长江三峡工程的泥沙问题
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长江三峡大坝对生态环境的影响自从长江三峡大坝建成以来,其对生态环境产生的影响备受关注。
这个巨大的水利工程不仅为中国的发展带来巨大的经济利益,也带来了一系列的环境挑战。
在这篇文章中,我们将探讨长江三峡大坝对生态环境的影响,从水质、生物多样性和泥沙沉积等方面入手。
首先,长江三峡大坝建成后,水质产生了明显的变化。
由于大坝截断了水流的自由流动,水库中的水流速度减慢,水体与岸边的交换也减少,导致大量的有机废料在水体中积聚。
这些有机废料分解产生氨氮和硝酸盐等化学物质,对水生生物造成了不可忽视的影响。
此外,大坝水库的堆积沉积物也被废料覆盖,导致富营养化现象的加剧。
这些问题不仅影响了水质,还可能污染下游的农田和饮用水源,给生态环境和人类健康带来了风险。
其次,长江三峡大坝也对生物多样性产生了重大影响。
由于大坝阻隔了鱼类等水生动物的迁徙路径,很多鱼类无法完成其生存繁殖的周期。
长江是中国最重要的鱼类繁殖基地之一,但大坝的建成导致了鱼类的数量急剧下降。
一些特有的鱼类物种甚至濒临灭绝。
这对于整个长江流域的生态平衡来说是一个巨大的威胁。
另外,长江三峡大坝的建设也对泥沙沉积产生了显著影响。
在大坝建成前,长江一年四季都会带来大量的泥沙沉积到下游的农田和河道中,为农业生产和河岸生态环境提供了养分。
然而,大坝阻断了泥沙的顺流运动,在上游堆积了大量的沉积物。
这不仅导致下游的土壤贫瘠化,还加速了海洋侵蚀,造成河道淤积。
这些问题不仅给农田带来了严重的困扰,还加剧了下游城市的洪水风险。
然而,值得注意的是,虽然长江三峡大坝对生态环境产生了不可忽视的影响,但在工程建设的过程中也进行了一系列的生态保护和环境治理措施。
例如,在大坝下游建设了一系列的污水处理设施,以减少废水的排放。
同时,也积极推动了退耕还林还草和植树造林等生态恢复项目,以保护受影响的自然生态系统。
这些努力在一定程度上减轻了大坝对生态环境的负面影响。
综上所述,长江三峡大坝对生态环境的影响是复杂而深远的。
三峡大坝环境地质问题““三峡大坝, 环境之殇!_度娘这么说搜索三峡大坝环境地质问题作为人类群体中的一员,你想过吗?在三峡大坝建成之前,世界上最大的大坝是阿斯旺大坝。
当时的埃及政府和水利专家们认为。
修建尼罗河大坝是-箭数雕的高明之举。
首先,大坝既可以控制河水泛滥,又能够存储河水,以便在枯水季节用于灌溉及其它用途。
埃及的可耕地主要位于尼罗河两岸以及尼罗河三角州的洪泛区,建成大坝后可以大幅度扩大可灌溉的耕地面积,以适应迅速增长的人口。
其次,大坝建成后可以产生巨大的发电能力,为工业化提供充裕而廉价的能源。
再次,修造大坝所形成的巨人水库及对下游水位的调节,可以发展淡水养殖及内河航运。
确实,当阿斯旺大坝建成后,这些目标都一一实现了。
结果呢?说不出话了?不知道了?因为你…工程的负面作用就逐渐显现出来,并且随着时间的推移,大坝对生态和环境的破坏也日益严重。
这些当初未预见到的后果不仅使沿岸流域的生态和环境持续恶化,而且给全国的经济社会发展带来了负面影响。
如大坝工程造成了沿河流域可耕地的土质肥力持续下降、沿尼罗河两岸出现了土壤盐碱化、尼罗河下游的河床遭受严重侵蚀、尼罗河出海口处海岸线内退等。
为什么你也会变成这样?几十年后,中国建成了三峡大坝。
三峡大坝比阿斯旺大坝更大,成了世界第一大坝。
和阿斯斯旺大坝一样,它对生态环境的影响也是非常巨大的。
三峡工程地质环境、地质构造地质岩性三峡地区地层自老至新出露比较全,除缺失志留系上统,泥盆系下统、石炭系上统和第三系外(白垩系或老第三系是否存在尚有争议),自前震旦系岭岭群至第四系皆有出露。
