三峡库区粉砂淤积成因的初步分析.pdfVIP

泥 沙 研 究 2015年 10月 JournalofSedimentResearch 第 5期 文章编号 ：0468—155X(2015)05-0007-07 三峡库区粉砂淤积成 因的初步分析 李文杰 ，杨胜发 ，胡江 ，付旭辉 (1．重庆交通大学 国家 内河航道整治工程技术研究中心 ，重庆 400074 2．重庆交通大学 水利水运工程教育部重点实验室 ，重庆 400074) 摘要：三峡水库运行十年来 ，常年库区发生 了 “点”状分布 的泥沙淤积 ，与以往研究有所差异 。通过现场测量 发现库区泥沙特性如下 ：悬沙和淤积物均为粒径较小 的粉砂 ，泥沙 的实际沉速大于其 Stokes沉速 ，床面淤积物 呈浮泥或絮凝结构。水沙运动实测资料分析表 明，以流速作为冲淤 的判别条件 比挟沙力更为合适 ，低流速时 粉砂絮凝沉降导致淤积 ，而淤积物 固结后不易冲刷 ，由此形成 了淤积、输沙和冲刷三个流速带 。三峡库区的 大量弯道、支流河 口和宽谷处流速较低，属于淤积流速带，发生絮凝沉降淤积后不易冲刷，因此一旦发生淤积 则淤积严重 ，其他河段多数时间处于输沙或冲刷流速带而淤积量较小甚至没有淤积 ，因此形成 了库区粉砂 “点”状 的淤积特点。 关键词 ：三峡库区；粉砂 ；淤积成因；现场测量 中图分类号 ：TV145．1 文献标识码 ：A DOl：10．16239／j．cnki．0468—155x．2015．05．002 三峡工程举世瞩 目，自2003年蓄水运行后 ，在防洪 、发电和航运方面都发挥着 巨大的效益 ，如常年 回水 区涪陵至大坝河段全部提升为一级航道 。水库蓄水后 ，由于库 区水位抬高、流速减缓 ，将不可避免 地面临着泥沙淤积 的问题。清华大学、南京水利科学研究院、长江科学院等国内有关科研院校在三峡论 证阶段开展了大量 的泥沙物理模型和数学模型研究，为三峡水库的修建和运行提供了关键的技术支撑。 按照传统的观点，水库蓄水后泥沙首先在库尾落淤 ，然后以三角洲的形态 向前推移 ，因此在水库运行初 期常年库区航道受泥沙 的影响理应不大。然而 ，运行十余年后的实测地形表明，三峡成库初期的泥沙淤 积规律与原有研究成果有一定的差异 ，超过99％的泥沙都淤积在常年 回水区内，且 以 “点”状分布的形 式淤积在近坝 、宽谷 、支流河 口和弯道河段 …。局部严重 的泥沙淤积 已经产生碍航 ，以忠县皇华城河段 为例，局部泥沙淤积厚度超过 了50m，在低水位时期航深不足而迫使航船改道 。胡江等n统计分析了实 测资料，发现库 区泥沙淤积主要与河道平面形态、断面平均水深和平均流速有关 。库区淤积的泥沙多为 细颗粒泥沙，中值粒径在 0．01mm左右 。此类泥沙 的落淤固然与河道形态 、流速等有关 ，但是其机理尚 未解释清楚 。因此 ，对三峡库 区泥沙淤积问题的研究极为迫切。本文 旨在通过现场测量来认识三峡库 区内的泥沙特性 ，探索库区细颗粒泥沙的淤积成 因，以期拓宽对三峡水库泥沙输移规律的认识 。 1 现场测量 1．1 测点布置 三峡库区内的泥沙淤积主要分布在弯道、支流河 口及宽谷等处 ，本次测量选择两个典型的河段 ，即 收稿 日期 ：2014一O6—30 基金项 目：国家科技支撑计划项 目(2012BAB05B03)；国家 自然科学青年基金项 目；交通运输部应用基础研究项 目 (2014329814310) 作者简介 ：李文杰 (1984一)，男 ，河北卢龙人 ，副教授 ，主要从事泥沙运动力学方面研究。E-mail：li _ wj1984@163．tom 7 忠县皇华城弯道和奉节梅溪河 口。皇华城弯道河段布置8个断面，梅溪河 口布置 5个断面 ，每个断面布 置3或4条垂线 ，每条垂线从水面至河床布置6至 10个测点，总计41条垂线 ，320个测点。断面布置的 原则是，所布置断面能控制