三峡工程运用初期荆江河段调关弯道冲淤演变试验

荆江河段碍航浅滩分布较多,各分汊河段的进口均分布有碍航浅滩,局部顺直过渡段、弯道放宽段也存在浅滩。三峡水库蓄水后,浅滩年内冲淤规律延续蓄水前的特点,但受沙量大幅减少的影响,部分边界条件相对稳定的浅滩水深条件有所好转,边界条件不稳定,且大幅冲刷变形,则浅滩水深并未好转。引江济汉工程的运用减少了沙市至汉口段的流量,势必会对浅滩年内冲淤动力造成一定影响。

三峡工程建成运用后,改变了水库下游河道的水沙条件,坝下游河道水流输沙能力处于不饱和状态,河道将发生沿程冲刷,并可能引起河势的调整,进而可能对防洪产生一定影响。为此,采用数学模型计算与实测资料分析的手段进行了三峡工程建成后长江中下游江湖水沙变化及河道冲淤演变及其对防洪影响的初步研究。结果表明,三峡工程蓄水运用后,长江中下游河道发生大量冲刷,同流量水位降低。各河段冲刷量达到最大时,荆江河段河床平均冲深约2.0~5.3m,槽蓄量约增加13亿m3,城陵矶至武汉河段河床平均冲深约2.5m,槽蓄量约增加8.5亿m3;由于干流河床冲刷,荆江三口分流分沙减少,洞庭湖湖区淤积减缓,增加调蓄量约23.8亿m3;水沙过程改变、河床冲刷及局部河势调整对河道稳定及堤防、护岸工程的安全会带来一定影响,需采取相应的对策措施。

主要依据三峡工程截流河段施工过程中不同时期的河床演变观测资料，分析了不同时期的水流条件及河势变化，揭示了其内在规律，得到了一些新的认识和概念

由于受河床边界、水沙条件变化、江湖关系调整和人类活动等因素影响,近10a来,特别是1998年长江大洪水后,尽管荆江河段河势总体基本稳定,但局部河段河势发生了较大调整,河道演变较为剧烈。主要表现为重点河段主支汊易位、水流顶冲点上提或下移、洲滩及河道冲淤等,对护岸工程、堤防及下游河势等产生了一定影响。根据大量水文泥沙原型观测资料,探讨荆江河道演变规律,并针对河道演变对防洪的影响进行了初步研究,可为长江荆江河段河道整治提供参考。

三峡回水变动区重庆城区河段的港口与航道变化是自三峡建库论证以来就被广泛关注的重大问题之一。此文根据大比尺物理模型试验,分析了三峡水库不同蓄水期重庆河段的演化趋势和泥沙淤积对重庆港口与航道的影响。结果表明,三峡水库按156m方案运行期,河段不受坝前水位影响,基本处于天然状况。随着水库175m方案运行期的增长,河段产生累积性淤积,逐渐向着单一、规顺、微弯和高滩深槽方向发展。此文给出了不同时段的泥沙淤积量、淤积分布、泥沙淤积的滩槽分配和淤积泥沙的粒径分布。研究表明,泥沙淤积使得航道和港口需要整治才能保持正常运行。最后,把试验结果与实测数据进行了对比,二者基本吻合。结果对重庆航道治理可提供科学依据。

随着三峡工程的建成蓄水,重庆库区的变动回水区的泥沙淤积问题,随着运用年限的增长而日趋严重,将严重影响重庆市的航运健康快速发展。针对三峡工程初期蓄水的泥沙淤积问题,分析了淤积的成因,预测了远景主要航道的淤积量,分析了泥沙淤积对重庆港口航道发展的影响,提出了相应的解决措施。

本文根据三峡工程一期围堰施工期(1994￣1996年),坝区河段原型观测资料,对由于工程施工引起的河宽缩窄、过水断面面积减小,流速增大及河床冲淤变化等泥沙问题进行了分析,并得出该河段河势变化的特点及河床冲淤变化的一般性规律。