上述各系地层大多呈整合及假整合接触,不整合仅见于震旦系与前震旦系、白至系与前白至系、上第三系与下第三系之间。
地层分布具有以黄陵背斜核部的结晶岩体为界,分别向东、向西渐新的展布规律。
黄陵背斜核部,三斗坪一带为前震旦系片岩、片麻岩和混合岩类及闪长斜长花岗岩、闪长岩及花岗岩。
周围分别出露震旦、寒武、奥陶、志留、泥盆、石炭、二叠系及三叠系中、下统地层。
三峡工程八大焦点问题透视新华网北京12月15日电从论证阶段到运行10年,三峡工程始终是舆论的焦点。
泥沙淤积情况怎样?西南大旱和三峡工程真有关系吗?……兴建20年、枢纽成功运行10周年,暨连续4年成功实现175米蓄水之际,新华社记者走进国务院三峡办、水利部、长江水利委员会、中国工程院、中国长江三峡集团公司等单位,向权威专家请教,并走访了三峡坝区、库区及下游多个地方,掌握了大量第一手资料,试图梳理解读笼罩在“三峡工程”上的是是非非的焦点问题。
焦点一:泥沙淤积埋大坝?泥沙淤积问题是三峡工程最主要的技术问题之一。
面对泥沙问题,三峡水库采用“蓄清排浑”的方法,即在汛期时加大排水量使浑水出库,在枯水季节大量蓄积清水,以此减少泥沙在水库内的淤积。
近年研究表明,三峡水库泥沙入库量呈现不断减少的趋势。
根据中国工程院2013年《三峡工程试验性蓄水阶段评估综合报告》,自三峡水库开始蓄水以来(2003年至2012年),入库年均水量变化不大,但入库年均沙量为2.03亿吨,为1990年前均值的42%。
175米试验性蓄水以来,三峡水库上游来沙减少趋势仍然持续,2009年至2012年的年均入库悬移质输沙量为1.83亿吨,仅为1990年前均值的38%。
三峡工程试验性蓄水阶段性评估项目组组长、原中国工程院副院长沈国舫院士认为,三峡入库泥沙量减少,一方面是因为上游不断实施水土保护工程,水土流失局面得到很大改善;另一方面,三峡上游新建了一系列水库,对泥沙有一定拦截作用。
他表示:“今后,随着三峡上游新建各大水库的蓄水拦沙和上下游水库的联合调度,三峡水库的泥沙淤积总体会进一步缓解,三峡水库可以在100年内维持200个亿的库容量。
”目前,三峡水库已蓄水运用10年。
2009年以来三峡水库采取提前蓄水、中小洪水调度、汛限水位上浮等优化调度措施后,年均淤积沙量仅为论证阶段预测值的45%,防洪库容的淤积好于初步设计阶段预测水平。
2012年,三峡水库采取了库尾减淤调度、沙峰调度措施,进一步减少了库尾及库区泥沙淤积,有利于水库更长时间保持有效库容。
三峡水库泥沙絮凝条件分析研究发布时间:2021-07-20T05:34:38.009Z 来源:《防护工程》2021年8期作者:娄群1 [导读] 絮凝现象的形成主要是由于水体内泥沙颗粒表面存在相互电荷作用。
DLOV理论可应用到絮凝研究中。
本文以三峡水库实测基本数据为研究影响因素,结合DLOV理论探讨库中泥沙絮凝作用机理。
三峡水库坝前水深大,中层泥沙易发生絮凝现象,而库中泥沙相互电荷作用小,在水流运动下容易遭到剪切,絮凝体在水库中大部分不紧密。
泥沙淤积在影响水库的使用寿命中是水利行业的难题重题。
研究三峡水库泥沙絮凝成因对于库中维护整治,水库运行调度等方面都有重要价值。
娄群11. 重庆交通大学河海学院重庆 400074摘要:絮凝现象的形成主要是由于水体内泥沙颗粒表面存在相互电荷作用。
DLOV理论可应用到絮凝研究中。
本文以三峡水库实测基本数据为研究影响因素,结合DLOV理论探讨库中泥沙絮凝作用机理。
三峡水库坝前水深大,中层泥沙易发生絮凝现象,而库中泥沙相互电荷作用小,在水流运动下容易遭到剪切,絮凝体在水库中大部分不紧密。
泥沙淤积在影响水库的使用寿命中是水利行业的难题重题。
研究三峡水库泥沙絮凝成因对于库中维护整治,水库运行调度等方面都有重要价值。
关键词:泥沙;絮凝;三峡水库1 引言三峡水库整体面积达 1 084,库区多数为坡地,坡地的耕垦率因为移民搬迁而高达43. 7%。
