金沙江下游梯級(jí)開發(fā)對(duì)三峽水庫(kù)泥沙淤積影響初探

摘 要：金沙江流域位于長(zhǎng)江流域上游，屬橫斷山脈地區(qū)。其作為我國(guó)最大的水電基地，位于“中國(guó)十三大水電基地規(guī)劃”首位，是“西電東送”主力。根據(jù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，我國(guó)陸續(xù)批準(zhǔn)了金沙江上水電站梯級(jí)開發(fā)項(xiàng)目，建造一系列的水電站以滿足能源及灌溉、通航等相關(guān)需求。而隨著金沙江中下游各個(gè)電站依次建成投產(chǎn)后，金沙江下游水沙輸移出現(xiàn)了一些新的變化。

關(guān)鍵詞：金沙江；泥沙；水庫(kù)；淤積；長(zhǎng)江干流

我國(guó)水資源豐富，擁有大量的河流，其中流域面積達(dá)到100km2以上的河流就多達(dá)5萬(wàn)以上?？v觀我國(guó)河流研究的兩個(gè)特點(diǎn)，其一是水資源時(shí)空分布極不均勻，其二是我國(guó)河流泥沙化嚴(yán)重，長(zhǎng)江上游的金沙江即是其中的典型代表[1]。潘久根、曾小凡等[2-4]學(xué)者通過(guò)研究中指出，金沙江作為長(zhǎng)江干流泥沙的主要來(lái)源，其泥沙隨著水流大量進(jìn)入到長(zhǎng)江干流中，而金沙江泥沙更是多產(chǎn)自于金沙江下游，主要來(lái)自渡口，雅礱江匯口至屏山的干流區(qū)間。

陳松生[5]通過(guò)研究指出，1991-2000年間，金沙江徑流量并未發(fā)生大的變化，但是來(lái)沙量明顯增大，2001年以后輸沙量更是進(jìn)一步有增大的趨勢(shì)。而隨著21世紀(jì)金沙江作為我國(guó)重要的水電基地的地位提升，并批準(zhǔn)了一批在金沙江上進(jìn)行的水利工程，這些工程對(duì)金沙江的徑流及泥沙特性有了較大的影響，故而有必要根據(jù)當(dāng)前的情況對(duì)此作出研究。

當(dāng)前在金沙江流域下游開發(fā)階段主要為白鶴灘、烏東德、溪洛渡及向家壩的梯級(jí)開發(fā)，白鶴灘及烏東德尚處于待建設(shè)完成狀態(tài)，而溪洛渡與向家壩則分別已于2012及2014年正式投入生產(chǎn)。而向家壩及溪洛渡在可研階段，項(xiàng)目已對(duì)二者建成后的攔沙功能作出了預(yù)期，預(yù)計(jì)其運(yùn)行可有效解決三峽嚴(yán)重的泥沙淤積情況。

1 研究區(qū)域及數(shù)據(jù)來(lái)源

金沙江作為長(zhǎng)江上游主要產(chǎn)沙區(qū)之一。目前學(xué)界對(duì)金沙江全段分段由石鼓及攀枝花兩觀測(cè)站分為三段，其中以攀枝花之后的流域稱為金沙江下游，并以攀枝花站下游徑流量及輸沙量的控制站。過(guò)去以屏山站作為向家壩的出口控制站，由于2012年向家壩正式蓄水，故而在2012年始重新啟用向家壩下游的向家壩站作為出庫(kù)控制站，而多年平均數(shù)據(jù)使用過(guò)去屏山站數(shù)據(jù)，三峽入庫(kù)控制站國(guó)內(nèi)有選擇寸灘的也有選擇朱沱站的，根據(jù)Hu[6]等的研究，指出88%的泥沙淤積發(fā)生在三峽大壩至寸灘之間，而其余在寸灘之上，故而對(duì)三峽水庫(kù)的入庫(kù)泥沙評(píng)估采用寸灘的觀測(cè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來(lái)源主要為水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)主編的長(zhǎng)江泥沙公報(bào)[7]。

2 金沙江流域徑流量及泥沙量統(tǒng)計(jì)分析

金沙江多年平均含沙量高達(dá)1.7kg/m3，約為三峽入庫(kù)沙量的1/2，對(duì)于三峽水庫(kù)的泥沙淤積影響非常大。按照金沙江梯級(jí)開發(fā)的設(shè)計(jì)，將會(huì)利用金沙江輸沙量高度集中在汛期的特性，合理調(diào)度可使大部分入庫(kù)泥沙淤積在死庫(kù)容內(nèi)。其中在溪洛渡環(huán)節(jié)充分利用其高達(dá)540m的死水位，而其正常蓄水位距離死水位水頭尚有60m的高程，其大量攔沙后不會(huì)影響到電站的效益。而根據(jù)設(shè)計(jì)模型分析計(jì)算，溪洛渡正式投用后，三峽庫(kù)區(qū)入庫(kù)沙量將比此前天然狀態(tài)減少34%以上。

