江小青?孔繁忠
摘 要:三峽庫區(qū)庫岸環(huán)境綜合整治是三峽后續(xù)工作規(guī)劃的重要內(nèi)容之一。本文簡述了三峽庫區(qū)消落區(qū)基本情況,研究了三峽庫區(qū)庫岸穩(wěn)定性影響因素及庫岸存在的問題,深入分析了三峽蓄水前后庫區(qū)岸線變化與趨勢。
關(guān)鍵詞:三峽庫區(qū);防洪;庫岸整治;河道淤積;規(guī)劃
中圖法分類號:TV861? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? ? ? ? ? ? ?DOI:10.19679/j.cnki.cjjsjj.2020.0202
三峽庫區(qū)庫岸環(huán)境綜合整治是三峽后續(xù)工作規(guī)劃的重要內(nèi)容之一。三峽后續(xù)工作規(guī)劃安排了122個庫岸整治工程項(xiàng)目,總長314.16km,對加強(qiáng)城鎮(zhèn)功能完善和城鎮(zhèn)安全防護(hù)帶建設(shè)、治理和保護(hù)消落區(qū)起著重要作用。截至2015年底,已完成城鎮(zhèn)庫岸段庫岸整治工程41個,總長107.67km,約占規(guī)劃長度的35%。庫岸整治項(xiàng)目的實(shí)施,有效穩(wěn)定了庫岸,改善了消落區(qū)環(huán)境,促進(jìn)了庫區(qū)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展;而部分庫岸整治工程占用了一些三峽水庫防洪庫容,縮窄了工程段河道行洪斷面,對三峽工程防洪效益的發(fā)揮和庫區(qū)防洪安全帶來一定影響。此外,隨著庫區(qū)經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展,沿江岸線開發(fā)利用需求進(jìn)一步加大,城集鎮(zhèn)鄰水建構(gòu)筑物日益增多,也對庫岸穩(wěn)定和庫岸整治提出了更高的要求。
1 三峽庫區(qū)基本情況
1.1 庫區(qū)消落區(qū)特性
(1)消落區(qū)基本狀況
根據(jù)三峽水庫調(diào)度運(yùn)行方式,庫區(qū)水位冬季較長時間保持在170~175m,夏季保持在145~146.5m,水庫消落區(qū)冬水夏陸,形成垂直落差達(dá)30m的消落帶。三峽水庫消落區(qū)具有涉及范圍廣、線路長、面積大等特點(diǎn)。三峽庫區(qū)消落區(qū)面積為302.0km2(不含孤島),消落區(qū)岸線總長5 711.0km。其中,重慶庫區(qū)消落區(qū)面積為268.5km2(不含孤島),岸線總長4 811.7km,分布在長江干流和烏江、嘉陵江、小江(澎溪河)等支流上。湖北庫區(qū)消落區(qū)面積為33.5km2,消落區(qū)岸線長899.3km,分布在長江干流和百歲溪、香溪河、青干河等支流。
(2)消落區(qū)生態(tài)環(huán)境特性
三峽水庫消落區(qū)是三峽庫區(qū)的重要組成部分,是一個水位冬漲夏落、不同于自然枯洪期水位規(guī)律的水、陸及其生態(tài)系統(tǒng)的交錯過渡與銜接區(qū)域,是生態(tài)脆弱帶、敏感帶和易污染、易破壞帶。消落區(qū)生態(tài)環(huán)境既受水位漲落、水庫水體質(zhì)量和庫岸帶人類活動的影響,又影響著水庫水體質(zhì)量、庫岸帶人類的生產(chǎn)、生活與健康以及庫區(qū)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展,是一個特殊的自然、經(jīng)濟(jì)、社會的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。