[1]水土流失问题随之而来。
虽然水库可以阻挡上游大量泥沙,但水坝的修筑会降低河流的输沙运沙能力,并且相应水文环境以及库区植被边坡问题都受自然水深因素干扰。
库中泥沙絮凝现象会产生泥沙淤积,从而导致大坝寿命以及航运经济问题的出现。
河口流域是国内外目前研究泥沙絮凝以及相关实验的主要范围,而淡水区域特别是大坝库区相关研究还不充分。
董年虎[2]在计算三峡库区淤积量时发现忽略絮凝现象会导致计算值偏小;王党伟[3]等通过实验与现场考察探究了库中泥沙沉降絮凝影响因素。
长江三峡工程的泥沙问题张仁三峡工程曾经经历长时间的论证工作,在论证工作中,泥沙问题始终是三峡工程的最重要的问题之一。
在可行性论证阶段,主要研究的泥沙问题有5个方面。
1993年以来三峡工程的泥沙研究包括8个方面。
1 可行性论证阶段主要研究的泥沙问题(1) 如何长期保持三峡工程的有效库容根据黄河上修建三门峡水库的经验和教训,三峡水库采用了“蓄清排浑”的运用方式,水库在汛期维持低水位,使泥沙可以顺利排出库外;在非汛期水流含沙量减少时,水库蓄水兴利。
按照数学模型计算的结果,在水库运用100年后,在汛期限制水位145m和正常蓄水位175m之间的防洪库容可以保持86%;175m和枯水期限制水位之间的库容可以保持92%。
因此,三峡工程的大部分有效库容是可以长期保存的。
(2) 三峡水库泥沙淤积后可能产生的淹没问题依靠数学模型,计算了水库淤积100年后,遭遇百年一遇洪水时的库区回水曲线,求得重庆朝天门地区的洪水位为199m,但考虑到水库蓄水和淤积后糙率的不确定性,专家组要求增加1?3m的安全裕量,以决定重庆市区的淹没范围。
对于农业地区,土地按5年一遇回水线征用,居民则按20年一遇回水线迁移。
(3) 变动回水区的航道,港区泥沙淤积问题三峡水库蓄水后,常年回水区的滩险均被淹没,除青岩子,金川碛主航道由右槽倒向左槽,需要在新航槽中清除礁石外,其他滩险均可得到明显改善。
变动回水区汛期产生淤积,汛后因水库蓄水,减少冲刷在翌年消落期有短期航深不足现象,需要进行航道疏浚和整治工作。
重庆主城区港口码头前沿,在丰沙年泥沙淤积增加,可能影响正常作业,专家组认为:“可以通过优化水库调度,结合港口改造,认真研究整治和疏浚措施,加以解决。
”(4) 坝区的泥沙淤积问题三峡水利枢纽工程包括挡水大坝、泄洪坝、电厂、船闸、升船机等,因此设置了规模巨大的坝区实体模型,研究不同阶段坝区泥沙淤积对河流形态和各项建筑物的影响,从而为枢纽总体布置提供了科学依据。
(5) 三峡水库运用对下游河床演变的影响三峡工程建成蓄水后,下游水流含沙量减少,将引起下游河道长时间、长距离的冲刷下切。
依靠数学模型,预报了三峡工程运行后下淤河道冲刷发展过程,同流量水位变化以及对防洪、航运、供水的影响。
提出了需#控制宜?水位,整治芦家河卵石浅滩以及对荆江和城陵矶以下河道河势控制和堤防安全建设的课题。
在三峡工程可行性论证期间,数字模型计算和实体模型试验对工程方案的选择和决策发挥了重要的作用。
因此,我们十分重视利用长江干支流上已经建成的水库和在河道上获得的实测资料对上述数学模型和实体模型进行验证和对比。
通过这些工作,改善了模拟技术,提高了模型的可信程度。
当然,在这里并不是说现有的数学模型和实体模型已经很完善了。
随着三峡工程开始蓄水运用,我们将积极利用三峡工程本身的原型观测资料对上述模拟技术作进一步的验证和改进。
2 1993年以来三峡工程的泥沙研究1992年“人大”会上,通过了建设三峡工程的议案,1993年开始了三峡工程的施工准备工作,结合各项工程建筑物的设计和建设,我们又组织了一系列泥沙问题的研究工作。
现将上述问题的研究情况依次作一简要的汇报。
