三峡水库二期蓄水初期螺山站水位流量变化响应

切关注 , 尤其是在三峡水库蓄水的初期阶段 。 本文数据除了采用 该站 以 位流量数据外 , 还有上距螺 山站 水文站和下游 水位 流量数据 。 一 《〕 逐 日水 的城 陵矶 七 里山
基金项 目 中 国科 学 院知识创 新工 程重 大项 目专题 习 刀
一 刁 一碱 洲 。
一
国务 院三 峡 办 “ 三峡 工 程 生 态 与 环 境 监 测 系统 ” 课 题
第 卷 以 刃年 月
第 期
一 页
世 界科 杖研 究与 疚展
拭 刃 一
三 峡水 库 二期 蓄水初 期 螺 山站水 位流 量 变化 响应
张 红` , 陈世俭 , ' ` 张光岳 丁 超 ,, 单 斌 ,,
中国科学 院测量与地球物理研究所 , 武汉 中国科学院研究生 院 , 北 京 〕 〕
四川大学建筑与环境学 院 , 成都
一
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距平值
一
一
一
从表
中可以看出 , 蓄水后螺 山江段月平均流量除
、 、
月份有 一定 程度上升外 , 其余 月份 均有所下 降 。 其 中 月
二
第
页
水文科学
世界科杖研究与成瓜
, 。 这是由于降雨 、蒸发等影响流量
年
月
份降幅最 大 , 达
均差值 图
, 发现水位流量 的变化关系并 不是一 一对应 的
一致 的 。 三峡工程运行 后对改 善长江 中下游 生态环 境 的最 大贡
关系一般表现为绳套性 的水位流 量关 系 曲线 ” ,`〕 。 通过 点 绘螺山站逐 日水位流量关 系曲线 图 以 年和 年为 例 , 如图 所示 , 发 现该站水位 流量关系具有如下特点
对 比该 图上 和 年 水 位流 量 关 系变 化发
第
页
切叨
20 ( )9 年
月
廿 界科杖研究与成展
单值化处理
水文科学
水位流
值和月径流 占径流总量百分 比来看 , 在枯 水期 蓄水 后 比蓄水
螺山站水位 流量关 系受多种 因素综 合影 响而呈 现复杂 的多值关 系 , 因此必须将各种因素影响的水位 流量 关系转换 到 同 一 基 础 上 , 经 分 析 比较 后 认 为 , 采 用 综 合 落 差 指 数 法 ”一 ` 能较好地消除螺 山流量受上游洪水涨落 和下游变动 回水顶托等 因素 的影 响 。 基本形式为
以往研究 日 一 '“〕 表明 , 影响螺 山水 位 流量关 系 的因 素较 为复杂 , 主要有洪水涨落率 、 下游变动 回水 顶托 、 河段 冲淤和 其他一些偶然因素 。 受 以上因素等 影响 , 螺 山站的水位 流量
图 蓄水前后多年月均水位 流量差值变化
月均流量变 化分析发现 ,蓄水后水位 的降低 与相应时段 月均
站水位在不同时段的变化 表 。
, 以保证发 电水头 和上
表
即
三峡水库蓄水前后螺山站 流量年 内变化表
月份
繁 月径流量占径流百分数
蓄水
后
多年月均流量 多年月均流量
【
《 月
月径流量占径 流百分数 表
颐
三峡水库蓄水前后螺山站水位各时期变化比较表
砂
蓄水 前
蓄水 后
距平值
枯水期 丰水期 平水期 一 月 一 月 月
的因素在不 同 年 份 、不 同月 份 有 很 大差 异 所 导致 。 例 如 , 年 月份 月均流量最大 , 从而使得蓄水之前长江多年月
简单关系 。 在流量变化 相同幅度的情 况下 ,水 位 的变化 幅度 表现出一定的差 异 。 其 中 月份 最 明显 , 其 流量 减 少 的情况下 ,水位 只下 降 了 。而 月 份 流量 减 少 , 水位减少 了 。 可见影 响螺 山站水 位 流量 关 系变化 的因素较为复杂 。
调节 蓄水作用有 很大关 系 。
一 月均 水 位 月均 流 量
曲线较
析。
年的高水水位 流量关 系曲线偏左 。这 种变化 与
该河道泥沙 冲淤 的变化 有很 大关 系 , 下文 中将 作进 一 步分
在不同的时段 , 同流 量下 水位 变幅亦 不相 同 。 年同流量下水位变 幅大 部分小 于 , 只有个别 时段超 过
二少 ■ 罗 ■ 二 , 么 十凡
前有所增加 ,丰水期和平水期都有一定下降 。螺山江段水位
流量蓄水前 后的这 种变化 ,很 大程 度上是 与三峡工 程二期蓄 水的调度运行方案有直接联 系的 。
另外 ,从螺 山站水位 流量关 系 的变化 情况 来看 , 其变 化
