三口分流分沙变化解析

2023-06-21 理论教育版权反馈

【摘要】：此外，2006年与2011年为小水年，上游来水量较小，三口分流比与分沙比也显著下降。图7.1-8松滋河沙道观站断流变化情况2.太平口弥陀寺站断流时干流临

7.1.2.1 三口分流分沙变化影响因素

统计历年三口分流分沙比（图7.1-3），下荆江裁弯前（1955—1965年），三口分流比呈现缓慢递减的趋势，此期间年平均分流比平均值为29.9%；下荆江裁弯期间及裁弯后初期（1966—1989年），三口分流比急剧递减，分流比减小至15.63%，1990年至三峡水库蓄水运用前，三口分流比变化较小，平均值为14%。三峡水库蓄水运用后，三口分流比年平均值略小于蓄水运用前，多年分流比稳定在12%左右。此外，2006年与2011年为小水年，上游来水量较小，三口分流比与分沙比也显著下降。

影响三口分流分沙比的直接因素是荆江河段水位变化、分流河道的冲淤变化等，这些变化直接决定了长江干流水位与三口口门高程的差值变化（图7.1-4），即三口分流的大小。从荆江裁弯前后的实际现象来看，裁弯前的自然情况下荆江河道基本冲淤平衡，而三口河道缓慢淤积，三口口门高程逐渐抬高，分流比缓慢减小；裁弯后，干流水位大幅下降，河道淤积加重，长江干流水位与三口口门高程的差值不断变大，三口分流比也急剧减小，尤其以水位下降最多的下荆江河段藕池口分流比减小最多。这些现象说明冲淤所造成的口门高程变化、干流水位变化与分流比之间的紧密相关性。分流量与干流水位和分流河道河床高程的差值可用Q=f（Z干流-Z河床）表达，近似采用多项式可表达为

pagenumber_ebook=298,pagenumber_book=275

图7.1-3　荆江三口分流分沙比年平均值变化过程

先用1996年的三口实测流量Q、附近长江干流水位Z干流及三口分流河道河床高程Z河床的实测资料，建立Q=f（Z干流-Z河床）的经验关系式，确定有关系数，得到三口分流量与附近长江干流水位之间的相关关系。

pagenumber_ebook=298,pagenumber_book=275

图7.1-4　分流口示意图

松滋口分流量与枝城水位之间的关系：

pagenumber_ebook=298,pagenumber_book=275

太平口分流量与沙市水位之间的关系：

藕池分流量与新厂水位之间的关系：

根据实测资料得到1997—2004年期间三口口门的河床高程和实测长江干流水位，可计算得到三口分流量Q。计算与实测结果对比情况如图7.1-5～图7.1-7所示。由图可见，计算值与实测值拟合较好，说明式（7.1-2）～式（7.1-4）能够较好地反映三口分流量的变化，可以用来估算三峡建库后的三口分流量。

pagenumber_ebook=298,pagenumber_book=275

图7.1-5　荆江松滋口分流量计算值与实测值对比（1997—2004年）

pagenumber_ebook=299,pagenumber_book=276

图7.1-6　荆江太平口分流量计算值与实测值对比（1997—2004年）

pagenumber_ebook=299,pagenumber_book=276

图7.1-7　荆江藕池口分流量计算值与实测值对比（1997—2004年）

7.1.2.2 三口河道冲淤变化

据实测资料统计，长江经三口河道分流的泥沙有13.1%淤积在三口河道内，1952—2003年三口河道共淤积泥沙6.52亿m3，年均淤积泥沙0.125亿m3。特别是进口段的河床淤积致三口进流不畅，除松滋西支新江口断面相对稳定外，三口河道进口段河床均呈现单向淤积态势。根据已有计算成果，1952—1995年三口河道泥沙总淤积量为5.69亿m3，其中松滋河淤积量为1.67亿m3，约占进口两站同期总输沙量的10.4%；虎渡河淤积量为0.71亿m3，约占弥陀寺站同期总输沙量的10.7%；松虎洪道淤积量为0.4424亿m3，藕池河淤积量为2.87亿m3，合计约占进口两站同期总输沙量的13.6%。1995—2003年，三口河道枯水位以下河床冲淤基本平衡，泥沙淤积主要集中在中、高水河床，总淤积量为0.4676亿m3，其中藕池河淤积最为严重，淤积量为0.3106亿m3，占淤积总量的66%，淤积强度为9.1万m3/km；虎渡河次之，淤积量为0.1317亿m3，占总淤积量的28%，淤积强度为9.8万m3/km；松滋河淤积量不大，淤积量为0.0348亿m3，仅占总淤积量的7%，淤积强度为1.1万m3/km。松虎洪道则略有冲刷，冲刷量为0.0095亿m3。

三峡水库蓄水运用后，根据2003年、2005年、2009年和2011年断面资料，得到不同年份间洪水对应的三口河道冲淤变化量（表7.1-1）。由表可见，三口河道在三峡水库蓄水运用后发生普遍冲刷，冲刷的沿程分布为：松滋河水系冲刷主要集中在松西河及松东河，其支汊冲淤变化较小；虎渡河冲刷主要集中在口门—南闸河段，下游河段则表现为淤积；松虎洪道表现为较强的冲刷；藕池河则发生普遍冲刷。