(1) 三峡工程入库泥沙量的变化近年来,进入三峡水库的泥沙不断减少,其中嘉陵江来沙量的减少特别显著(参见表1)。
成因分析表明:造成近年来嘉陵江来沙减少的主要原因有下列方面:①近年来嘉陵江上修建的大量水库和航电梯级,拦截了大量泥沙。
②1994?1997年流域内降雨量减少,使北碚站90年代的年径流量比多年平均减少约23%。
③1989年以来在流域中实施的水土保持工程发挥了作用。
④由于当地基本建设对建筑骨料的需要,在河床中开挖了大量泥沙。
除了降雨造成的来沙减少具有随机的性质以外,其余三个因素导致的泥沙减少的趋势将是稳定的,因此考虑水利建设的进程,我们建议对于2013年以前可能进入三峡水库的泥沙量采用新的水沙系列(1991年至2000年),作为研究泥沙问题的基础。
2013年后,向家坝、溪落渡工程将相继投入运用,三峡水库上游来沙将更为减少,而且将持续几十年。
利用数学模型计算研究了修建两个大型水库对三峡水库库区淤积的影响,计算针对以下三种情况:(1)金沙江上不建工程;(2)只建向家坝工程;(3)只建溪落渡工程,计算的结果如表2所示。
由表可见,当金沙江上修建大型水库后,三峡库区的最大累计淤积量减少30亿m3至40亿m3。
对三峡水库淤积过程将有巨大的改善。
(2) 重庆河段的泥沙淤积问题在三峡工程修建前,重庆主城区河段的泥沙冲淤是年内平衡的。
在汛期淤积的泥沙一般可以在非汛期冲掉,因此重庆地区的港口和航道在年内不受泥沙淤积的影响。
这种现象是由重庆河段的两个地貌特征造成的,其一是重庆河段的出口处狭窄的铜锣峡严重约束了出口的水流,大流量时水位壅高,泥沙落淤,小流量时,水位下降,流速增大,可以把汛期淤落的泥沙冲走。
其二是重庆河段宽河段和窄河段相间,大流量时水流趋直,泥沙在缓流区和凸岸下侧大量淤积,小流量时水流趋弯,可以将岸边淤积冲走。
当三峡工程建成运用后,水库一般在10月1日开始蓄水,十月底蓄满175m。
因此,冲刷河道的时间将缩短,汛期发生的泥沙淤积物就不能在汛后完全被冲完,当第二年水库消落时,岸边的淤积物将出露成为边滩,影响船舶靠岸,妨碍码头的正常装卸作业。
因此在可行性论证阶段,三峡工程确定了“分期蓄水”的建设方针,规定:“2007年水库的汛期正常蓄水值为156m,运行若干年后,水库在抬高至最终高水位175m运行。
初期蓄水位156m运用的历时,可根据水库移民情况,库尾泥沙淤积实际观测成果以及重庆港泥沙淤积影响处理方案等,届时相机确定。
初步设计暂定安排6年”(参见三峡水利枢纽初步设计,第一篇综合说明书,1-1-10)2001年4月,国务院三峡工程建设委员会召开会议讨论了三峡工程分期蓄水的实施方案,会议同意泥沙专家组部分成员提出的建议,指出:“有关专家提出了在2007年后,根据泥沙观测的成果,以分期、渐进地抬高的方式比较合理。
”“对156m水位运行后,水位如何提高到175m,也没有作出明确规定,这些都需要通过研究和观测提出建议,经过必要的程序审查后确定。
”“十?五”期间,泥沙专家组接受三峡工程开发总公司的委托,进一步组织了解决重庆河段泥沙淤积问题的研究工作。
研究成果发现,考虑90年代以来三峡工程入库泥沙减少的影响后,重庆河段的泥沙淤积问题显著减轻,采用港口整治、机械疏浚和优化调度等措施后,可以较有把握地解决重庆主城区港口、航道的泥沙淤积问题,在水库正常蓄水位达到156m 后,可以在第二年进一步提升水库正常蓄水位至165m或172m,更好的发挥三项工程的防洪、发电、航运的综合效益。
(3) 引航道隔流堤的布置和坝区泥沙淤积问题三峡工程的双线船闸和升船机都布置在左岸。
根据实体模型的实验成果,为了确保通航船舶的安全和航道的畅通,在上、下引航道的外侧,布置了防淤隔流堤(参见图1)。