三峽庫區(qū)消落區(qū)主要生態(tài)環(huán)境特性是:①消落區(qū)的季節(jié)性出露水面,使庫區(qū)生物多樣性降低,生態(tài)系統(tǒng)退化;②水庫水位周期變化導(dǎo)致消落區(qū)土壤侵蝕和水土流失加重,影響庫岸穩(wěn)定及城鎮(zhèn)安全;③消落區(qū)水流的滯流和緩流導(dǎo)致岸邊污染帶更易形成,同時水陸交叉使環(huán)境污染加重,甚至可能誘發(fā)流行性疾病和疫情;④人類活動和經(jīng)濟(jì)建設(shè)影響消落區(qū)正常的生態(tài)功能和生態(tài)景觀。
1.2 庫區(qū)常年回水區(qū)和變動回水區(qū)情況
(1)常年回水區(qū)
當(dāng)三峽水庫蓄水位為水庫常年最低蓄水位,即防洪限制水位145m時,從大壩前緣到145m水位水面線的回水末端,叫做常年回水區(qū)。當(dāng)三峽水庫上游來水為五年一遇時,防洪限制水位145m水面線回水末端在長壽附近,常年回水區(qū)的長度約524km。該區(qū)常年處于水庫狀態(tài),流速較緩,水較深,天然河道常年被淹沒,對航運(yùn)十分有利,但由于水深大幅增加,寬谷段淤積量較大,特別是近壩段水深河寬增加最大,是庫區(qū)河道泥沙淤積的主要區(qū)域。
(2)變動回水區(qū)
當(dāng)三峽水庫蓄水位為正常蓄水位175m,上游來水為五年一遇時,其回水末端位于江津花紅堡,從常年回水區(qū)末端至水庫終點(diǎn)花紅堡,叫做變動回水區(qū),長度約140km。當(dāng)庫水位較高時,變動回水區(qū)水深沿程增大較快,流速急劇減小,水流挾帶的泥沙迅速沉積,這段變動回水區(qū)具有水庫的特征,河床變形以淤積為主。在枯水季后期,庫水位低,這段變動回水區(qū)全部恢復(fù)了原有河流狀況,水流和泥沙運(yùn)動又具有河道的特性,河床變形以沖刷為主。在高、低庫水位之間,變動回水區(qū)上段有河流特性,而下段有水庫特點(diǎn),其范圍經(jīng)常變動,因此本區(qū)段的水流和泥沙運(yùn)動情況十分復(fù)雜。
2 三峽庫區(qū)庫岸穩(wěn)定性分析
2.1 三峽庫區(qū)區(qū)域穩(wěn)定性
三峽庫區(qū)層狀地貌的發(fā)育表明,自早第三紀(jì)以來的新構(gòu)造期地殼運(yùn)動以大面積、整體性、間歇性隆升為特征。夷平面及階地的存在,說明其間也有相對平穩(wěn)的歷史。從夷平面及階地的分布和變形可見,鄂西高原與東西部盆地以相差較大的速率平穩(wěn)上升,而其間的過渡地段則以傾變?yōu)樘卣鳌H缍跷髌谝钠矫嬷饕植荚诟咴貐^(qū),云夢期夷平面分布于東部平原,二者都未有明顯形變。山原期夷平面則跨過了高原和過渡帶兩個地貌單元。在峽區(qū)變形不顯著,在黃陵背斜以東則明顯傾斜。階地有具有同樣的特征,總體上東傾較大。庫區(qū)及其周緣的各組斷裂,規(guī)模較大者在新構(gòu)造時期多數(shù)表現(xiàn)出不同程度的活動,不同方向的斷裂系統(tǒng)的展布有明顯的區(qū)域特征。三峽庫區(qū)的地震活動具有強(qiáng)度小、頻度低、強(qiáng)震周期長、震源深度淺的特征,屬中等—弱震區(qū)。5.5~6級左右的地震,大致代表了本區(qū)地震活動水平。在黃陵背斜核部的結(jié)晶巖區(qū),地震活動性更為微弱。
2.2 影響庫岸穩(wěn)定性的因素分析
(1)地形地貌的影響