本文根据三峡工程一期围堰施工期(1994￣1996年),坝区河段原型观测资料,对由于工程施工引起的河宽缩窄、过水断面面积减小,流速增大及河床冲淤变化等泥沙问题进行了分析,并得出该河段河势变化的特点及河床冲淤变化的一般性规律。

三峡工程蓄水运用以来,荆江局部河段河势发生了新的变化,影响了长江航运。在以往工作基础上,根据实测资料分析了荆江河段的历史演变、近期演变及三峡工程蓄水运用以来的河道冲刷和崩岸等概况。根据数学模型计算结果,预估了荆江河段的河道变化趋势,提出了荆江河段河势控制的初步方案,对沙市河弯、公安河段、石首河弯及监利河弯提出了阶段性的初步治理设想,可为荆江河势演变研究和工程治理提供参考。

三峡水库蓄水后,荆江河段冲刷以枯水河槽冲刷为主,对航道条件将产生显著影响,其中窑监河段近年来航道条件持续恶化。分析不同年份监利河段洲滩形态与删除碍航程度,认为三峡蓄水后洲滩受到冲刷是航道条件恶化的原因之一;而通过对浅滩段横断面年内变化及各年汛后退水过程中水位变化与航道水深变化对应关系分析,初步确定了退水过程中最佳的冲刷流量区间为10000～15000m3/s,三峡蓄水导致退水过程加快,将导致汛后浅区冲刷不足,枯季碍航。

三峡工程是长江流域治理开发的关键性工程。本文在分析三峡工程蓄水运用以来坝下游水沙特性变化的基础上,采用长江中游宜昌至湖口多年的实测地形资料,对建库前后该河段的泥沙冲淤变化及河势演变特点进行了深入的探讨。研究表明:三峡工程蓄水运用以来,坝下游输沙量大幅减小,荆江三口分流分沙特性尚未发生明显变化,长江与洞庭湖的关系进一步调整;坝下游河势总体稳定,但河床冲刷强度加剧,并由蓄水前的\"冲槽淤滩\"转变为\"滩槽均冲\"。宜昌至枝城河段河床纵向冲刷明显、洲滩面积萎缩、床沙明显粗化;荆江河床冲刷下切,河床形态逐渐向窄深形式发展;城陵矶至湖口河段部分弯道段主泓横向摆动、凹岸崩塌,分汊段主泓摆动不定,滩槽冲淤交替仍较为频繁。

根据三峡工程蓄水初期2003年6月-2006年10月坝区河段实测水文及地形资料,对三峡坝区泥沙模型进行了泥沙淤积验证,分析了模型试验成果与原形实测资料间产生偏差的原因,认为三峡坝区泥沙模型的试验结果与原型实测资料基本一致,模型的泥沙淤积规律和淤积分布与原型基本相同,定量预报具有一定精度;造成原型与模型淤积偏差的主要原因是,模型沙的相似性、模型含沙量比尺和冲淤时间比尺的适应性、模型异重流运动的相似性。在此基础上,提出了进一步开展三峡坝区泥沙问题研究和适当调整模型部分比尺的建议。

介绍三峡工程二期施工通航建筑物临时船闸和导流明渠上、下游连接河段整治前后通航水流条件的变化；通过水工及船模试验成果的综合分析，向设计部门推荐采用规划设计ⅱ方案（流荒背炸礁按ⅱ′方案）。

分析了长江城陵矶～螺山河段行洪能力的变化和三峡水库运行后该河段面临的防洪形势,指出降低城陵矶河段水位的有效措施之一是恢复河道原有的泄洪能力,实施牌洲裁弯、清淤疏浚和削矶扩卡等为主的工程措施。并以典型洪水为例对牌洲裁弯前后相关河段的水位、水面线及水位流量关系的变化进行了对比分析,论证了牌洲裁弯对降低上游水位的明显作用和该工程实施的必要性。