在向家壩及溪洛渡正式投產(chǎn)之后，根據(jù)長(zhǎng)江泥沙公報(bào)將采集到的相關(guān)徑流量及輸沙量情況分別列入表1、表2：

通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析可知：

徑流量較多年平均流量而言，自2010年之后總趨勢(shì)呈現(xiàn)逐漸遞減的趨勢(shì)，而年間的變動(dòng)幅度也不是很大，分析是由于所取年份區(qū)間的降雨量變化幅度不是很大，且部分受金沙江中上游新建一批水利工程的影響。而與此相比，輸沙量變動(dòng)則較大，尤其是屏山站（向家壩站）之后變動(dòng)的幅度非常大。

因此，降雨量對(duì)于金沙江流域流入到長(zhǎng)江干流的泥沙有十分巨大的作用，張方偉[8]等人指出，近年金沙江流域降雨量整體趨勢(shì)呈現(xiàn)一個(gè)遞減的狀態(tài)，而隨著金沙江上梯級(jí)水庫(kù)的開發(fā)，這一趨勢(shì)是否會(huì)加強(qiáng)尚有待于繼續(xù)觀察。與之對(duì)應(yīng)的正是最近這幾年徑流量與輸沙量的不斷下降。而在2012年，由于降雨量加大，故而泥沙量在當(dāng)年發(fā)生了極大地波動(dòng)，也可從另一方面說(shuō)明金沙江下游泥沙所受的如今受降雨量影響十分大。

輸沙量隨著金沙江上一系列梯級(jí)電站的建立而不斷地遞減，整體呈現(xiàn)了非常好的攔沙效益，但是同時(shí)我們也必須意識(shí)到由于金沙江來(lái)流的泥沙全部被攔截，則匯入長(zhǎng)江干流水體的挾沙力會(huì)大大增大，而這對(duì)于下游河道的沖刷會(huì)大大增強(qiáng)。朱玲玲[9]等人通過(guò)研究指出，向家壩水庫(kù)蓄水后自2012年10月至2014年10月期間，壩址至宜賓干流段（長(zhǎng)約29.8km）河道表現(xiàn)為沖刷，共沖刷了741.1萬(wàn)m3，而萬(wàn)占偉[10]等人也通過(guò)對(duì)小浪底的研究指出類似的規(guī)律，指出水庫(kù)下游的沖刷情況需要得到重視。

3 結(jié)束語(yǔ)

過(guò)去對(duì)金沙江流域的研究都是自60年代開始研究，但是由于如今金沙江進(jìn)行梯級(jí)開發(fā)后，水沙的情況已發(fā)生較大變化，結(jié)合當(dāng)下已有的研究成果，將2010年后長(zhǎng)江泥沙變化情況作為全新研究對(duì)象，而將在此之前的數(shù)據(jù)作為往年數(shù)據(jù)，僅作為多年平均流量以作參考。

由于向家壩及溪洛渡建成時(shí)間較短，而后續(xù)還有烏東德及白鶴灘尚未完全完工，所以當(dāng)下對(duì)于金沙江水沙情況的研究還較少，目前能切實(shí)驗(yàn)證的是梯級(jí)開發(fā)對(duì)于長(zhǎng)江干流泥沙的減少有較強(qiáng)的作用，有效減小了三峽水庫(kù)的淤積壓力，但同時(shí)下游河道的沖刷情況也較為嚴(yán)重，結(jié)合小浪底的沖刷實(shí)況，我們需要結(jié)合現(xiàn)有情況，實(shí)時(shí)研究現(xiàn)狀的變化，以對(duì)未來(lái)可能出現(xiàn)的不利情況作出預(yù)警，并為其他的類似工程提供經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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[5]陳松生.金沙江流域不同區(qū)域水沙變化特征及原因分析[J].水科學(xué)進(jìn)展，2008，19（4）：475-482.

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[7]水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì).長(zhǎng)江泥沙公報(bào)（2003-2013）[R].武漢：水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì).

[8]張方偉，李春龍，等.金沙江流域降水特征分析[J].人民長(zhǎng)江，2011，42（6）：94-97.

[9]朱玲玲，陳翠華，等.金沙江下游水沙變異及其宏觀效應(yīng)研究[J].泥沙研究，2016，5：20-27.

[10]萬(wàn)占偉，安催花.小浪底水庫(kù)對(duì)下游河道的沖刷效果及趨勢(shì)預(yù)測(cè)[J].人民黃河，2012，34（5）：6-8.

作者簡(jiǎn)介：程燕翔（1987-），女，河南周口人，就職于中國(guó)葛洲壩集團(tuán)基礎(chǔ)工程有限公司。