变动回水区重庆段泥沙冲淤特性研究

摘 要：长期以来，随着变动回水区泥沙冲淤特性研究的问题越来越备受瞩目，本文总结了重庆主城河段内泥沙冲淤特性，并结合国内对变动回水区泥沙冲淤特性实测资料及研究所采用的技术措施，再对重庆河段泥沙的冲淤特性研究的发展进行分析，总结了水沙条件变化和河段冲淤规律，并指出目前由泥沙冲刷问题和淤积问题，提出相应的解决研究方向。

关键词：变动回水区;泥沙冲淤;特性研究

1 引言

三峡水库对长江上游变动回水区的影响尤其是泥沙淤积问题对港口航运及相关通航设施等方面的影响是值得去研究的话题。重庆主城区河段正好处于变动回水区，该区域同时具有水库和天然河道的双重特性，枯期呈现水库特性，汛期呈现天然河道的特性[1]。长期以来，国内外许多专家从数学模型计算、物理模型试验等不同角度，对变动回水区、重庆主城区河段等重点位置的航道调整进行了分析，得到了较为深入的认识，这对未来泥沙问题研究有着重要的意义与参考价值。

2 变动回水区泥沙冲淤研究现状

泥沙工作者在解决国家经济建设中的工程泥沙问题方面，做出了不少贡献，但由于一般水库主要是悬移质淤积， 推移质占的比例较小， 所以我国对推移质淤积研究较少。入库推移质往往缺乏实测资料，仅对一些水库做过不同粒径泥沙的淤积量分析，确定了其推移质淤积量及组成[2]。

何艳军[3]等依据三峡成库后变动回水区的卵石输移量实测资料，分析三峡蓄水后输沙过程及冲淤特性，得出变动回水区河段泥沙冲淤受来水来沙等众多因素的影响，变动回水区的浅滩已经呈现出累积性泥沙淤积的趋势。彭万兵等[4]通过长江上游朱沱、寸滩水文站多年卵石推移质资料分析得出，上游变动回水区卵石推移量系统减少，沿程泥沙粒径细化。并得出三峡水库输沙特性变化的主要原因是水利工程拦沙、人工采砂以及水土流失。张绪进[5]等通过建立重庆河段物理模型，指出三峡水库175m蓄水方案运行后，上游来沙将会在重庆主城河段产生累积性泥沙淤积，主要淤积分布在宽阔河段两岸边滩、回流深沱、弯道凸岸等，并将会影响重庆河段的港口航运以及市政基础建设。

3 变动回水区泥沙冲淤研究分析

首先是来水来沙特性影响，长江上游流域来水来沙近期变化的主要特征是：径流量总体变化不大，汛后流量略有减少，而输沙量明显减少。来水来沙的特性影响着河床冲刷效果。其次是河道边界条件影响，变动回水区地处长江上游丘陵宽谷河段，从平面形态上看，该河段河道弯曲;从河床纵剖面来看，则是深潭与浅脊相间，河床高程起伏不平呈锯齿状[6]。其次，壅水作用的影响，变动回水区的峡谷河段主要是指铜锣峡河段。铜锣峡，其狭窄的峡谷河段严重约束了变动回水区出口的水流，大流量时水位壅高，泥沙落淤，小流量时，水位下降，流速增大，可以把汛期淤落的泥沙冲走[7]。汛期洪水值的大小决定泥沙淤积的数量和分布。

据实测资料所知，175m蓄水变动回水区内重点淤沙浅滩河段主要为猪儿碛河段和九龙坡河段。175m蓄水前，该河段汛前、汛末主要为冲刷，汛期主要为淤积，但汛期来水来沙减到一定程度后，河床也会发生大量冲刷。在汛末及汛后的冲刷阶段，汛后随着水位消落，水流逐渐归槽，流速增大，水流挟沙能力增强，加上来沙量减少，河床总体为冲，其冲刷量大小主要取决于汛期淤积量的多少，从全年来看，该河段年内冲淤基本平衡[8]。

4 变动回水区泥沙冲淤问题研究

变动回水区的冲淤是水库淤积最复杂的问题。一方面以往的预测很多是基于天然的水沙资料和演变规律，与蓄水后的实际情况难免存在出入;另一方面有些极为复杂的问题，如沙质河床的浅滩条件变化。随着科学技术的发展，可以用原型观测与数值模拟结合的方法来研究。再者，对泥沙冲淤特性的研究也是与后期有效治理有关。而我国在水库泥沙淤积防治方面的工程經验世界领先，但对水库泥沙淤积管理的评价研究和实践还比较薄弱[9]。近几年，我国逐步重现这一问题，对一些重点水库的泥沙淤积处理开展分析和评价等工作，与国外相比，我国还存在系统理论缺乏、评价方法不确定、经济社会和环境的综合评价缺乏等不足，因此，我国今后的研究可以往水库泥沙淤积管理的评价研究和实践的方向发展。

5 结语

由于泥沙运动规律极为复杂，文中有关问题还有待研究与完善。随着长江上游水土保持及水电开发建设，上游来沙量还在发生变化，建议进一步开展新的水沙条件下三峡工程变动回水区泥沙冲淤、对重庆洪水位及港口航道的影响研究[10]。但变动回水区泥沙冲淤状态实际变化趋势与预测差别较大，需要将河工模型和泥沙数学模型的模拟技术相互结合，来解决长时段、长距离的河道演变预报问题。最后，我国在水库泥沙淤积的研究领域取得了举世瞩目的成就，并为今后的进一步深入研究打下了良好、坚实的基础。

参考文献

[1]张绪进，何进朝，母德伟.上游来水来沙变化及对重庆河段泥沙淤积的影响[J].水利水运工程学报，2010（1）：23-29.

[2]韩其为.三峡水库推移质数量分析及淤积研究[J].水利水电技术，2009，40（8）：44-54.

[3]何艳军.三峡水库变动回水区泥沙冲淤特性分析[J].水道港口，2010（10）：473-477.

[4]彭万兵，刘德春，刘同宦，等.重庆市主城区河段冲淤特性分析[J].泥沙研究，2005（6）：44-50.

[5]张绪进，母德伟，赵世强.三峡水库回水变动区重庆河段泥沙淤积影响及治理[J].重庆建筑大学学报，2006（05）：13-17.

[6]陆长石，狄志浩.三峡工程变动回水区泥沙淤积的改善对策[J].水力发电学报，1998（2）：89-96.

[7]郭继明，陈子湘.三峡水库变动回水区铜锣峡河段演变研究[J].长江科学院院报，1998，15（3）：1-5.

[8]王延贵，曾险，苏佳林，等.三峡水库蓄水后重庆河段冲淤特性研究[J].泥沙研究，2017，42（4）：1-8.

[9]谢金明，吴保生，刘孝盈.水库泥沙淤积管理综述[J].泥沙研究，2013（3）：71-80.

[10]张绪进，母德伟，陈贤祎.上游来水来沙变化及对三峡水库回水变动区泥沙淤积的影响[J].水运工程，2009（8）：94-97.

作者简介

彭玉凤（1994-），女，汉族，重庆，在读硕士研究生，研究方向：航道工程与整治技术。