三峡水库蓄水前后洞庭湖区主要水文站泥沙变化趋势分析

王 涛，程 遥

（长江中游水文水资源勘测局，武汉 430012）

1 概 况

1.1 三峡水库蓄水概况

三峡水库初期运行期，水位控制在135～156m；正常运行期，水位控制在145～175m。2003年6月1日上午9时，三峡水库开始下闸向135m蓄水，进入围堰挡水发电期。2006年9月20日22时开始，三峡水库水位从135m向156m水位第二次蓄水，进入初期运行期。2008年和2009年两次进行175m试验性蓄水，但分别只蓄至172.80m和171.43m。2010年9月10日零时，启动了第三次175m试验性蓄水，10月26日9时达到175m水位，这也标志着三峡水库由初期运行期转入正常运行阶段。

1.2 洞庭湖区站点布设概况

洞庭湖是我国第二大淡水湖，是调节湘、资、沅、澧四水和分蓄长江洪水重要的天然湖泊，在长江防洪体系中有着无可替代的作用。洞庭湖地区水文泥沙监测主要由长江水利委员会水文局承担，目前在洞庭湖区设有18个水文站，另有11个巡测断面和19个水位站。这些站点分布在湘、资、沅、澧四水尾闾和荆江三口洪道等进入洞庭湖的主要河道以及出湖控制河道上（见图1）。

这里重点分析官垸、石龟山、南咀、小河咀、城陵矶5个水文站在三峡水库蓄水前后泥沙变化情况。5个站分别分布在洞庭湖的西段入口、中段西洞庭与南洞庭过渡区和东段洞庭湖出口，既控制了洞庭湖湘、资、沅、澧四水和三口洪道来水以及洞庭湖出湖水量，同时也能基本反映出洞庭湖泥沙分布特性。其中石龟山、官垸为西段入湖控制站，南咀、小河咀为中段西洞庭与南洞庭过渡区控制站，城陵矶为东段出湖控制站。5个水文站中，南咀、城陵矶的测验项目有水位、水温、流量、含沙量、悬移质颗分、床沙颗分、降水、蒸发、水质，其余3站包含有水位、水温、流量、含沙量、悬移质颗分、床沙颗分、降水等项目。

图1 洞庭湖区主要水文站网分布图

2 资料样本的选取

三峡水库自下闸至135m蓄水，进入围堰挡水发电期，对上游来水来沙开始具备调节作用，至2006年9月蓄至156m水位，对上游来水来沙调节作用愈加明显。因此，判断三峡水库蓄水对洞庭湖影响分析以2003年为节点，2002年及以前为蓄水前，2003年及以后为蓄水运行期。

选取洞庭湖区官垸、石龟山、南咀、小河咀、、城陵矶等5个水文站在三峡水库蓄水前10年和蓄水后10年共20年的含沙量资料，通过变化趋势分析，旨在弄清三峡水库蓄水后水库调节对下游洞庭湖区的影响情况。

3 洞庭湖西段入湖泥沙变化分析

3.1 官垸站泥沙变化分析

官垸站设立于1955年，地处湖南省澧县官垸乡官垸码头，是控制松滋河（西支）入湖和澧水倒灌入松滋河（西支）水量和泥沙的基本站。

通过对官垸站在三峡水库蓄水前的1993～2002年和蓄水后的2003～2012年含沙量统计可知（见表1和表2），蓄水前和蓄水后多年平均含沙量分别为0.726kg／m3和0.180kg／m3，蓄水后呈明显递减趋势，2006年蓄水至156m以后，含沙量进一步减少，多年平均含沙量为0.138kg／m3。由此可以看出，三峡水库蓄水对官垸站影响比较显著，蓄水后多年平均含沙量仅为蓄水前的25%左右。

表1 蓄水前官垸站含沙量统计表单位：kg／m3

表2 蓄水后官垸站含沙量统计表单位：kg／m3

3.2 石龟山站泥沙变化分析

石龟山站设立于1951年，地处湖南省津市市保河堤镇，是控制澧水尾闾入湖水量和泥沙的基本站。澧水尾闾七里湖河段来水来沙主要有澧水和经官垸站的松滋河（西支），其中当澧水较大时有部分澧水倒灌入松滋河（西支），泄水为经石龟山断面的澧水主洪道和五里河，其中当长江来水较大时有部分长江水经五里河倒灌入澧水。

通过对石龟山站在三峡水库蓄水前的1993～2002年和蓄水后的2003～2012年含沙量统计可知（见表3和表4），与官垸站一样，蓄水后含沙量也明显减少，多年平均含沙量分别为0.315 kg／m3和0.124kg／m3，2006年蓄水至156m以后，含沙量进一步减少，多年平均含沙量为0.091kg／m3。由于石龟山站受澧水、长江来水综合影响，来水来沙的主要因素是受澧水影响，三峡水库蓄水对该站影响没有官垸站显著，蓄水后多年平均含沙量为蓄水前的39%。