表7.1-1　荆江三口河道冲淤变化（洪水）　单位：万m3

pagenumber_ebook=300,pagenumber_book=277

7.1.2.3 三峡水库蓄水运用前后三口断流变化

三口河道在干流水位低至某值后出现断流的情况，断流一般出现在每年10—11月干流退水期，断流日期一般与10—11月的流量直接相关，在河道断流时对应干流流量变化不大的情况下，10—11月的月均流量越小，河道的断流日期越早，年平均断流天数也相应增加。三峡水库蓄水运用后，9—11月的蓄水降低了荆江干流流量，影响三口分流。

1.松滋口

1990年后沙道观站断流对应干流流量逐年增加，1995—2003年变化不大，三峡水库蓄水后断流对应临界流量有较大起伏但没有明显变化趋势，如图7.1-8（a）所示。沙道观断流起始日期，蓄水后相比蓄水运用前显著提前，1990—2002年平均日期为11月8日，蓄水后2003—2011年为10月13日，提前将近一个月，如图7.1-8（b）所示；沙道观站年断流天数，蓄水后高于蓄水运用前，如图7.1-8（c）所示。沙道观站断流起始日期及年内断流天数均高于蓄水运用前，这与沙道观站断流对应干流平均流量的变化及三峡水库蓄水期干流流量减小有关。蓄水运用前1990—2002年沙道观断流对应干流平均流量为9515m3/s，而干流枝城站10—11月平均流量为12600m3/s，高于沙道观站断流时对应干流流量；蓄水后2003—2011年沙道观站断流对应干流平均流量为10400m3/s，而枝城站10—11月平均流量为10500m3/s，接近沙道观站断流对应干流流量，造成沙道观站的断流日期提前，且年均断流天数增加。溪洛渡、向家坝水库运行后，由于其设计蓄水时间与三峡水库重合，若梯级水库运行，9月荆江流量可能显著降低，沙道观站断流日期可能进一步提前。

pagenumber_ebook=301,pagenumber_book=278

图7.1-8　松滋河沙道观站断流变化情况

2.太平口

弥陀寺站断流时干流临界流量较蓄水运用前的1990—1995年有下降趋势，1995—2003年则相对稳定，蓄水后又出现趋势性下降，如图7.1-9（a）所示。蓄水运用前弥陀寺站断流对应干流临界平均流量为8070m3/s，蓄水后降低为7330m3/s，故三峡水库10—11月的蓄水作用对弥陀寺的断流时间影响不大。弥陀寺断流起始日期，蓄水后相比蓄水运用前推后7天，1990—2002年平均日期为11月18日，蓄水后2003—2011年为11月25日，如图7.1-9（b）所示，这与蓄水后弥陀寺断流对应干流流量的降低有关。弥陀寺年断流天数，蓄水后低于蓄水运用前，如图7.1-9（c）所示。由上述分析可知，三峡水库蓄水运用后对河道断流影响不大，其断流日期及天数变化主要与干流的同流量水位变化及河道口门的冲刷引起的断流对应干流流量减小有关。

pagenumber_ebook=302,pagenumber_book=279

图7.1-9　虎渡河弥陀寺站断流变化情况

3.藕池口

藕池河康家岗站在三峡水库蓄水运用前1990—2002年断流时干流临界流量变化不大，蓄水后起伏较大且略有下降趋势；断流起始日期在蓄水运用前后无明显差别；年断流天数在蓄水运用前后变化不大，且蓄水后有一定的增加趋势。管家铺站在三峡水库蓄水运用前1990—2002年断流时干流临界流量略有增加趋势，蓄水后则呈下降趋势；断流起始日期在蓄水运用前后差别不大，且与干流临界流量的变化趋势相对应，管家铺断流时对应干流流量趋势性增加时，其断流日期则趋势性提前，反之，断流对应干流流量减小而其断流日期推后。由于蓄水后其断流对应流量趋势性减小，所以其年断流天数大于蓄水运用前且有下降趋势。

由上述分析可知，一方面，三口断流时间与其断流时干流流量的变化有关，在月径流量变化不大的情况下，断流流量增大，则河道的断流日期提前，且年断流天数增加，反之则相反；另一方面，通过分析三峡水库蓄水运用后荆江干流月平均流量变化可知，其对三口各河道的影响各不相同，对于干流断流流量高于蓄水后10月和11月月均流量的河道，蓄水作用对其断流时间的影响并不明显，而对于干流断流流量低于蓄水后9月和10月月均流量的河道，蓄水作用则明显影响其断流时间及年断流天数，也说明三峡水库的蓄水作用会影响三口断流时间。

pagenumber_ebook=303,pagenumber_book=280

图7.1-10　藕池河康家岗和管家铺站断流变化情况

三口分流分沙变化解析

相关推荐