间段作 为蓄水 后阶段 。另 外 , 根据上 述水库 的调 节方 案 ,将
一 月 作为枯 一 月作 为
库流量低于 电站保 证 电力 对 流量 的要求 时 , 才 动用 调节 库 容 , 此时出库流量大 于入 库流量 , 库水 位逐渐 降低 。 但 末 以前水位最低高程不能 低于
面
平 水期 退水情 况 , 分别进 行讨论 分析 。 首先 , 计算 了三峡 水库蓄水前后 坝下螺山站各月径流变 化情 况 表 , 以及该
影 响研究提供 了有意义的借 鉴 。
螺 山水文站概 况
螺山水文站处于 长江 左岸 的湖北 省 洪湖 市螺 山镇 图 , 其控制流域面积 耐 , 测流 断面呈 型 , 断 面冲 淤变化较 大 。 该 站位 于监利 以下 , 上距 洞庭 湖 出 口 , 是洞庭湖 出流与荆 江来水 汇合 后的第一 个水 文控 制 断面 。 下游 有陆水 河汇 人长 江 , 下游 约 有 汉江在武汉市人汇 。 因此该站水 位 流量及 其关 系变化 是长 江 中下游防洪规划 、 河道泄洪能力分析 以及 洪水预报 和防洪 调度 的重要依据 , 其水位流量关系变化也一 直受到人们 的密
现 , 蓄水前的
年 的绳套 幅度 较 窄 , 蓄 水后 的
年的
绳套线 的幅度 明显 变宽 , 这是 由于 三峡 大坝 蓄水后 , 改变 了 河道 的天然水文特性 , 使得大坝下游水 文站的水位 流量关 系 也 随之发生变化 。
从 图上还可 以看 出 , 该 站历 年水位流量变化不稳定 , 年内有变 化 , 年 际间也 有变 化 。 一 般 中低 水绳 套 幅度 比较 窄 , 高水绳 套幅度 比较 宽 。 且 年 的高水 水 位流量 关 系
按三峡水 库调度方 案 ' 了 , 每年
位降至汛期防洪 限制水位
, 汛期
一 月 , 水库一般 维
持此低水位 。 水库下泄流量与天然情况相 同 。 遇 大洪水时 , 根据下游情况水库拦蓄洪水 , 库水位抬升 , 洪峰过后 , 仍 降至 运行 。 汛末 逐步高至 月到次年 月水库 蓄水 , 下 泄流量有 所减 少 , 水位 月。 一 月人 月 , 在枯水 年份 , 这 一过程 将延 续到 月 , 水库尽 量维持在 高水位 。 只有 在
江段 的不同时段 都有冲淤的变化 。
关键词 三峡 水库 蓄水初期 螺 山站 水位流量变化 中图分类号 刃 文献标识码
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引言
三峡工程是举世 瞩 目的特大型水利水电工程 , 它于 月 日实 现 了 水 位蓄水 。 三 峡工 程的运 行 , 将
摘 要 三峡工程二期蓄水对坝下游江段水情的 变化产 生了一定的影响 。 在水序蓄水的初期 阶段 , 分析螺 山江段 水位流 量的变化
, 丰水期和平水期 分别下降了 和
响应 , 采用综合落差指数法描述 了该河段水位 流量关 系的 变化 , 并通过 同流量水位 法初步探 悉了该河段近 几年河床 冲淤 变化 情 况 。 结果表明 , 水库蓄水后 , 枯水期该站 月径流量 占 径 流量的百分比上升 了 从该站水位距平值 来看 , 枯水期有所上升 , 丰水期和平水期均有所下降 。 对该站 水位流童关 系进行单值化 处理 后 , 发现蓄 水后 水 位流量关 系曲线较 蓄水前偏 左 。 同时 , 同流量下水位的 变化也反映 了该河段泥 沙冲淤情 况 , 对此本文作 了初 步探 悉 , 发现在 同一
流量的减少 有一定 的关 系 。 从 蓄水前 后各个 时期 的距平 值 各年月均水 位与多年月均 水位之 间的差值 变化上可 以看 出 ,水库 蓄水后枯水 期距平 值 比蓄水前增 大 , 丰水期 和平水 期都有所减少 。 这也反 映了三 峡工程 不 同调 度方案 给螺 山 站水 位带来 的变化 , 这种实际的变化与以往的理论研究 ￡ '〕 是
位流量关 系 , 采 用综 合落 差指 数 法对 其 流量 进行 单值 化处
理 ,拟定了蓄水前 和蓄水后综合 的螺 山水位 流量 关系单值化
图 。 最后对该河段 泥沙 冲淤情况 作 了初步 探悉 。 本文 的分 析对 于即将完成 的三峡 工程 三期蓄 水对 坝下游 江段带 来的
年