地形地貌對庫岸的穩(wěn)定性具有重要的影響。坡度越大,坡高越高,坡形越復(fù)雜,其穩(wěn)定性往往也越差。不同的地形地貌特征,實(shí)際上是斜坡在動態(tài)演化發(fā)展過程中的某個特定階段,不同階段的斜坡其穩(wěn)定性也不同,其特征主要包括岸坡的坡度、坡高、坡形與植被發(fā)育狀況等。
(2)地層巖性的影響
地層巖性的差異是影響岸坡穩(wěn)定的基本因素。不同的地層巖性有其特殊的礦物成分、親水特性以及抗風(fēng)化能力,所以,巖性特征對岸坡的變化破壞有著直接影響。比如堅硬完整的塊狀或厚層狀巖組,易形成天然的高陡岸坡,而在軟弱地層巖組中形成的岸坡,穩(wěn)定坡高較低,坡度較緩。某些由遇水易軟化、喪失強(qiáng)度的巖組中形成的岸坡,在天然、干燥的狀況下是穩(wěn)定的,但一經(jīng)地下水的浸潤,巖體強(qiáng)度很大程度上被折減,岸坡容易失穩(wěn)。
(3)岸坡結(jié)構(gòu)的影響
岸坡結(jié)構(gòu)特征是影響庫岸穩(wěn)定性的重要因素。岸坡結(jié)構(gòu)劃分為土質(zhì)岸坡、巖質(zhì)岸坡和巖土混合岸坡三大類。土質(zhì)岸坡的變化破壞特點(diǎn)與構(gòu)成庫岸岸坡的土體顆粒大小、成分和膠結(jié)程度等有著密切的關(guān)系。巖質(zhì)岸坡可以分成順向坡、逆向坡、斜向坡、近水平坡和橫向坡,不同類型岸坡對岸坡穩(wěn)定性的影響也不同。巖土混合岸坡分為上部為松散堆積物、下部為軟巖和上部為松散堆積物、下部為硬巖兩種類型,兩種類型易產(chǎn)生朔性流動變形、側(cè)向擴(kuò)離和沿著基覆界面產(chǎn)生滑坡。
2.3 蓄水后庫岸穩(wěn)定性變化
三峽水庫蓄水運(yùn)用后,發(fā)生庫岸再造過程,以適應(yīng)新的水流條件。在蓄水初期,庫岸再造過程主要通過塌岸、崩滑體變形等形式實(shí)現(xiàn)。水庫塌岸、崩滑體變形等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生主要由以下兩方面原因造成:①水庫庫水位抬升,導(dǎo)致水庫周邊地下水位抬升,使一部分原本位于地表水和地下水位以上的庫岸被地表水、地下水長期浸泡,導(dǎo)致岸坡軟弱面、軟層的力學(xué)性能降低,易產(chǎn)生失穩(wěn)破壞;②每年庫水位大幅度周期性的升降,水位變動帶的岸坡常年處于干濕交替的過程,風(fēng)化、軟化作用加強(qiáng),庫岸斜坡巖土物理力學(xué)性質(zhì)降低。同時,庫岸斜坡地下水滲流場發(fā)生重大改變,致使斜坡巖土體受力狀態(tài)發(fā)生變化,易導(dǎo)致庫岸斜坡發(fā)生變形失穩(wěn)。
2.4 庫岸存在的問題
三峽后續(xù)工作規(guī)劃消落區(qū)岸線環(huán)境綜合整治項(xiàng)目實(shí)施取得一定成效,庫岸總體趨于穩(wěn)定,消落區(qū)生態(tài)環(huán)境和景觀得到改善。但庫區(qū)出現(xiàn)亟待解決的新情況、新問題,主要為兩個方面。
(1)部分庫岸穩(wěn)定仍存在安全隱患,亟待綜合整治。據(jù)監(jiān)測資料,歷經(jīng)多年的水位漲落,部分縣(區(qū))出現(xiàn)了一些新的庫岸險段,對庫周房屋、道路、橋梁安全等構(gòu)成威脅。2008年試驗(yàn)性蓄水以來,奉節(jié)、巫山、巴東等縣(區(qū))城鎮(zhèn)區(qū)域的部分庫岸,已陸續(xù)出現(xiàn)安全隱患,亟待綜合整治。
(2)庫岸整治工程占用三峽水庫防洪庫容。三峽庫區(qū)已實(shí)施的庫岸整治工程在保障三峽庫區(qū)沿岸城鎮(zhèn)安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)的同時,也一定程度上占用了三峽水庫防洪庫容,縮窄了河道行洪面積,對水庫防洪效益的發(fā)揮和庫區(qū)的防洪安全帶來一定影響。
