變動回水區(qū)重慶段泥沙沖淤特性研究

摘 要：長期以來，隨著變動回水區(qū)泥沙沖淤特性研究的問題越來越備受矚目，本文總結了重慶主城河段內(nèi)泥沙沖淤特性，并結合國內(nèi)對變動回水區(qū)泥沙沖淤特性實測資料及研究所采用的技術措施，再對重慶河段泥沙的沖淤特性研究的發(fā)展進行分析，總結了水沙條件變化和河段沖淤規(guī)律，并指出目前由泥沙沖刷問題和淤積問題，提出相應的解決研究方向。

關鍵詞：變動回水區(qū);泥沙沖淤;特性研究

1 引言

三峽水庫對長江上游變動回水區(qū)的影響尤其是泥沙淤積問題對港口航運及相關通航設施等方面的影響是值得去研究的話題。重慶主城區(qū)河段正好處于變動回水區(qū)，該區(qū)域同時具有水庫和天然河道的雙重特性，枯期呈現(xiàn)水庫特性，汛期呈現(xiàn)天然河道的特性[1]。長期以來，國內(nèi)外許多專家從數(shù)學模型計算、物理模型試驗等不同角度，對變動回水區(qū)、重慶主城區(qū)河段等重點位置的航道調(diào)整進行了分析，得到了較為深入的認識，這對未來泥沙問題研究有著重要的意義與參考價值。

2 變動回水區(qū)泥沙沖淤研究現(xiàn)狀

泥沙工作者在解決國家經(jīng)濟建設中的工程泥沙問題方面，做出了不少貢獻，但由于一般水庫主要是懸移質淤積， 推移質占的比例較小， 所以我國對推移質淤積研究較少。入庫推移質往往缺乏實測資料，僅對一些水庫做過不同粒徑泥沙的淤積量分析，確定了其推移質淤積量及組成[2]。

何艷軍[3]等依據(jù)三峽成庫后變動回水區(qū)的卵石輸移量實測資料，分析三峽蓄水后輸沙過程及沖淤特性，得出變動回水區(qū)河段泥沙沖淤受來水來沙等眾多因素的影響，變動回水區(qū)的淺灘已經(jīng)呈現(xiàn)出累積性泥沙淤積的趨勢。彭萬兵等[4]通過長江上游朱沱、寸灘水文站多年卵石推移質資料分析得出，上游變動回水區(qū)卵石推移量系統(tǒng)減少，沿程泥沙粒徑細化。并得出三峽水庫輸沙特性變化的主要原因是水利工程攔沙、人工采砂以及水土流失。張緒進[5]等通過建立重慶河段物理模型，指出三峽水庫175m蓄水方案運行后，上游來沙將會在重慶主城河段產(chǎn)生累積性泥沙淤積，主要淤積分布在寬闊河段兩岸邊灘、回流深沱、彎道凸岸等，并將會影響重慶河段的港口航運以及市政基礎建設。

3 變動回水區(qū)泥沙沖淤研究分析

首先是來水來沙特性影響，長江上游流域來水來沙近期變化的主要特征是：徑流量總體變化不大，汛后流量略有減少，而輸沙量明顯減少。來水來沙的特性影響著河床沖刷效果。其次是河道邊界條件影響，變動回水區(qū)地處長江上游丘陵寬谷河段，從平面形態(tài)上看，該河段河道彎曲;從河床縱剖面來看，則是深潭與淺脊相間，河床高程起伏不平呈鋸齒狀[6]。其次，壅水作用的影響，變動回水區(qū)的峽谷河段主要是指銅鑼峽河段。銅鑼峽，其狹窄的峽谷河段嚴重約束了變動回水區(qū)出口的水流，大流量時水位壅高，泥沙落淤，小流量時，水位下降，流速增大，可以把汛期淤落的泥沙沖走[7]。汛期洪水值的大小決定泥沙淤積的數(shù)量和分布。

