行后下游的实际冲刷情况，研究认为，三峡水库运行用后，宜昌站枯水期水位最终下降1.8米左右。当葛洲坝枢纽下泄流量在5500立方米/秒以上时，可以满足枢纽纽下游引航道最低通航水位39米的要求，当下泄流量达不到5500立方米/秒，又遇到同流量水位已下降1.8米的极端情况时，可以开挖下流引航道，保持枯水期最小水深大于3米。必要时对河道进行整治。

　　水库下游由于流量过程调平，下泄沙量减少，河床冲刷，比降调平，滩槽高差加大，河势将向着稳定的方向调整。由于建国后下游大部分崩岸河段已实施护岸工程，有比较坚实的基础。三峡工程运用后，再进行一些必要的加固，崩岸问题可以解决。宜昌至武汉河段有19处浅滩，三峡工程运用后，枯水期流量增大，汛后水位回涨，有利于浅滩改选，一般航深在3.5米以上，基本满足万吨船队航行要求。个别不能满足的，可以通过局部整治改善。

长江入海的年水量并不因三峡枢纽运用而发生改变，但10～11月因水库蓄水入海量稍有减少，12月至次年5月枯水季节因水库为下游补水，入海流量有所增加，汛期6～9月入海流量没有变化。研究认为，10～11月入海量虽有减少，但流量仍然很大，对长江口水质影响不大，枯水期流量增大对改善长江口水质更为有利。三峡水库运用不会影响河口的滩涂演变，而对稳定河槽和维护河口拦门沙有利，对于洲滩淤长速度还可能有所缓减。

　　附图：宜日至武汉崩岸护岸图（见《设计报告》9-7-6）

　　蓄水后的实测验证了论证结论的正确

　　由于泥沙问题的复杂性与目前泥沙研究的水平，前述研究成果尚属初步的、预估性的。工程运行后，泥沙问题的实际情况如何，研究的结论是否符合实际，定性是否准确，定量是否合理，有无出现未曾预料的重大问题，这些问题都只有通过工程的运行实际和原型观测才能回答。

　　三峡工程2003年6月1日开始蓄水，6月10日蓄至135米。6月18日船闸开始通航，7月10日，首台机组并网发电。2006年10月27日蓄至156米。三峡工程蓄水后，对大坝至涪陵李渡镇长494公里的干流及此段长约210公里的10条支流，对宜昌至江西湖口1010公里的河段和三峡坝区的水位、流速流向、流量、泥沙（输移量及颗粒级配）、水道地形、固定断面、重点河段河道演变进行了实地观测。

　　根据长江三峡上游干支流主要控制水文站监测资料分析，与三峡工程初步设计值相比，1991年以来，长江三峡入库水量变化不大，但输沙量明显减少。其具体情况是——

　　金沙江输沙量有所增加，比三峡工程初步设计值增加了5%；

　　嘉陵江水量沙量均明显减少。与三峡工程初步设计值相比，输沙量减少幅度达到73%，径流量减少了20%；

　　岷江、沱江径流量变化不大，但输沙量明显减少，分别比三峡工程初步设计值减少30%和75%；

　　长江干流寸滩站输沙量明显减少，与三峡工程初步设计值相比，输沙量减少43%。

　　究其原因，导致近10年长江上游输沙量减少的主要原因不仅与气候条件变化（降雨）和水库拦沙有关，而且也有国家投入巨资实施植树造林、退耕还林等水土保持综合治理措施以及河道人工采砂等方面的原因。

　　2003年6月2005年12月，三峡入库泥沙总量6.28亿吨，出库泥沙2.51亿吨。不考虑三峡库区区间来沙，水库泥沙淤积总量3.77亿吨，年均淤积泥沙1.26亿吨，排沙比40%。

　　与三峡工程初步设计成果相比，由于三峡入库泥沙量大量减少，三峡水库泥沙淤积量比预计的要轻，水库排沙效率也由原设计的30%左右提高到了实际的40%。

　　然而，由于泥沙的冲淤变化及其影响是一个逐步累积的、长期的过程，而这三年又是中水少沙年，未发生大水大沙入库条件，因而至今的实践还仅仅是个开端，尚不能对三峡工程的泥沙问题得出全面的结论，更不能由这三年的观测成果随意外延出对未来形势的估计和期盼。目前尚无严重后果，不等于今后就太平无事。全面的、正确的认识还有待于更长年份的观测与分析。

三峡工程今年首次发挥防汛减灾功能

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　　人民网武汉１１月１4日电　（记者顾兆农）１３日下午，长江水利委员会向新闻界宣布，今年的汛期已基本结束，三峡工程今夏防汛首次发挥了减灾功能。
　　今年7月30日14时，三峡水库出现每秒52500立方米的最大入库流量，7月30日12时和7月31日11时20分，长江防总要求长江三峡工程开发总公司分别按每秒48000、44000立方米的流量下泄。科学、精细的调度，使沙市7月31日15时10分出现洪峰水位42.97米，距警戒水位仅0.03米，切实减轻了下游荆江河段的防汛压力，而三峡水库最高调洪水位146.07米，避免了对库区移民的影响，达到上下游双赢的目的，三峡工程首次发挥了防汛减灾的功能。



　　人民网武汉１１月１4日电　（记者顾兆农）１３日下午，长江水利委员会向新闻界宣布，三峡水利枢纽工程蓄水至１５６米后的水沙情况总体上尚在三峡工程设计阶段的预测值范围内。



　　三峡水库从2003年6月1日开始蓄水，到2006年12月累计入库泥沙7.301亿吨，出库泥沙2.599亿吨。不考虑三峡库区区间来沙，水库淤积泥沙4.702亿吨，水库排沙比为36％。4年来，水库泥沙淤积量小于三峡工程设计阶段的预测值。



　　2006年9月20日22时，三峡水库从水位135.5米开始蓄水，至10月28日蓄水至155.68米结束，累计蓄水111亿立方米，泥沙淤积量约2076万吨。




来源： 时间：2007-11-16

谢谢ＪＤ为我们提供了如此详尽的与三峡蓄水相关的泥沙材料。

过去我对泥沙问题并不十分关心，因为我曾有这样的相法，即水库持续维持高水位运行比汛期、汛末变动水位运行更有效也更安全。所以以为库容对三峡电站发电来说不是特别重要。

但是，从防洪的角度看则恰恰相反。今年的三峡蓄水计划公布了又变，这更可能预示着什么。本以为是因为台风“黑格比”搞的鬼，现在看来可能比这要复杂。

如果三峡电站短期内不能蓄水到１７５米，那将是什么后果？！

当然，这既是挑战，更有可能是机会。最坏的可能是一切“到此为止”。更大的可能则是“坏事变成好事”，因为三峡工程“必须达到预定目标”，这是一个相当严肃的问题;如果在现有条件下不能蓄水１７５米，那么只好加快建设上游电站了，通过上游电站的拦沙功能减轻三峡库区的泥沙沉积后再提高三峡运行水位。



该贴内容于 [2008-10-15 07:56:03] 最后编辑