二二二］特别策划ｍ ＣＨＩＮＡ ＴＨＲＥＥ ＧＯＲＧＥＳ ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ
三峡工程泥沙问题通俗解读 本刊记者 写在前面 三峡工程泥沙研究历时半个多世 纪，各个时期权威的专家、学者都被国 家搜罗其中参与论证，其历时之长规模 之大，属全球仅有。尽管三峡工程建设 历十余年施工已接近尾声，水库蓄水运 行后论证结论已得到初步验证，但人们 对三峡工程泥沙问题的关注甚或担忧并 没有减轻。其个中原因，一是由于泥沙 学科专业性极强，普通大众不经认真学 习一时难于真切了解，二是泥沙运动的 随机性复杂性，即便同是专业人员，认 识也不可能一致。 三峡工程蓄水后，长江泥沙将在水 库淤积，这关系到水库能否长期使用， 变动回水区航道能否畅通，港区船舶能 否安全停靠码头，以及船闸、升船机、水 电站能否正常运行。同时，水库清水下 泄又使下游河床发生冲刷、水位降低、 江湖关系改变，这些问题又影响着下游 的防洪与航运。 泥沙受水流作用而运动，反过来又 ２８ 中国三峡建设２００７．２ 影响水流。泥沙运动与水文气象一样， 具有随机的特点。对于天然河道泥沙运 动的观测是无法做到精确的，即使各方 面条件相同，几次观测所得数据也常有 差异，这就使泥沙问题变得异常复杂。 任何运动（事物）都有规律可循，泥沙 运动当然亦不例外。但目前人们对于泥 沙的认识，主要还是来自于经验，以及 建立在经验基础上的近似的模型计算与 模拟试验。这就决定了泥沙研究只能定 性而难于定量。对未来的泥沙运动的预 测只可能是接近而不可能准确。于是， 对同一边界条件的泥沙问题，人们的看 法常常不一致，甚至相反。 有两本大书，《长江三峡水利枢纽 初步设计报告？工程泥沙问题研究》和 《三峡工程泥沙研究》，是关于三峡泥沙 问题最权威、最详尽的研完成果。作者 在研读的基础上结合《长江三峡工程围 堰发电期（８００５－８００５）水文泥沙观测 简要成果》撰成此文，意在向关心三峡 工程泥沙问题的普通大众作一通俗介 绍 人们对三峡水库寿命的担忧 人们对三峡泥沙问题的担忧主要是 体现这样几个方面： 泥沙淤积水库能否长期使用？ 变动回水区航道能否畅通？ 港区船舶能否安全停靠码头？ 船闸、升船机、水电站能否正常运 行？ 水库清水下泄使下游河床发生冲 刷、水位降低、江湖关系改变，这些问 题对下游的防洪与航运有何影响？ 三峡泥沙问题研究过程 名词解释 泥沙在流体中运动或受水流、风 力、波浪、冰川及重力作用移动后沉积 下来的固体颗粒碎屑即为泥沙。 悬移质泥沙悬移质泥沙是指悬浮
泥沙研究
2014
年10
月JournalofSedimentＲesearch
第5
期
收稿日期：2013-09-12
基金项目：
水利部公益性行业科研专项“
三峡水库运用后荆江河道再造过程及影响研究（201401011）；
国家青年科学基金项目“
次饱
和水流下悬移质泥沙输移与驱动机制试验研究（51409017）
作者简介：
郭小虎（1981－），
男，
湖北荆门人，
高级工程师，
博士，
主要从事水力学及河流动力学方面的研究。
E-mail：xiaohu001328@163．com三峡工程蓄水后长江中游泥沙输移规律分析
郭小虎1
，
李义天2
，
渠庚1
，
刘心愿1
（1．
长江科学院水利部江湖治理与防洪重点实验室，
湖北武汉430010；
2．
武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，
湖北武汉430072）
摘要：
三峡工程蓄水后“
清水”
下泄，
长江中游含沙量将会长期处于严重不饱和状态，
水流含沙量沿程恢复将
会引起长江中游长距离冲刷，
本文根据三峡工程蓄水以来的实测资料分析长江中游泥沙输移变化规律，
得到
以下结论：