季节性的改变长江 中下游地区河道 的流量 , 水位也 随之发 生 变化 。 然而 , 水库 蓄水的 同时大量 泥沙在 水库 内淤积川 , 下 泄水流的含沙量减 少 , 坝下游 河道发 生 冲刷 〔 一〕 , 使得 水位 流量关系不仅 仅表 现为 简单 的对 应关 系 , 而 变得 更加 复杂 化 。 因此 , 分析三峡水库蓄水前后长江水位 流量 及其关系的 变化 , 不仅反映 了三 峡工程 对 中下 游地 区水情变 化的影 响 , 也 可进一步反应 其下 游河段 河床 冲淤变化情 况 。 本文采 用 以 洲 〕 一以 拓 螺 山站 水位实测数 据 , 对该站蓄水 前 后水位流量 的变 化分 枯 、平 、丰 水期 三种 情况 进行 了分析 。 并针对影响该水位流量 关系 的复杂 因素及形 成绳 套性 的水
。
均流量和月均水位高 于蓄水之后 。据资料 困统计 , 与常年 同 期相 比 , 年 月长江 中下游降 雨量 明显偏 多 , 螺 山水 文
站 月份分 洪峰流量为 科 , ,一 , , 超 过历史 同期最大 流量 , 超 过历 史同 时期 , 其 最高水 位
,
最高水位
,
。但是 , 三峡水库作为年 内
调节水库 , 其下游月径流量所 占径流量 的百分 比更能反 映其 调节作用对 下游江段 流量 的影 响 。 从 月径 流量 占径流量百 分 比来看 , 枯 水期 水后的 一 月 由蓄水前 的 一 月 由 上升 到蓄 减 少到 , 丰水期
献是它 的防洪效益 , 它可 调 蓄长江上 游洪水 , 调控 中游下 泄 流量及 水文情势 。 从 《 城一 年螺 山站水 位流量 动态变 化过程 图 上 分 析 , 水 库蓄水 后 , 螺山 江段 水位 流量年 内 变化波动 幅度减小 。 蓄水前该站最大流量 达 量年 内 最 大 变 幅 为 幅 蓄水之后最 大流量为 , 水位年 内最大变幅 犯 , ,流 , 水 位 年 内最 大 变 幅 为 , 流量年内最大 变 , 这与三峡水库的
的汉 口水文站 监测的相应 时间段 的
通讯作者 陈世俭 , 一
婴
第
页
、二
2( ) 9年 X
月
廿 界科 杖研 究 与发展
水 文科学
图
长江中游河道及螺山站位置示 意图
凡
万
示
蓄水前 后水 位流
变化 分析
月末至 月初 , 坝前 水
游航道必要 的航深 。 在三峡水库蓄水的初期阶段 , 为 了及 时地 了解 水库蓄水 对长江 中下游水情的影响 , 对螺 山站 的水 位流量作 了如下分 析 。 采用 一以 拓 螺 山站水位 流量实测数 据 , 以〕 时 一 分 为蓄水前和蓄水后两个时期进行分析 , 本 文以 时间段作为蓄水前 阶段 , 螺山江段年 内水情变 化分 为三种情 况 , 即以 水期 涨水情况 , 一 月作 为丰水期 汛 期 ,
年 同流量下水位变幅一般在 一 之间 。
年
书 划 、 日
图
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螺山站月均水位流量动态变化图
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水位 流且 关 系变化
图 螺山站
金罗 一主
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」 名 间 盛 明
年水位流量关系图
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水位流
关 系特 征
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一
以三峡蓄水前后的 以 一以 拓 共 年的资料作 为 水位流量关系研 究对象 , 对 比分析 蓄水前 后水位流量 多年 月
口 流 “一 犷底 底
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,
,
, 平水 期 一 月 由 减少 到 。这 充分表明了三峡工程 调度运 行方 案对坝 下游螺 山江段 流量
产生的影 响 , 枯水期下泄流量增加 , 丰水期下泄流量减少 。 表 中 , 三峡水 库蓄水 后 , 螺 山站 水位除 平水 期最大 值 较蓄水前 升高外 ,枯 、 丰水期最大值 、 最 小值和平均值 以及平 水期最小 值 、 平均值 均比蓄水前有 所降低 。 结合表 中多年