长江中游城陵矶-螺山河段水文泥沙运动变化极其复杂。2003年6月1日三峡工程开始蓄水,10日达到坝前水位135m,这对该河段的水沙运动规律产生了影响。通过分析比较1981～2002年及2003年城陵矶和螺山两站的水沙特征,得出了三峡工程蓄水前后该河段的水沙变化情况。

水电站引水区的河床演变特点和水沙运动规律,对电站引水发电具有重要影响。根据三峡工程蓄水初期2006年4月至2011年8月地下电站引水区3次实测地形资料和模型试验成果,分析了地下电站引水区泥沙冲淤变化特点和电站排沙孔开启后的排沙效果。认为三峡工程运用后地下电站引水区受河段边界条件和水流运动特性的影响,河床泥沙呈累积性淤积,地下电站排沙孔的作用主要是形成冲刷漏斗保持电站厂前门前清,而对整个引水区的排沙作用有限。为此,建议进一步开展三峡工程地下电站排沙孔排沙效果试验研究,优化排沙措施,以保证地下电站引水安全。

浅析了三峡工程大江截流堤头坍塌机理，并研究了用小粒径材料截流，平抛垫底以减小水深的两种解决措施。研究结果认为：采用先平抛垫底到高程４０ｍ或４５ｍ再立堵截流的方案比较现实可行。

观音滩河段河工模型试验研究是在结合三峡工程１７５ｍ方案蓄水期变动回水区特点和闸区航运的发展要求基础上进行的。本文论述了观音滩河段滩险特征，碍航原因及早期整治工程概况，模型设计情况。同时，通过无方案、原方案及修改方案的试验成果分析及方案结合对比，提出了整治该河段整治的最佳工程方案，为三峡工程建成后该河段通过万吨船队的整治工程设计提供了可靠的依据，也对进一步深入研究洪水急液滩不同滩型的碍航机理及对应的

估算水库对下游的防洪作用,是水利工程设计与运用中极为重要的一环,特别是随着人民生活水平的逐渐提高,其重视程度也随之增长。本文通过对水库下游防洪风险的计算,论水库下游河段由于受水库调节等诸多因素的影响,其水位序列往往不能满足一般的理论分布,而采用mnte-carlo方法模拟天然的洪水过程,然后再考虑各种地水位的影响,是解决防洪可靠性问题的有效途径。最后,通过三峡水库下游荆江河段的防洪风险分析,证明

根据三峡工程蓄水前后的实测资料,分析了荆江河段沿程水位流量关系变化。研究成果表明:除枝城站在枯水流量下水位略有下降外,上荆江在中、枯流量下水位也均有一定程度的下降,其中沙市站枯水位下降最大,下荆江河段水位在同流量下略有下降。除枝城站枯水位变化受卢家河浅滩形成的沙坎石泓影响外,三峡工程蓄水后影响荆江河段水位流量关系变化的主要原因是:荆江河段处于冲刷状态,尤其冲刷主要集中在枯水河槽。

本刊从长江三峡通航管理局获悉,三峡大坝至葛洲坝之间的乐天溪航道整治工程已通过竣工验收。该工程位于三峡大坝至葛洲坝两坝间上段的黄陵庙与青鱼背之间,处于三峡大坝下游交通管制区。工程自2010年12月起开工。总投资超过1.5亿元,建设过程中共炸除乐天溪锚地和乐天溪河段船舶航行水域碍航礁石36.71万m3,清渣34.25万m3,航道疏浚1.5万m3。整治后锚地面积增加至46.8万m3,锚地水深增加到5.5m30

根据大江截流期间监测、收集到的成果资料，对长江水全部改由导流明渠下泄，所观测到的大江围堰戗堤进占对导流明渠分流及流速流态的变化，河床冲淤及淤积量纵、横向分布进行了阐述，得到了该河段水流及冲淤变化的一般性规律