三峽工程對下游地下水動態的影響

黃 浩 黃 雷 魯朝林

（1、貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽550001 2、重慶市地質礦產勘查開發局南江水文地質工程地質隊，重慶401121 3、中國地質大學（武漢）環境學院，湖北 武漢430074）

1 概述

大型水利工程的興建勢必會改變河流沿線附近的水文地質條件，影響地下水位動態變化規律及地下水資源的開發利用，甚至因大型水利工程的興建引起水位變化可能對地質災害的誘發有宏觀影響，但至今卻鮮有相關研究。

本次研究主要針對長江中游江漢平原地區，該區域涉及主要水利工程有引江濟漢工程和三峽工程。引江濟漢工程總體涉及的引水流量并不大，王婷婷等[1]提出：引江濟漢工程降低了漢江中下游水體污染物同時在一定程度上提高了漢江中下游的河水位和流量，但對地下水位影響相對較小。吳瑕針等[2]對南水北調中線工程對中下游水環境影響進行研究，并指出調水工程帶來的水環境，尤其是中下游地下水位的影響卻是比較復雜，緩慢、長期、需要較長時間才能表現出來。研究區距離最近的引江濟漢工程約90km，對研究區內的地下水動態暫時無影響。由此，本研究主要討論三峽工程對研究區地下水位影響。分析三峽蓄水工程對長江中下游地區地下水位動態變化造成的影響，為今后水利工程的興建造成中下游地區地下水位變化可能帶來的資源開發利用及地質災害等影響提供參考和指導。

2 三峽工程概況

三峽工程在每期工程竣工之后會開展相應的蓄水工程，以滿足大壩運行的正常水位。三峽工程大壩采取分期蓄水，1997年11 月一期工程結束，水位從原來66m 提高到88m；2003 年5月下旬二期工程完成，水位提高到135 米；2004-2009 年為三期工程階段。（大壩蓄水位詳情見表1）。為適應豐水期和枯水期水位變化，三峽大壩會進行相應的季節性蓄水：豐水期來之前會騰出庫容用以防洪，枯水期來之前會進行相應的蓄水，抬升水位[3]。

表1 三峽庫區各工期蓄水水位

3 三峽工程對下游水位動態影響

韓博聞[4]等研究了三峽大壩蓄水工程水對長江中下游的徑流量的影響，根據宜昌站和大通站的水文數據指出三峽大壩蓄水運用以后，直接影響中下游的徑流量進而對長江附近地下水有一定的影響。

由圖1 宜昌站和大通站的流量變化趨勢可看出，三峽三次蓄水工程（1997、2003、2009 年）蓄水開始之后，下游流量會有短時間的下降，當蓄水完成之后大壩正常泄水，加上下河道水位較淺，水流通暢，流量會在此后短時間內迅速增漲，圖中可以看出三期蓄水時間節點處兩水文站流量變化曲線符合這樣的規律。

圖1 歷年宜昌站和大通站的流量變化圖（韓博聞2015 年）

選取2004 年（二期蓄水后）和2009 年（三期蓄水后）各水文站長江水位監測資料，繪制表2 各水文站月平均水位變化量，通過對比其中的較大變化值2 月、5 月及10 月可以看出：宜昌站的水位變化量大于漢口站的水位變化量大于大通站水位變化量，整體符合越遠離大壩水位變化越小，受大壩蓄水影響越小的規律。

表2 下游水文站月平均水位變化量（2004-2009 年）（張珍2011）

分別選取位于仙桃水文站的漢江水位和位于漢口水文站的長江水位，繪制表3 三峽大壩蓄水工程對中下游水位影響。為研究大壩蓄水這一影響因素對中下游江水位影響因素，現排除降雨因素對江水位的影響，選取2000 年、2007 年、2011 年的水位數據，并且2000 年、2007 年、2011 年分別在三次蓄水工程之間和三峽工程完工之后，其中這三年的年降雨量接近，分別為1087.1mm、1031.4mm、1067.7mm，三年間漢江年均水位分別為25.5m、25.54m、25.58m，年均水位幾乎沒有變化，考慮上游地區降雨充沛，水源充足；三年間長江的年均水位分別為20m、18.5m、17.32m，水位逐漸下降，由此長江中下游水位受三峽蓄水工程影響水位有所下降，平均為每期蓄水工程之后長江水位降低約1.3m。

表3 三峽大壩蓄水工程對中下游水位影響

4 三峽工程對長江中游地下水位動態影響

研究區內多年地下水觀測孔R26-3 位于長江及漢江河間地塊，直線距離分別約為25km 和27km。由上述三峽大壩季節性蓄水對區域地下水位影響可知，距地表水系距離在4km 以上的地下水，受庫區季節性蓄水影響輕微，甚至沒有影響[5]，但三峽大壩每期蓄水工程對該區地下水位動態有一定影響。

三峽蓄水工程都在每期工程建設結束之后放閘蓄水，放閘蓄水時間分別為：一期蓄水在1997 年11 月、二期蓄水在2003年6 月、三期試蓄水在2009 年10 月。每期蓄水工程實施之后，研究區次年的降雨量并未出現規律性的增減，具體表現為一期蓄水之后由1997 年年降雨量1097mm 增加到1565mm；二期蓄水之后反而由2003 年年降雨量1519mm 降低到2004 年1435mm；三期期蓄水之后由2008 年年降雨量1108mm 略微增加到2009 年1229mm。因此，三峽蓄水工程并未對研究區氣象因素產生明顯影響，但每期大壩關閘蓄水之后1 年半左右的時間內漢江和地下水位出現較大幅度的波動，并且地下水位在此之后呈一定幅度下降并逐漸趨于平緩，直到下一期蓄水開始重新發生較大幅度波動，如圖2。

圖2 1996-2015 年三峽大壩蓄水期間對研究區地下水位影響

研究區地下水位在每期大壩關閘蓄水之后1 年半左右的時間內出現較大幅度的波動，之后水位呈一定幅度下降并逐漸趨于平緩，直到下一期蓄水開始重新發生較大幅度波動。如表4所示，每期蓄水工程造成研究區地下水位下降約0.35m。并且從蓄水后不同時間間隔的水位標準差（數據平均值分散程度）來看，蓄水開始后0～1.5 年時段內標準差明顯大于蓄水開始后1.5 年到下一期蓄水的水位標準差，由此，蓄水開始1.5 年內水位波動較蓄水開始1.5 年后大，每期蓄水工程對研究區地下水位動態的響應會持續約1.5 年。

表4 三峽庫區蓄水工程不同時段對眼就去地下水位影響

5 結論

5.1 三峽大壩階段性竣工后蓄水工程對中下游地區江水位有一定影響，表現為越遠離大壩水位變化越小，到研究區位置長江水位受三峽蓄水工程影響水位下降1.3m/期。

5.2 三峽庫區每期蓄水工程造成研究區地下水位下降約0.35m。并且蓄水開始1.5 年內水位波動較蓄水開始1.5 年后大。

5.3 研究區地下水位動態對每期三峽大壩蓄水工程的響應時間會持續1.5 年。