3 三峽蓄水前庫區(qū)岸線變化
3.1 基本情況
三峽庫區(qū)為典型的山區(qū)性河道。三峽水庫蓄水前,河道處于自然演變,河床受兩岸基巖的控制較為穩(wěn)定,在長期的水流沖刷下,河床緩慢下切。三峽庫區(qū)河段受邊界條件制約,河道平面形態(tài)沿程為寬窄相間,江中多礁石,岸邊多有石嘴、石盤突出,岸線參差不齊;寬闊河段兩岸分布有磧壩,江中常出現(xiàn)江心灘、江心洲,中枯水時或常年水流分為兩汊,個別為三汊或多汊;斷面形態(tài)峽谷段為V型,寬谷段多為W型;河道縱剖面為淺槽與深槽或深潭相間,深槽最低高程達(dá)-35余m。三峽庫區(qū)河道兩岸邊界及河床主要為基巖,抗沖性強(qiáng),河勢多年來保持穩(wěn)定。
3.2 變動回水區(qū)上段變化(重慶主城區(qū)河段)
重慶主城區(qū)河段包括長江干流大渡口至銅鑼?shí){長約40km,嘉陵江井口至朝天門長約20km。重慶主城區(qū)河道在平面上呈連續(xù)彎曲的河道形態(tài),彎道段與順直過渡段長度所占比例約1:1。三峽水庫正常蓄水后,該河段處于水庫變動回水區(qū)。多年來,重慶主城區(qū)河段河勢穩(wěn)定,河床年內(nèi)有沖有淤,河床斷面形態(tài)變化不大。天然情況下,年內(nèi)演變一般表現(xiàn)為“洪淤枯沖”,年際沖淤相對平衡;橫斷面年內(nèi)變化主要表現(xiàn)為汛前沖刷、汛期淤積、汛后沖刷,年際間無明顯單向性的沖深或淤高現(xiàn)象。河段兩岸主要為巖石組成,河道岸線總體變化不大。
3.3 變動回水區(qū)與常年回水區(qū)交界段變化(涪陵河段)
長江干流在距壩里程488.5km處有烏江入?yún)R,其中,黃旗場至橫梁子為長江、烏江兩江交匯的涪陵河段,位于三峽水庫常年回水區(qū)的末端。涪陵河段兩岸主要為巖石組成,河道岸線總體變化不大。天然情況下,河段有沖有淤,一般是汛期沖、枯季淤,年內(nèi)沖淤基本平衡。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后期,因在匯口以上長江、烏江修建防護(hù)大堤,導(dǎo)致河道岸線發(fā)生了較大變化。烏江河段為典型的山區(qū)河流,河道屬強(qiáng)制性河道,水流對其侵蝕作用比較緩慢,對河床的演變起著一定的制約作用,多年來河床相對穩(wěn)定,岸線多年變化不大。涪陵河段斷面形態(tài)多為寬U陵型。各斷面主要沖淤部位為河床主槽和邊灘部分。
4 三峽蓄水后庫區(qū)岸線變化與趨勢分析
4.1 基本情況
三峽水庫正常蓄水運(yùn)行后,水庫常年回水區(qū)內(nèi)將出現(xiàn)累積性淤積。同時,因邊界條件制約,庫區(qū)河道河床將有一定的沖淤變化,但河岸繼續(xù)保持相對穩(wěn)定。水下實(shí)測地形資料表明,三峽水庫蓄水運(yùn)用以來,受上游來水來沙、河道采砂和水庫調(diào)度等影響,變動回水區(qū)總體沖刷,泥沙淤積主要集中在涪陵以下的常年回水區(qū)。從淤積部位來看,98%的泥沙淤積在水庫175m高程以下河床內(nèi),93.9%的泥沙淤積集中在寬谷段,且以主槽淤積為主,斷面形態(tài)多以“U”“W”型為主,主要有主槽平淤、沿濕周淤積、彎道或汊道段主槽淤積等3種形式,其中沿濕周淤積主要出現(xiàn)在壩前段;窄深段淤積相對較少或略有沖刷,斷面以“V”型為主,如瞿塘峽斷面;此外,受彎道平面形態(tài)的影響,彎道斷面的流速分布不均,泥沙主要落淤在彎道凸岸下段有緩流區(qū)或回流區(qū)的邊灘,此淤積方式主要分布于長壽—云陽的彎道河段內(nèi);庫區(qū)河床深泓最大淤高64m。