據(jù)實測資料所知，175m蓄水變動回水區(qū)內(nèi)重點淤沙淺灘河段主要為豬兒磧河段和九龍坡河段。175m蓄水前，該河段汛前、汛末主要為沖刷，汛期主要為淤積，但汛期來水來沙減到一定程度后，河床也會發(fā)生大量沖刷。在汛末及汛后的沖刷階段，汛后隨著水位消落，水流逐漸歸槽，流速增大，水流挾沙能力增強，加上來沙量減少，河床總體為沖，其沖刷量大小主要取決于汛期淤積量的多少，從全年來看，該河段年內(nèi)沖淤基本平衡[8]。

4 變動回水區(qū)泥沙沖淤問題研究

變動回水區(qū)的沖淤是水庫淤積最復雜的問題。一方面以往的預測很多是基于天然的水沙資料和演變規(guī)律，與蓄水后的實際情況難免存在出入;另一方面有些極為復雜的問題，如沙質河床的淺灘條件變化。隨著科學技術的發(fā)展，可以用原型觀測與數(shù)值模擬結合的方法來研究。再者，對泥沙沖淤特性的研究也是與后期有效治理有關。而我國在水庫泥沙淤積防治方面的工程經(jīng)驗世界領先，但對水庫泥沙淤積管理的評價研究和實踐還比較薄弱[9]。近幾年，我國逐步重現(xiàn)這一問題，對一些重點水庫的泥沙淤積處理開展分析和評價等工作，與國外相比，我國還存在系統(tǒng)理論缺乏、評價方法不確定、經(jīng)濟社會和環(huán)境的綜合評價缺乏等不足，因此，我國今后的研究可以往水庫泥沙淤積管理的評價研究和實踐的方向發(fā)展。

5 結語

由于泥沙運動規(guī)律極為復雜，文中有關問題還有待研究與完善。隨著長江上游水土保持及水電開發(fā)建設，上游來沙量還在發(fā)生變化，建議進一步開展新的水沙條件下三峽工程變動回水區(qū)泥沙沖淤、對重慶洪水位及港口航道的影響研究[10]。但變動回水區(qū)泥沙沖淤狀態(tài)實際變化趨勢與預測差別較大，需要將河工模型和泥沙數(shù)學模型的模擬技術相互結合，來解決長時段、長距離的河道演變預報問題。最后，我國在水庫泥沙淤積的研究領域取得了舉世矚目的成就，并為今后的進一步深入研究打下了良好、堅實的基礎。

參考文獻

[1]張緒進，何進朝，母德偉.上游來水來沙變化及對重慶河段泥沙淤積的影響[J].水利水運工程學報，2010（1）：23-29.

[2]韓其為.三峽水庫推移質數(shù)量分析及淤積研究[J].水利水電技術，2009，40（8）：44-54.

[3]何艷軍.三峽水庫變動回水區(qū)泥沙沖淤特性分析[J].水道港口，2010（10）：473-477.

[4]彭萬兵，劉德春，劉同宦，等.重慶市主城區(qū)河段沖淤特性分析[J].泥沙研究，2005（6）：44-50.

[5]張緒進，母德偉，趙世強.三峽水庫回水變動區(qū)重慶河段泥沙淤積影響及治理[J].重慶建筑大學學報，2006（05）：13-17.

[6]陸長石，狄志浩.三峽工程變動回水區(qū)泥沙淤積的改善對策[J].水力發(fā)電學報，1998（2）：89-96.

[7]郭繼明，陳子湘.三峽水庫變動回水區(qū)銅鑼峽河段演變研究[J].長江科學院院報，1998，15（3）：1-5.

[8]王延貴，曾險，蘇佳林，等.三峽水庫蓄水后重慶河段沖淤特性研究[J].泥沙研究，2017，42（4）：1-8.

[9]謝金明，吳保生，劉孝盈.水庫泥沙淤積管理綜述[J].泥沙研究，2013（3）：71-80.

[10]張緒進，母德偉，陳賢祎.上游來水來沙變化及對三峽水庫回水變動區(qū)泥沙淤積的影響[J].水運工程，2009（8）：94-97.

作者簡介

彭玉鳳（1994-），女，漢族，重慶，在讀碩士研究生，研究方向：航道工程與整治技術。