表3 蓄水前石龟山站含沙量统计表

表4 蓄水后石龟山站含沙量统计表

4 洞庭湖中段过渡区泥沙变化分析

4.1 南咀站泥沙变化分析

南咀站设立于1950年02月，地处湖南省沅江市南咀镇南咀村，是西洞庭湖湖口（北端）进入南洞庭湖重要控制站；上游主要控制沅水、澧水、松滋河、虎渡河进入西洞庭湖的水情沙情。

通过对南咀站在三峡水库蓄水前的1993～2002年和蓄水后的2003～2012年含沙量统计可知（见表5和表6），蓄水后含沙量同样呈明显减少趋势，多年平均含沙量分别为0.426kg／m3和0.136 kg／m3，2006年蓄水至156m以后，含沙量进一步减少，多年平均含沙量为0.107kg／m3。南咀站受沅水、澧水、松滋河、虎渡河等多条河流综合影响，由于位于西洞庭湖口北端，承接了长江三口洪道大部分来水来沙，因此三峡工程蓄水对该站影响仍然比较显著，蓄水后多年平均含沙量为蓄水前的32%。

表5 蓄水前石南咀站含沙量统计表

表6 蓄水后南咀站含沙量统计表

4.2 小河咀站泥沙变化分析

小河咀站设立于1951年07月，地处湖南省沅江市万子湖乡小河咀村，是西洞庭湖湖口（南端）水、沙进入南洞庭湖重要控制站；上游主要控制沅水来水来沙、同时控制部份澧水和部分长江来水来沙经西洞庭湖湖口（南端）进入南洞庭湖。

通过对小河咀站在三峡水库蓄水前的1993～2002年和蓄水后的2003～2012年含沙量统计可知（见表7和表8），蓄水后含沙量同样呈减少趋势，多年平均含沙量分别为0.045kg／m3和0.022kg／m3，2006年蓄水至156m以后，含沙量也有进一步减少的趋势，多年平均含沙量为0.019kg／m3。由于小河咀站位于西洞庭湖口南端，主要受沅水来水来沙影响，对澧水和经三口洪道过来的长江来水来沙起部分控制作用，因此三峡工程蓄水对该站有影响，但是与北端的南咀站相比较，影响要小，蓄水后多年平均含沙量为蓄水前的49%。

表7 蓄水前小河咀站含沙量统计表

表8 蓄水后小河咀站含沙量统计表

5 洞庭湖东段出湖泥沙变化分析

东段出湖控制站城陵矶水文站始建立于1904年，地处湖南省岳阳市七里山洞庭湖出口。是洞庭湖出口水沙控制站，位于洞庭湖出口水道上，上游约4km为东洞庭湖，下游约4km为长江荆江与洞庭湖出流汇合口。

通过对城陵矶站在三峡水库蓄水前的1993～2002年和蓄水后的2003～2012年含沙量统计可知（见表9和表10），多年平均含沙量分别为0.081kg／m3和0.076kg／m3，蓄水后多年平均含沙量为蓄水前的94%，说明蓄水后对该站含沙量虽然有影响但不明显。2006年蓄水至156m以后，多年平均含沙量为0.081kg／m3，进一步证明对该站含沙量影响不明显。

城陵矶站悬移质含沙量的主要来源是湘、资、沅、澧四水来水来沙以及长江上游经三口洪道进入洞庭湖的来水来沙，而资、沅、澧三水和长江上游洪水经西洞庭湖和南洞庭湖的调蓄再汇到东洞庭湖后，一般很难在城陵矶站反映出明显的沙峰过程。湘江由于直接进入东洞庭湖，每年2～6月的湘江来水，则是城陵矶站出现沙峰过程的主要成因，年最大含沙量一般出现在这个时期。长江洪水期，长江洪水在城陵矶出口处对洞庭湖形成顶托，减缓了洞庭湖水流宣泄的速度，水流夹沙能力降低，经三口洪道进入洞庭湖的泥沙大部分落淤在湖区，因此三峡水库蓄水后对该站含沙量变化影响较小。

表9 蓄水前城陵矶站含沙量统计表

表10 蓄水后城陵矶站含沙量统计表

6 结 论

通过以上分析可知，三峡水库蓄水后，由于水库对上游水沙具有较强的调节作用，部分泥沙淤积库中，使下泄水流含沙量降低，从而使洞庭湖区水体含沙量降低。从5个控制站年平均含沙量变化来看，这种影响虽然具有一定的普遍性，但是在区域上又显示出差异性。总体来说，三峡水库蓄水后对洞庭湖西端入湖站影响比东端出湖站影响显著，北端因靠近三口洪道，影响比南端显著。含沙量的降低在一定程度上减轻了洞庭湖区泥沙淤积的压力，使湖区主要行洪水道断面能保持相对稳定，对洞庭湖在洪水调蓄和湿地生态稳定等方面将起着积极的作用。