金沙江下游梯級(jí)開發(fā)對(duì)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(qū)。其作為我國最大的水電基地，位于“中國十三大水電基地規(guī)劃”首位，是“西電東送”主力。根據(jù)我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，我國陸續(xù)批準(zhǔn)了金沙江上水電站梯級(jí)開發(fā)項(xiàng)目，建造一系列的水電站以滿足能源及灌溉、通航等相關(guān)需求。而隨著金沙江中下游各個(gè)電站依次建成投產(chǎn)后，金沙江下游水沙輸移出現(xiàn)了一些新的變化。

關(guān)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(dá)到100km2以上的河流就多達(dá)5萬以上。縱觀我國河流研究的兩個(gè)特點(diǎn)，其一是水資源時(shí)空分布極不均勻，其二是我國河流泥沙化嚴(yán)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(xué)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(jìn)入到長江干流中，而金沙江泥沙更是多產(chǎn)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(qū)間。

陳松生[5]通過研究指出，1991-2000年間，金沙江徑流量并未發(fā)生大的變化，但是來沙量明顯增大，2001年以后輸沙量更是進(jìn)一步有增大的趨勢(shì)。而隨著21世紀(jì)金沙江作為我國重要的水電基地的地位提升，并批準(zhǔn)了一批在金沙江上進(jìn)行的水利工程，這些工程對(duì)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(jù)當(dāng)前的情況對(duì)此作出研究。

當(dāng)前在金沙江流域下游開發(fā)階段主要為白鶴灘、烏東德、溪洛渡及向家壩的梯級(jí)開發(fā)，白鶴灘及烏東德尚處于待建設(shè)完成狀態(tài)，而溪洛渡與向家壩則分別已于2012及2014年正式投入生產(chǎn)。而向家壩及溪洛渡在可研階段，項(xiàng)目已對(duì)二者建成后的攔沙功能作出了預(yù)期，預(yù)計(jì)其運(yùn)行可有效解決三峽嚴(yán)重的泥沙淤積情況。

1 研究區(qū)域及數(shù)據(jù)來源

金沙江作為長江上游主要產(chǎn)沙區(qū)之一。目前學(xué)界對(duì)金沙江全段分段由石鼓及攀枝花兩觀測(cè)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(shù)據(jù)使用過去屏山站數(shù)據(jù)，三峽入庫控制站國內(nèi)有選擇寸灘的也有選擇朱沱站的，根據(jù)Hu[6]等的研究，指出88%的泥沙淤積發(fā)生在三峽大壩至寸灘之間，而其余在寸灘之上，故而對(duì)三峽水庫的入庫泥沙評(píng)估采用寸灘的觀測(cè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來源主要為水利部長江水利委員會(huì)主編的長江泥沙公報(bào)[7]。

2 金沙江流域徑流量及泥沙量統(tǒng)計(jì)分析

金沙江多年平均含沙量高達(dá)1.7kg/m3，約為三峽入庫沙量的1/2，對(duì)于三峽水庫的泥沙淤積影響非常大。按照金沙江梯級(jí)開發(fā)的設(shè)計(jì)，將會(huì)利用金沙江輸沙量高度集中在汛期的特性，合理調(diào)度可使大部分入庫泥沙淤積在死庫容內(nèi)。其中在溪洛渡環(huán)節(jié)充分利用其高達(dá)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(huì)影響到電站的效益。而根據(jù)設(shè)計(jì)模型分析計(jì)算，溪洛渡正式投用后，三峽庫區(qū)入庫沙量將比此前天然狀態(tài)減少34%以上。

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

通過對(duì)數(shù)據(jù)分析可知：

徑流量較多年平均流量而言，自2010年之后總趨勢(shì)呈現(xiàn)逐漸遞減的趨勢(shì)，而年間的變動(dòng)幅度也不是很大，分析是由于所取年份區(qū)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(dòng)則較大，尤其是屏山站（向家壩站）之后變動(dòng)的幅度非常大。

因此，降雨量對(duì)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(shì)呈現(xiàn)一個(gè)遞減的狀態(tài)，而隨著金沙江上梯級(jí)水庫的開發(fā)，這一趨勢(shì)是否會(huì)加強(qiáng)尚有待于繼續(xù)觀察。與之對(duì)應(yīng)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(dāng)年發(fā)生了極大地波動(dòng)，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(jí)電站的建立而不斷地遞減，整體呈現(xiàn)了非常好的攔沙效益，但是同時(shí)我們也必須意識(shí)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(huì)大大增大，而這對(duì)于下游河道的沖刷會(huì)大大增強(qiáng)。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(xiàn)為沖刷，共沖刷了741.1萬m3，而萬占偉[10]等人也通過對(duì)小浪底的研究指出類似的規(guī)律，指出水庫下游的沖刷情況需要得到重視。

3 結(jié)束語

過去對(duì)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(jìn)行梯級(jí)開發(fā)后，水沙的情況已發(fā)生較大變化，結(jié)合當(dāng)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(duì)象，而將在此之前的數(shù)據(jù)作為往年數(shù)據(jù)，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(shí)間較短，而后續(xù)還有烏東德及白鶴灘尚未完全完工，所以當(dāng)下對(duì)于金沙江水沙情況的研究還較少，目前能切實(shí)驗(yàn)證的是梯級(jí)開發(fā)對(duì)于長江干流泥沙的減少有較強(qiáng)的作用，有效減小了三峽水庫的淤積壓力，但同時(shí)下游河道的沖刷情況也較為嚴(yán)重，結(jié)合小浪底的沖刷實(shí)況，我們需要結(jié)合現(xiàn)有情況，實(shí)時(shí)研究現(xiàn)狀的變化，以對(duì)未來可能出現(xiàn)的不利情況作出預(yù)警，并為其他的類似工程提供經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]王光謙.河流泥沙研究進(jìn)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(bào)，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(shì)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(shí)空演變特征[J].長江流域資源與環(huán)境，2015，24（3）：402-407.

[5]陳松生.金沙江流域不同區(qū)域水沙變化特征及原因分析[J].水科學(xué)進(jìn)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(huì).長江泥沙公報(bào)（2003-2013）[R].武漢：水利部長江水利委員會(huì).

[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(yīng)研究[J].泥沙研究，2016，5：20-27.

[10]萬占偉，安催花.小浪底水庫對(duì)下游河道的沖刷效果及趨勢(shì)預(yù)測(cè)[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(tuán)基礎(chǔ)工程有限公司。