4.2 變動回水區(qū)上段變化(重慶主城區(qū)河段)
2008年汛后三峽水庫175m試驗(yàn)性蓄水以來,重慶主城區(qū)河段河道年內(nèi)沖淤一般表現(xiàn)為:汛期以淤積為主;汛前消落期隨著三峽水庫壩前水位的消落,河床以沖刷為主;汛后蓄水淤積;年際間河床斷面形態(tài)無明顯變化,年內(nèi)有沖有淤。排除人為采砂影響,重慶主城區(qū)河段應(yīng)是淤積為主的演變特性。從目前觀測資料來看,重慶主城區(qū)河段尚未出現(xiàn)礫卵石的累積性淤積,河段內(nèi)重點(diǎn)灘段如九龍坡、豬兒磧等灘段均未出現(xiàn)明顯淤積抬高。從沖淤發(fā)生時間上來看,由于受三峽水庫調(diào)度影響,汛后河床沖刷強(qiáng)度有所減弱甚至轉(zhuǎn)為淤積,沖刷期相應(yīng)后移至汛前消落期。各重點(diǎn)灘段年內(nèi)沖淤分布均表現(xiàn)為汛淤枯沖。今后隨著金沙江下游梯級水庫陸續(xù)建成,三峽水庫入庫沙量將維持較低水平,重慶主城區(qū)的泥沙淤積問題將進(jìn)一步減緩,河段淤積幅度減少甚至轉(zhuǎn)變?yōu)闆_刷。
岸線平面變化方面,從重慶主城區(qū)河段三峽水庫175m蓄水以來歷年等高線對比可見,145m、150m、155m深槽大部分分布在彎道段凹岸,分別為大渡口西流沱對岸、九龍坡李家沱、劉家石盤左緣、銅元局、珊瑚壩右緣、龍門浩至彈子石及嘉陵江匯口千廝門、寸灘港區(qū)至黑石子至老窯溝至納溪溝至唐家沱一線附近。橫斷面變化方面,三峽水庫175m試驗(yàn)性蓄水運(yùn)用以來,長江干流橫斷面岸線變化較大的部位,主要是納西溝附近、黑石子附近、寸灘水文站下游母豬磧附近、彈子石附近、龍門浩附近、菜園壩大橋附近和九龍坡河段,嘉陵江支流橫斷面岸線變化較大的部位,主要是金沙磧河段、掛榜山嘉陵江機(jī)械廠附近和南溪口附近。
4.3 變動回水區(qū)與常年回水區(qū)交界段變化(涪陵河段)
受來水來沙條件、兩江相互頂托和壩前水位變化等影響,涪陵河段年際有沖有淤,沖淤變化復(fù)雜,年內(nèi)變化則一般表現(xiàn)為汛期沖刷,枯季淤積,年內(nèi)沖淤基本平衡,且無論是枯季淤積期或汛期沖刷期,沖淤變化主要集中在高程135m以下部位。三峽水庫135~139m蓄水期間本河段沖淤變化不大,三峽水庫156m蓄水后,本河段略顯累計性淤積。近期,由于已建防護(hù)大堤對河道的較強(qiáng)約束作用,涪陵河段河道年際間幾乎無變化。
通過2008至2018年橫斷面年際間變化較大斷面分布、涪陵區(qū)重點(diǎn)斷面沖淤變化分析,三峽水庫蓄水運(yùn)用以來涪陵河段各斷面岸坡和岸線總體穩(wěn)定。岸線平面變化方面,從涪陵河段三峽水庫蓄水以來歷年等高線對比可見,長江干流段兩岸145m岸線年際間略有擺動,擺動幅度較小;150m、155m、160m、165m、170m、175m岸線變化較大的位置有黃旗場附近、北巖寺附近、江東附近、涪陵石板坡大橋兩岸、葛家咀附近;其余河段年際間略有擺動,但擺幅均較小;長江右岸、烏江左岸為已建防護(hù)大堤,對河道有較強(qiáng)的約束作用,因此該段年際間幾乎無變化。橫斷面岸線變化較大的部位主要是葛家咀附近左岸、橫梁子附近左右岸、烏江入?yún)R口左右岸、歪角附近右岸和黃旗場附近右岸。三峽水庫蓄水運(yùn)用以來,涪陵河段烏江河道橫斷面受防洪護(hù)岸工程的建設(shè)影響,致使河道145m以上岸線或向江中推進(jìn)或呈階梯狀變化,同時受三峽蓄水進(jìn)程影響,深槽由沖刷逐漸轉(zhuǎn)為以淤積為主。