在“
清水”
冲刷下荆江三口分流分沙比无明显变化趋势，
江湖水沙分配对长江中游含沙量恢复影响
较小；
其中d＜0.125mm
粒径沙量在长江中游沿程缓慢恢复且恢复程度远小于蓄水前，
这是坝下游河段发生
长距离冲刷的根本原因；
而d＞0.125mm
粒径沙量在宜昌－
监利河段恢复速率较快，
且在监利站附近该粒径
含沙量基本恢复饱和，
这也造成冲刷重点集中在荆江河段。
关键词：
长江中游；
含沙量恢复；
趋势
中图分类号：TV147
文献标识码：A
文章编号：0468-155X（2014）05-0011-07
三峡工程蓄水后，
水库拦截大量泥沙，“
清水”
下泄，
坝下游河段将会在相当一段时间内处于严重不
饱和状态，
水流含沙量为了恢复其饱和挟沙水流状态，
会使坝下游河道发生沿程冲刷，
这种变化会对堤
岸稳定构成威胁，
同时还会对防洪、
水资源利用、
水环境生态等带来一定影响，
因此，
开展三峡工程运用
后坝下游泥沙输移规律研究是十分必要的。
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长江三峡工程的泥沙问题
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 １Ｏ０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 枨 仁
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。提出了需要控制宜昌水 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
《⼯程泥沙及河流管理》
三峡枢纽⼯程的泥沙问题和泥沙调度
摘要：在⾼⼭峡⾕区的⽔电站建设过程中，⼈为⼲扰是改变河道泥沙含量的主要诱因。泥沙淤积可能会影响⽔库库容，三峡也
不例外。采⽤“蓄清排浑”⽅式，即保持⽔库在低⽔位运⾏，能够使三峡⽔库保持有效库容。具体的措施是改善泥沙调度，在基
本调度基础上发展⽽来的双汛限调度⽅案能收到良好的效果。
关键字：泥沙调度，淤积，洪⽔位
1 泥沙问题的由来
泥沙问题是⽔利⽔电⼯程建设的主要问题之⼀。⽔电站多建在⼭区，开挖量⼤，地势陡，弃⼟废渣⽤以进⼊河道，致使河道含
沙量发⽣明显变化，严重影响区域⽣态环境。⽔利⽔电⼯程的建设,严重⼲扰了已经稳定的⼟壤基底和边坡,极易产⽣滑塌、滑
坡、泥沙流等严重的⽔⼟流失问题,⽽这⼀过程受降⾬的影响更为突出。⼤量的松散物质在降⾬及⾃⾝重⼒的作⽤下,遇降⽔极
易发⽣⽔⼟流失⽽进⼊河道,致使河道悬移质和推移质泥沙含量剧增,导致河道泥沙含量发⽣显著变化,加剧⽔⼟流失危害。
另外,三峡枢纽⼯程位于⾼⼭峡⾕区，⽔电站⼯程项⽬建设期间的⽔⼟保持永久和临时措施落实的好坏,也直接造成河道悬移质
泥沙含量的增加和推移质淤积导致的河床⾼程的增加。不同施⼯期年际河道泥沙含量也会有所变化。施⼯初期,受⼤⾯积开挖
及松散堆积弃⼟弃渣的影响,⽔⼟流失剧烈,河道泥沙含量变幅⼤；在有序施⼯及相关防护措施落实后,⽔⼟流失得到控制,河道泥
沙含量就会降低；⼯程末期,伴随着对临时措施的拆除及其他开挖,河道泥沙含量⼜呈现增加趋势；最后,在拆除⼯程结束后,解除
了外界⼈为⼲扰,河道泥沙含量终将趋于最后的平衡,趋于多年平均值。因此,它存在着⼀个“增⼤⼀减⼩⼀增⼤⼀平衡”的趋势。
也就是说,⼈为⼲扰是⽔电站⼯程建设过程中河道泥沙含量发⽣变化的直接的也是最主要影响因素。
2 三峡⽔库泥沙淤积的⼏个问题
（1）．三峡的泥沙淤积问题是否会严重影响⽔库的有限库容，继⽽影响三峡枢纽⼯程的综合利⽤？我想答案是否定的。确保
⽔库有效库容的关键是合理的运⾏⽅式，在三峡设计中采⽤的“蓄清排浑”能够使⽔库长期保持有效库容。在三峡枢纽运⾏管理
