三峡水库175m蓄水后下洛碛河道冲淤变化分析

2021-04-05 09:28刘旭晖重庆交通大学
珠江水运 2021年5期
关键词:输沙量三峡水库年际

刘旭晖 重庆交通大学

三峡水库135-139m运行期间,下洛碛河道基本不受水库运行影响,遵守年内洪淤枯冲、年际内冲淤交替的冲淤特性,河道平面形态除局部有所变化外,其于基本处于稳定状态。三峡水库175m试验性蓄水后,下洛碛河道处于变动回水区中下段,全年大部分时段均受坝前水位雍水影响,淤积规律发生变化。

本文全面收集了下洛碛河道175m蓄水后2009-2019年水文资料与泥沙原型观测资料,用于分析水沙变化及泥沙冲淤特性规律,对三峡库区河段演变特性研究具有重要意义。

1.河道概况

下洛碛河道位于长江上游航道里程为600-603km,紧邻洛碛镇,经过多年的自然冲刷与航道疏浚,平面形态较为宽直河道左岸为下洛碛边滩,右岸为中挡坝边滩,二者皆为卵石浅滩,天然情况下枯水期常出现浅包碍航等问题。

2.水沙条件变化

图2为寸滩水文站2009-2018年年均径流量、输沙量变化,可以知道:三峡水库175m试验性蓄水以来,寸滩站年际间径流量有大有小,但波动较小,趋势性不明显,符合水文过程的随机性。2018年寸滩水文站年均径流量为3873亿m3,是实验性蓄水以来最大,其次为2012年,最小年径流量为2011年。寸滩水文站年际间输沙量变幅较大,总体呈现减小的趋势,其中2010年为蓄水以来最大,约21116万吨。2013年后受到上游向家坝与溪洛渡水电站拦沙影响,输沙量大幅度减小,2017年达到最小值,2018年有明显增加。

图1 下洛碛河道河势图及典型断面布置

图2 寸滩水文站2009-2018年年均径流量、输沙量变化

3.下洛碛河道冲淤特性分析

3.1 河道冲淤量变化

根据2009-2019年下洛碛河道原型观测资料,计算下洛碛河道(航道里程600-603km)冲淤量见表1。

从表1上可以看出,2009-2012年期间,下洛碛河道出现累计性淤积,淤积总量为125.4万m3,但自2013年起下洛碛发生持续冲刷,2013-2016年冲刷总量达929.83m3,其中2016年冲刷量约316.6万m3,为近十年来最大,占冲刷总量的43.68%。2017年开始,下洛碛河道淤积开始减缓,2017-2018年期间甚至出现明显回淤。

3.2 典型断面冲淤变化

为了了解下洛碛河道横向变化,在下洛碛河道沿程布置了三个典型断面,其中断面1#位于上游五金堆处,断面2#位于河道中部大金堆处,断面3#位于下洛碛和中档坝浅滩处,断面位置见图1,各断面年际冲淤变化情况见图3。

由图可以看出,1#断面深槽处变化较大,2013-2015年连续发生冲刷,2017年达到最大冲刷深度约1.2m。除深槽外,断面1#边滩个别年份发生冲刷,但整体处于冲淤平衡状态,河床断面形态较为稳定。

表1 三峡水库175m蓄水后下洛碛河道年际冲淤量

图3 下洛碛河道典型断面冲淤变化

2#断面2009-2013年期间冲淤变化不明显,基本处于冲淤平衡状态,自2014年后左右边滩开始出现冲刷,2014-2017年期间断面2#累计变化量约6611m2,左边滩最大下切深度高达29m,2018年后断面2#发生明显回淤。

不同于1#、2#断面,断面3#为“W”型断面形态,左侧边滩明显下切,2013-2017年左边滩累计变化量约3230m2,最大下切深度为11m,2017年后冲淤变化较小,处于平衡状态。

4.结论

(1)三峡水库175m试验性蓄水后,受大坝雍水影响,下洛碛河道水位大幅度抬升,年均径流量无趋势性变化,受上游水电站拦沙的影响,输沙量变幅较大。

(2)三峡水库蓄水后的2009-2012年,下洛碛河道出现累计性淤积,随后转为冲刷,最大冲刷量约316.6万m3,大金堆、下洛碛和档坝卵石浅滩处发生不同程度下切,最大深度约32m。2018年后大金堆处发生明显回淤,主流带冲淤变化较小。

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