水庫泥沙淤積是世界性的工程難題,泥沙問題也是三峽工程可行性論證的主要問題之一。清華大學周建軍、曹慧群和張曼等結合在水庫挖粗沙和減淤研究了實現(xiàn)三峽水庫可持續(xù)利用的途徑。提出的方法概念明確、簡單易行,從理論上解決了三峽工程的水庫主要的泥沙問題,同時為長江開辟了巨大的建筑砂源、滿足市場需求。這一成果也可供
三峽論證研究認為水庫淤積主要影響庫尾通航,需研究優(yōu)化調度、港口改造和航道整治、疏浚等措施加以解決。論證結束后,一直保留三峽工程泥沙專家組協(xié)調有關研究。當前依靠上游建水庫大量攔沙等使泥沙數(shù)量大幅度減少,三峽泥沙問題有望得到推延。但是,考慮到流域水庫攔沙庫容有限,水土保持措施只能發(fā)揮輔助作用,三峽長遠泥沙問題仍需要解決措施。而且,近年研究更進一步顯示,泥沙淤積對三峽水庫防洪庫容、庫區(qū)淹沒、庫尾淤積和航道影響程度比論證階段的預期可能更嚴重。長江干流的三峽工程必須實現(xiàn)可持續(xù)利用才能對后代有所交待。研究三峽水庫長遠淤積控制問題具有重要意義。同時,近年長江沿岸對河砂建材需求很大,每年批準采砂量5300萬t、非法采砂量更大。采砂對中下游堤防、航道和水生態(tài)威脅很大。三峽水庫蓄水后,長江主要砂源已被切斷,加上國家嚴格保護土地、控制農田挖砂等,今后控制采砂和保證長江建筑用砂是一大重要問題。再一方面,近年挖泥機具進步很快,大規(guī)模挖泥成本明顯降低,長江挖砂利潤很大。三峽水庫提供滿足建材需求砂源,既利于水庫減淤,也利于控制下游非法采砂。所以,三峽有必要更有義務為長江沿岸提供砂源。
周建軍教授等依據(jù)三峽水庫實測的淤積粒徑分布資料證明粗沙在水庫回水上段集中分選、集中淤積,提出可以在回水上段適當位置設“固定河段挖沙”集中采集粗沙,采用數(shù)學模型進行了大量方案優(yōu)化計算,證明在庫區(qū)涪陵上游的“固定河段挖沙”方案,平均每年挖3800萬方粒徑大于0.1mm粗砂,100年可將水庫淤積從177億方降低到140億方,挖粗沙減淤效率接近100%?!肮潭ê佣瓮谏场奔仁浅薪由嫌螔稁Ъ坝俜e的大部分粗沙的“聚砂盆”,同時也阻截大部分粗沙進入水庫深水段,使淤積三角洲平衡坡降減小近30%。占入庫總量較少的粗沙部分的減少對水庫淤積影響很大,可使水庫后期持續(xù)淤積和回水上段淤積“翹尾巴”局面得到根本扭轉、水庫明顯提前趨于沖淤平衡、防洪庫容和通航條件等可得到有效保護。
周建軍教授等人的研究成果發(fā)表在中國科協(xié)《科技導報》2010年第9期,題目為:“三峽水庫挖粗沙減淤研究”。周建軍等人表示,建議有關部門重視并組織進一步研究解決粗沙過壩等技術問題、推動原型試驗、形成解決問題的工程方案。