金沙江下游梯級開發對三峽水庫泥沙淤積影響初探

摘 要：金沙江流域位于長江流域上游，屬橫斷山脈地區。其作為我國最大的水電基地，位于“中國十三大水電基地規劃”首位，是“西電東送”主力。根據我國經濟建設的需要，我國陸續批準了金沙江上水電站梯級開發項目，建造一系列的水電站以滿足能源及灌溉、通航等相關需求。而隨著金沙江中下游各個電站依次建成投產后，金沙江下游水沙輸移出現了一些新的變化。

關鍵詞：金沙江；泥沙；水庫；淤積；長江干流

我國水資源豐富，擁有大量的河流，其中流域面積達到100km2以上的河流就多達5萬以上。縱觀我國河流研究的兩個特點，其一是水資源時空分布極不均勻，其二是我國河流泥沙化嚴重，長江上游的金沙江即是其中的典型代表[1]。潘久根、曾小凡等[2-4]學者通過研究中指出，金沙江作為長江干流泥沙的主要來源，其泥沙隨著水流大量進入到長江干流中，而金沙江泥沙更是多產自于金沙江下游，主要來自渡口，雅礱江匯口至屏山的干流區間。

陳松生[5]通過研究指出，1991-2000年間，金沙江徑流量并未發生大的變化，但是來沙量明顯增大，2001年以后輸沙量更是進一步有增大的趨勢。而隨著21世紀金沙江作為我國重要的水電基地的地位提升，并批準了一批在金沙江上進行的水利工程，這些工程對金沙江的徑流及泥沙特性有了較大的影響，故而有必要根據當前的情況對此作出研究。

當前在金沙江流域下游開發階段主要為白鶴灘、烏東德、溪洛渡及向家壩的梯級開發，白鶴灘及烏東德尚處于待建設完成狀態，而溪洛渡與向家壩則分別已于2012及2014年正式投入生產。而向家壩及溪洛渡在可研階段，項目已對二者建成后的攔沙功能作出了預期，預計其運行可有效解決三峽嚴重的泥沙淤積情況。

1 研究區域及數據來源

金沙江作為長江上游主要產沙區之一。目前學界對金沙江全段分段由石鼓及攀枝花兩觀測站分為三段，其中以攀枝花之后的流域稱為金沙江下游，并以攀枝花站下游徑流量及輸沙量的控制站。過去以屏山站作為向家壩的出口控制站，由于2012年向家壩正式蓄水，故而在2012年始重新啟用向家壩下游的向家壩站作為出庫控制站，而多年平均數據使用過去屏山站數據，三峽入庫控制站國內有選擇寸灘的也有選擇朱沱站的，根據Hu[6]等的研究，指出88%的泥沙淤積發生在三峽大壩至寸灘之間，而其余在寸灘之上，故而對三峽水庫的入庫泥沙評估采用寸灘的觀測數據。數據來源主要為水利部長江水利委員會主編的長江泥沙公報[7]。

2 金沙江流域徑流量及泥沙量統計分析

金沙江多年平均含沙量高達1.7kg/m3，約為三峽入庫沙量的1/2，對于三峽水庫的泥沙淤積影響非常大。按照金沙江梯級開發的設計，將會利用金沙江輸沙量高度集中在汛期的特性，合理調度可使大部分入庫泥沙淤積在死庫容內。其中在溪洛渡環節充分利用其高達540m的死水位，而其正常蓄水位距離死水位水頭尚有60m的高程，其大量攔沙后不會影響到電站的效益。而根據設計模型分析計算，溪洛渡正式投用后，三峽庫區入庫沙量將比此前天然狀態減少34%以上。