4.4 岸線變化成因分析
(1)泥沙沖淤影響
三峽庫區(qū)河流屬山區(qū)河流,河床受邊界條件約束,總體河勢較為穩(wěn)定,河道演變主要表現(xiàn)為河床的沖淤變化。根據(jù)三峽水庫蓄水初期的河道地形變化分析,在庫區(qū)變動回水區(qū),其上段沖淤幅度不大,河床形態(tài)及深泓線的平面位置等基本穩(wěn)定,中段深泓線趨直居中,流速減緩,河道淤積量加大,磧壩、回水沱附近淤積量增加,下段出現(xiàn)累積性淤積趨勢,河床淤積量相對明顯,泥沙大多淤積在深槽部位,邊灘淤積量較少;在常年回水區(qū),由于水深大幅增加,寬谷段淤積量較大,特別是近壩段水深河寬增加最大,是庫區(qū)河道泥沙淤積的主要區(qū)域。
(2)地貌、地形及地質(zhì)條件
三峽水庫地處我國地勢第二級階梯東緣,地貌區(qū)劃為板內(nèi)隆升蝕余中低山地,總體地勢西高東低,三峽隆起與江漢坳陷高差懸殊。沿江地勢以奉節(jié)為界,分東西兩大迥然不同地貌單元。三斗坪至廟河段為前震旦系結(jié)晶巖,廟河至白帝城主要為震旦系至三疊系碳酸鹽巖和砂、頁巖;白帝城以上庫段大面積分布侏羅系砂、泥巖。庫區(qū)岸線所面臨的主要工程地質(zhì)問題,是在岸坡總體穩(wěn)定的前提下,因水位消落和波浪淘刷造成的局部塌岸、坍岸、庫岸再造過程中的岸坡坡比調(diào)整和岸線調(diào)整、水土流失等。水庫蓄水后庫岸的再造受到庫水位、地下水、河道水流、庫岸巖土結(jié)構(gòu)、岸坡邊界條件、波浪作用、植被條件等多種因素的影響。
(3)人類活動干擾強(qiáng)度
對于庫區(qū)河段,人為活動干擾主要為河道采砂、炸礁、港區(qū)建設(shè)、河灘地挖填及沿江護(hù)岸施工等。近年來,重慶主城區(qū)長江干流河段濱江建設(shè)主要為港區(qū)和濱江路建設(shè)等,引起斷面局部岸段的變化,且年際變化較頻繁。由于濱江建設(shè)的大多為涉水工程,將占用一定范圍的岸線,部分?jǐn)D占局部河段的行洪面積,使得局部河段河道流速有所增大,但工程后岸線平整規(guī)順,局部庫溝淤積污染區(qū)水流條件改善,河道防洪能力得到強(qiáng)化提高。
4.5 河床演變及岸線變化預(yù)測分析
(1)變動回水區(qū)上段變化預(yù)測分析
三峽水庫175m試驗(yàn)性蓄水以來,重慶主城區(qū)河段天然情況下的汛后河床沖刷較為集中。年際沖淤相對平衡的特點(diǎn),轉(zhuǎn)為以淤積為主,河道沖刷期推移至汛前水庫消落期。考慮上游干支流建庫攔沙影響后,三峽水庫運(yùn)用至2023年末、2033年末、2043年末、2053年末、2063年末該段累積淤積體積分別為0.022億m3、0.045億m3、0.074億m3、0.104億m3、0.130億m3,分別占全庫區(qū)同期淤積量的0.19%、0.21%、0.24%、0.27%、0.28%。該河段淤積呈逐步增加趨勢,但總淤積量絕對值較小,該段淤積增加速度比涪陵河段和巴東河段慢。
三峽水庫175m試驗(yàn)性蓄水以后,由于水位抬高很多,流速減緩,使汛期淤積的泥沙在汛后不能沖走,改變了河道原有的汛淤枯沖規(guī)律,天然情況的汛后走沙過程不復(fù)存在。根據(jù)重慶主城區(qū)模型試驗(yàn)研究成果,175m方案運(yùn)用以后,該河段河床將會有明顯累積性泥沙淤積,淤積部位分布較廣,邊灘、深槽及磧壩上均有大量泥沙淤積,并呈逐年抬高趨勢。隨著水庫運(yùn)用年限的增加,工程相關(guān)河段將出現(xiàn)累積性的泥沙淤積,但泥沙主要淤積部位基本不變,天然河床基本形態(tài)及深泓線的平面位置等總體上無大的改變。同時,河道兩岸基本上已進(jìn)行人工整治,不可能發(fā)生變化。
