水文泥沙对坝区影响：研究成果分享

2023-08-23 理论教育版权反馈

【摘要】：图14.25葛洲坝坝区河段示意图14.5.4.1对水力条件的影响水库蓄水后，坝区水力条件将发生明显变化，主要体现在水面比降变缓、流速减小。图14.261998年、2005年庙河断面流量—输沙率关系图14.5.4.3对泥沙冲淤特性的影响进入水库的洪水过程一般是非恒定流，使坝前流量、含沙量等发生变化，对坝区河段泥沙冲淤变化也产生了一定影响。

坝区是受水库蓄水影响最大的区域，主要体现在水力条件、水沙关系以及泥沙冲淤变化等方面。如三峡水库2003年6月135m蓄水后，入库泥沙在库区沿程淤积分选，坝前含沙量较蓄水前大幅减少。根据水库淤积观测表明，2003年3月至2006年10月坝前库段（大坝至庙河约7km）135m河床下共计淤积泥沙7080万m3，是水库淤积率最大的库段之一，并以淤积河槽为主。

图14.25　葛洲坝坝区河段示意图

14.5.4.1　对水力条件的影响

水库蓄水后，坝区水力条件将发生明显变化，主要体现在水面比降变缓、流速减小。如葛洲坝坝前段（南津关至坝址长2.5km，图14.25），比降、流速随库水位抬升而减小，流速横向分布受施工影响，一期工程时主流偏右岸，蓄水后大江封堵，主流偏左岸，二期工程运行后主流趋中；坝下段（坝址至宜昌站，长6.4km），蓄水后当流量大于10000m3／s时与天然河道时相近，小于10000m3／s时流速有所减少，如宜昌断面平均流速在流量为5000m3／s时流速减少0.10m／s。

14.5.4.2　对泥沙输移特性的影响

实测资料表明，泥沙输移率的大小一般与流速的高次方成比例。水库蓄水后，水位抬高，同流量下流速减小，且随水库运用水位的提高，减小愈多，流速减小导致推移质和悬移质输移规律发生明显变化，水沙关系也发生明显变化。如葛洲坝水库坝区南津关断面蓄水前约在流量20000m3／s开始输移卵石，蓄水后在25000～30000m3／s才开始输移，输移带及强烈推移中心随主流左移约20m，中值粒径也从蓄水前29.3mm变为蓄水后的20.5mm。蓄水前南津关卵石输移量多年平均为75.8万t，蓄水后1982～1993年年均输移量为2.61万t，见表12.31。

表12.31　南津关断面卵石输移量及粒径级配表

三峡水库蓄水后，三峡坝前（庙河断面）挟沙能力较蓄水前大大减弱，如流量为10000m3／s时，蓄水前、后悬移质泥沙平均输沙率分别为1.2t／s和0.17t／s；流量为40000m3／s时蓄水前、后平均输沙率分别为88.3t／s和24.4t／s（图14.26中1998年为三峡工程出库水文站黄陵庙站资料）。

图14.26　1998年、2005年庙河断面流量—输沙率关系图

14.5.4.3　对泥沙冲淤特性的影响

进入水库的洪水过程一般是非恒定流，使坝前流量、含沙量等发生变化，对坝区河段泥沙冲淤变化也产生了一定影响。

如三峡水库坝前河段河底平均纵坡降仅为1.8×10－4（图14.27），且坝前庙河以上河段较窄，135m高程下河宽一般在320～800m，而庙河以下河段河宽则在700～2200m，水流下行至坝前宽阔段后，流速会减小很多。

三峡水库蓄水运行以来，坝前约7km的库段内泥沙淤积强度较大，且以90m以下的河槽平淤为主，2003～2006年高程90m以下淤积量达5170万m3，占高程135m以下淤积总量的79.5%。坝前段深纵剖面淤积也非常明显，2003年3月至2006年11月，河段的深泓累积淤积最大幅度是距离大坝5.565km的S34断面，其累积淤积厚度达51.7m，其次为距离大坝2.169km的S31＋1断面，其累积淤积厚度为44.7m。

图14.27　三峡水库库底纵坡降及水面线变化图

水文泥沙对坝区影响：研究成果分享

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