在向家壩及溪洛渡正式投產之后，根據長江泥沙公報將采集到的相關徑流量及輸沙量情況分別列入表1、表2：

通過對數據分析可知：

徑流量較多年平均流量而言，自2010年之后總趨勢呈現逐漸遞減的趨勢，而年間的變動幅度也不是很大，分析是由于所取年份區間的降雨量變化幅度不是很大，且部分受金沙江中上游新建一批水利工程的影響。而與此相比，輸沙量變動則較大，尤其是屏山站（向家壩站）之后變動的幅度非常大。

因此，降雨量對于金沙江流域流入到長江干流的泥沙有十分巨大的作用，張方偉[8]等人指出，近年金沙江流域降雨量整體趨勢呈現一個遞減的狀態，而隨著金沙江上梯級水庫的開發，這一趨勢是否會加強尚有待于繼續觀察。與之對應的正是最近這幾年徑流量與輸沙量的不斷下降。而在2012年，由于降雨量加大，故而泥沙量在當年發生了極大地波動，也可從另一方面說明金沙江下游泥沙所受的如今受降雨量影響十分大。

輸沙量隨著金沙江上一系列梯級電站的建立而不斷地遞減，整體呈現了非常好的攔沙效益，但是同時我們也必須意識到由于金沙江來流的泥沙全部被攔截，則匯入長江干流水體的挾沙力會大大增大，而這對于下游河道的沖刷會大大增強。朱玲玲[9]等人通過研究指出，向家壩水庫蓄水后自2012年10月至2014年10月期間，壩址至宜賓干流段（長約29.8km）河道表現為沖刷，共沖刷了741.1萬m3，而萬占偉[10]等人也通過對小浪底的研究指出類似的規律，指出水庫下游的沖刷情況需要得到重視。

3 結束語

過去對金沙江流域的研究都是自60年代開始研究，但是由于如今金沙江進行梯級開發后，水沙的情況已發生較大變化，結合當下已有的研究成果，將2010年后長江泥沙變化情況作為全新研究對象，而將在此之前的數據作為往年數據，僅作為多年平均流量以作參考。

由于向家壩及溪洛渡建成時間較短，而后續還有烏東德及白鶴灘尚未完全完工，所以當下對于金沙江水沙情況的研究還較少，目前能切實驗證的是梯級開發對于長江干流泥沙的減少有較強的作用，有效減小了三峽水庫的淤積壓力，但同時下游河道的沖刷情況也較為嚴重，結合小浪底的沖刷實況，我們需要結合現有情況，實時研究現狀的變化，以對未來可能出現的不利情況作出預警，并為其他的類似工程提供經驗。

參考文獻

[1]王光謙.河流泥沙研究進展[J].泥沙研究，2007（2）：64-81.

[2]潘久根.金沙江流域輸沙特性分析[J].水土保持通報，1997，17（5）：35-39.

[3]徐長江，范可旭，等.金沙江流域徑流特征及變化趨勢分析[J].人民長江，2010，41（7）：10-14.

[4]曾小凡.1961-2010年金沙江流域降水時空演變特征[J].長江流域資源與環境，2015，24（3）：402-407.

[5]陳松生.金沙江流域不同區域水沙變化特征及原因分析[J].水科學進展，2008，19（4）：475-482.

[6]HU B，YANG Z，WANG H，et al.Sedimentation in the Three Gorges Dam and the future trend of Changjiang （Yangtze River） sed-iment flux to the sea[J].Hydrology and Earth System Sciences，2009，13（11）：2253-2264.

[7]水利部長江水利委員會.長江泥沙公報（2003-2013）[R].武漢：水利部長江水利委員會.

[8]張方偉，李春龍，等.金沙江流域降水特征分析[J].人民長江，2011，42（6）：94-97.

[9]朱玲玲，陳翠華，等.金沙江下游水沙變異及其宏觀效應研究[J].泥沙研究，2016，5：20-27.

[10]萬占偉，安催花.小浪底水庫對下游河道的沖刷效果及趨勢預測[J].人民黃河，2012，34（5）：6-8.

作者簡介：程燕翔（1987-），女，河南周口人，就職于中國葛洲壩集團基礎工程有限公司。