三峡工程运行后,引航道内将产生由异重流和船闸充水引起的往复流带来的泥沙淤积,试验成果表明,引航道内的淤积量将随时间增加而增加(参见表3),特别在1954年型的大沙年,引航道内淤积量可以达到200万吨左右,超过了机械清淤能够清除的数量。
因此,研究了在引航道内布置一个冲沙闸和两条冲沙隧洞的水力清淤设施。
用临时船闸改建的冲沙闸(2500m3/s)已经建成。
三峡工程建成蓄水后,水流进入坝区时,由于弹子石挑流,主流将逐渐移向左岸,右岸产生巨大回流,回流中泥沙沉积,在坝前将形成一个巨大的边滩。
在实体模型实验中当发生1954年型大水丰沙的洪水时,坝前水位将达到159m,边滩淤积面高程将超过145m,对地下电厂和右岸电厂的进水十分不利,当三峡工程防洪采用城陵矶补偿调度方式时,将加速右岸边滩形成和淤高,需要综合考虑。
(4) 库区淤积和数学模型的改进三峡工程可行性论证阶段,利用数学模型对水库泥沙淤积过程进行了多方面预估,例如淤积的数量、淤积的形态,长期保留的库容和库区洪水位以及淹没范围等问题。
三峡水库蓄水运行以来,水文部门开始取得了三峡水库本身的实测资料,对已有的数学模型提供了进一步验证的基础。
从原型观测资料的分析中可以发现有以下两方面的问题:①要协调输沙量和断面法的测量成果水库中泥沙淤积体是不断压实的,因此用输沙量法求得的泥沙淤积重量和用断面法求得的淤积体积是无法相互换算的,需要水文部门提供淤积体的单位容重资料和研究淤积体单位容重变化的规律,才能更好地做好数学模型的验证和改进的工作。
②要研究库区泥沙异重流运动的问题实测资料表现,三峡水库蓄水以来库区的淤积越往坝前淤积强度越大。
例如近坝段(大坝至庙河)长度仅15.1km,三年来就淤积泥沙6500万m3,深泓内的最大淤积厚度达到53.4m,淤积面的纵剖面平缓(参见图2),可能存在异动流运动。
而原来数学模型计算中,由于缺少资料,未考虑异重流运动,坝前淤积偏少,需要在今后计算中加以改进。
近年来,林秉南院士等提出了新的水库调度方式。
建议提出:当寸滩站预报洪水流量超过40000m3/s时,将坝前水位从145m降到135m,同时控制枝江流量不超过56700m3/s,在大洪水到达大坝之前,水库内泥沙将被冲刷,然后,水库水位将升高到拦洪需要的高度。
数学模型计算表明,如果三峡水库投入后的第三年就按照这一调度方式运用,在运用100年后,三峡水库内的泥沙淤积总量将有所减少,如果将135m和145m之间的库容考虑进去的话,可能增加的有效防洪库容将达到50亿m3,重庆河段的泥沙Y?将减少40%。
这一调度方式的缺点是每年有5至7天船闸将停止使用。
由于万吨船队在流量超过20000 m3/s时在部分河段不能通航,在流量超过40000m3/s后这一调度方式将仅仅对单独航行的船舶通航带来不便。
(5) 葛洲坝枢纽下游的水位变化葛洲坝枢纽工程处于三峡工程下游约40km,当三峡水库蓄水并下泄低含沙水流时,葛洲坝枢纽下游的河床将受到冲刷,导致水位下降,从而使葛洲坝船闸坎上和下游引航道中的水深不再能满足航运的要求。
数学模型曾被用来预报下游河床冲刷的数量和宜昌水位的变化。
计算结果表明,在三峡水库的各个运用阶段,预报的宜昌站水位都低于航运部门所要求的水位(参照表4)。
为了满足135m蓄水位时期通航的需要,曾采用了以下措施。
①利用围堰135?139m之间的超高蓄水,用以增加枯水期的下泄水量。
②在有控制作用的河段中铺设护底防冲工程,以避免河床进一步下切。
③改建大江船闸,提高船闸的通航效率。
目前,三峡工程将进入156m的运行时期,4000m3/s流量的宜昌水位已经低于38.5m(参见图3)。
宜昌下游的河床护底抗冲工程虽已实验两期,但受到河道挖沙活动的严重干扰。
根据长江委水文局的调查,三年来(2003至2005年),宜昌至沙市河段的挖沙量可能达到2070?3830万m3,采沙活动如果不能得到制止,将对未来的船舶通航造成难以弥补的影响。