(2)變動回水區(qū)與常年回水區(qū)交界段變化預(yù)測分析
涪陵河段在175m方案運(yùn)用初期,懸移質(zhì)泥沙大量淤積,隨著泥沙淤積和水庫運(yùn)用年限的增加,主要淤積區(qū)淤高淤厚,泥沙淤積速率緩慢減小。隨著水庫運(yùn)用年限的增加,涪陵河段的水位繼續(xù)緩慢抬高,河段內(nèi)泥沙仍累積性淤積,在以往主要淤積區(qū)繼續(xù)淤高淤厚,但淤積速率已比以前減小。當(dāng)水庫運(yùn)行至第50年時,河道淤積形態(tài)與30年末相似??偟内厔菔菐靺^(qū)河道向單一、平順方向發(fā)展。
三峽水庫壩前水位按175m方案運(yùn)用后,本河段處于水庫常年回水區(qū),由于水位較天然抬高很多,流速減緩,使汛期淤積的泥沙在汛后不能沖走,改變了河道原有的汛淤枯沖的規(guī)律,水流與河床重新自行調(diào)整,局部河勢發(fā)生變化,泥沙主要在河床較寬的邊灘、彎道凸岸和凹岸的緩流區(qū)淤積,本河段河道向單一、平順方向發(fā)展。
在三峽工程建設(shè)期,隨著消落區(qū)的逐步形成,國家有關(guān)部門和地方政府結(jié)合地災(zāi)防治、城市防洪、港口碼頭及城鎮(zhèn)景觀建設(shè)等先后對消落區(qū)岸線進(jìn)行了整治和保護(hù)。三峽后續(xù)工作規(guī)劃中,在前期岸線治理的基礎(chǔ)上,按照人居安全為重、生態(tài)環(huán)境保護(hù)優(yōu)先、保護(hù)防洪庫容、維護(hù)庫岸穩(wěn)定,以及因地制宜、適度整理利用、促進(jìn)庫岸周邊城集鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展等原則,針對庫區(qū)不同岸段的特點(diǎn)及存在問題,共規(guī)劃岸線環(huán)境綜合整治項(xiàng)目104項(xiàng),岸線整治總長234.2km。通過進(jìn)一步實(shí)施庫岸整治,以及岸線的開發(fā)利用,三峽水庫岸線將因人為的保護(hù)而趨于穩(wěn)定,未來岸線將穩(wěn)定少變,人為護(hù)岸及岸線開發(fā)工程也使對庫區(qū)岸線局部更為平順,造成渠化。
5 結(jié)論與建議
5.1 主要結(jié)論
通過對以上內(nèi)容的分析研究,得出如下結(jié)論。
(1)三峽庫區(qū)河段在自然條件下的長期演變過程中,河道基本形態(tài)變化緩慢,基本保持穩(wěn)定。三峽水庫蓄水正常運(yùn)行后,水位劇烈的變化改變了數(shù)萬年以來形成的岸坡地質(zhì)條件,加劇對水庫岸坡的不利影響,在達(dá)到新的相對穩(wěn)定之前,將面臨著較長時間的庫岸再造過程。三峽庫區(qū)開展了一系列的地質(zhì)災(zāi)害防治工作,保障了庫區(qū)人民的生命財產(chǎn)安全,對庫岸的不利影響總體在可控范圍內(nèi)。
(2)三峽水庫175m蓄水前,重慶主城區(qū)河段145~155m深槽年際間略有收縮或擴(kuò)大,變化幅度較小,均較為穩(wěn)定;165m以上灘地、岸線由于受到人類活動的影響,岸線發(fā)生不同程度的內(nèi)移,變化較大的主要在建設(shè)期間。濱江工程建成后,岸線擾動停止,岸線平整規(guī)順,局部庫溝淤積污染區(qū)水流條件改善,河道防洪能力得到強(qiáng)化提高。涪陵河段天然情況下兩岸主要為巖石組成,河道岸線總體變化不大。
(3)庫區(qū)河道演變總體呈淤積趨勢,河勢總體穩(wěn)定。175m方案運(yùn)用以后,重慶主城區(qū)河段河床將會有明顯累積性泥沙淤積,淤積部位分布較廣,邊灘、深槽及磧壩上均有大量泥沙淤積,并呈逐年抬高趨勢。隨著水庫運(yùn)用年限的增加,工程相關(guān)河段將出現(xiàn)累積性的泥沙淤積,但泥沙主要淤積部位基本不變,天然河床基本形態(tài)及深泓線的平面位置等總體上無大的改變。涪陵河段處于變動回水區(qū)與常年回水區(qū)交界段,由于水位較天然抬高很多,流速減緩,使汛期淤積的泥沙在汛后不能沖走,改變了河道原有的汛淤枯沖規(guī)律,水流與河床重新自行調(diào)整,局部河勢發(fā)生變化,泥沙主要在河床較寬的邊灘、彎道凸岸和凹岸的緩流區(qū)淤積,河道向單一、平順方向發(fā)展。
(4)三峽水庫庫區(qū)岸線是在長期的演變中形成的,歷史上曾因山地災(zāi)害的作用發(fā)生了一定的變化;近期大量庫岸治理及岸線利用工程實(shí)施后,庫區(qū)岸線整體表現(xiàn)比較穩(wěn)定,但局部岸線有所變化。三峽水庫蓄水運(yùn)用后,庫區(qū)呈淤積態(tài)勢,變動回水區(qū)有一定的高灘淤積,常年回水區(qū)出現(xiàn)了明顯的淤積。庫岸再造是一個長期的過程,目前庫岸總體穩(wěn)定,局部地段存在安全隱患。預(yù)計在未來,隨著水庫淤積發(fā)展以及庫岸綜合整治工程的進(jìn)一步實(shí)施,庫岸穩(wěn)定可得到加強(qiáng),庫區(qū)岸線將更趨于穩(wěn)定。
5.2 建議
針對庫岸目前存在的問題,提出以下建議:①繼續(xù)重視消落區(qū)庫岸整治,科學(xué)合理規(guī)劃,統(tǒng)籌兼顧,綜合治理;②合理優(yōu)化消落區(qū)庫岸整治工程設(shè)計方案,盡量不占或少占用三峽水庫防洪庫容。
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Analysis on the Trend of Reservoir Bank Stability and Shoreline Change in the Three Gorges Reservoir Area
Jiang xiaoqing? ?Kong fanzhong
(Safety Center for River and Lake Protection,Construction and Operation of Yangtze River Water Resources Commissions,Wuhan? 430071,China)
Abstract:Based on the analysis of the stability of the three Gorges reservoir bank and the change and trend of the three Gorges reservoir bank before and after the impoundment,some Suggestions are put forward to optimize the design scheme of the dam bank regulation project in the three Gorges reservoir area.
Key words:Three Gorges reservoir area;Flood control;Reservoir bank regulation;Channel silting;planning
收稿日期:2020-05-07
作者簡介:江小青,男,高級工程師,主要從事河湖管理督查與咨詢工作。E-mail:411538859@qq.com