二灘水電站和金安橋水電站運行后金沙江水沙變化分析

摘 要：金沙江全長3464km，落差約5100m，約占長江全長的55%和長江總落差的95%，多年平均出口輸沙量為2.39億噸，占三峽入庫輸沙量的60%。由于水能資源豐富，成為我國水電開發的熱土，目前，規劃干流33座水電站中已有二灘水電站和金安橋水電站陸續開閘蓄水，由于電站的蓄水影響，致使金沙江流域的水沙特性會發生相應的改變，研究2012年前金沙江流域的水沙特性及其變化，對該流域水電資源開發起著重要作用。

關鍵詞：金沙江；水電站；水沙變化

1 概述

金沙江發源于青海唐古拉山北麓，干流流經青、藏、川、滇四省區，長3464km，落差約5100m，約占長江全長的55%和長江總落差的95%，主要支流有雅礱江、牛欄江、橫江等。金沙江又是長江上游泥沙最多的河流，多年平均出口輸沙量為2.39億噸，占三峽入庫輸沙量的60%。由于水能資源豐富，金沙江成為我國水電開發的熱土，目前，金沙江干流水電開發規劃有水電站21座，中下游干流河段規劃電站12座，見圖1。其中，金安橋水電站在2010年10月蓄水運行。支流雅礱江的二灘水電站在1998年蓄水運行。其他電站也陸續開始蓄水運行。見表1。

由于各電站陸續開始蓄水，其調蓄作用致使金沙江流域的水沙特性會發生相應的改變，研究2012年前金沙江流域的水沙特性及其變化，對該流域水電資源開發起著重要作用，同時為減少三峽水庫入庫泥沙、充分發揮三峽電站效益也是十分重要。

2 基本資料

2.1 水文測站布置

石鼓站位于金沙江干流中段阿海電站壩上游，石鼓站上游無電站運行，控制天然來水來沙情況；攀枝花水文站位于金沙江干流與支流雅礱江交匯處上游約15km處，位于觀音巖水電站下游，為控制雅壟江匯入前金沙江干流河段水情的流量一類精度的水文站；華彈水文站位于烏東德水電站壩下白鶴灘水電站庫區，在金沙江干流與支流雅礱江交匯處下游，為控制雅礱江、普渡河、小江、以禮河等支流匯入后金沙江干流河段水情的流量一類精度的水文站，二類泥沙站；屏山水文站位于在溪洛渡電站壩下游向家壩庫區內，地處金沙江干流與支流雅礱江交匯處下游，為金沙江匯入長江的出口控制站。金沙江流域部分電站及水文站布置見圖2。

2.2 資料系列

石鼓站資料系列從1958年開始，攀枝花站資料系列從1966年開始，華彈站資料系列從1958年開始，屏山站資料系列從1956年開始，由于向家壩站蓄水，屏山站2012年被淹沒，屏山站2012年流量、含沙量資料用向家壩水文站資料代替。由于資料缺測的年份較少，因此對資料系列未進行相關插補。金沙江各站資料情況統計見表2。

3 水沙特性分析

3.1 1998年前水沙特性

1998年前無電站蓄水，天然情況下采用石鼓站1958～1997年，攀枝花站1966～1997年，華彈站1958～1997年，屏山站1956～1997年資料系列作為統計時段計算徑流特征值，成果見表3.1和表3.2。

從表3和表4看出，華彈站控制的支流來水量比重較大。1998年前的近20年內各站平均徑流量變化均較小，與1998年前多年平均徑流量持平，最大偏差只有3.11%。天然狀況下（1998年前），華彈至屏山站區間來水來沙量基本相應，華彈站控制的支流來沙量占有較大比重。1988～1997攀枝花站和華彈站輸沙量稍大可能是由于人類活動引起。

3.2 二灘水電站蓄水后水沙特性

從表5看出，同1998年前相比，石鼓站1998～2009年平均輸沙量增大55.1%，攀枝花增大44.2%，說明上游來沙量增大，但華彈站輸沙量卻減小4.35%，屏山站減小14.7%。經分析二灘水電站蓄水后攔蓄了大量泥沙，導致下游河段沙量大量減少。

點繪徑流量～輸沙量關系圖（圖3），1998年前屏山水文站水沙關系與1998～2009年水沙關系呈明顯帶狀分布，在相同徑流量情況下，輸沙量相差較大，經分析計算，初步認為二灘水電站蓄水后，1998年～2009年不同徑流量時屏山水文站輸沙量減小約10000～13000萬噸。

3.3 干流水電站蓄水后水沙特性

繼1998年二灘電站蓄水后，2010年開始，金沙江上游干流有金安橋等多個梯級電站陸續開始下閘蓄水。

從表6可以看出，同2010年前比，2010～2012年上游來沙量增大，攀枝花站輸沙量比上游石鼓站輸沙量卻沿程減小。1998～2009年期間，攀枝花站平均輸沙量占華彈站的45.9%，占屏山站的40.8%，但2010～2012年期間攀枝花站平均輸沙量只占華彈站的27.8%，只占屏山站的21.7%。經分析，在受二灘電站蓄水影響的基礎上，2010～2012年由于攀枝花上游的金安橋等多個梯級電站開閘蓄水攔截大量泥沙，攀枝花站及下游華彈、屏山站來沙均有變小的趨勢。

點繪攀枝花徑流量～輸沙量關系圖，見圖4，2010年前攀枝花站水沙關系與2010～2012年水沙關系呈明顯帶狀分布，經分析計算，初步認為干流梯級電站陸續蓄水后，2010～2012年不同徑流量時攀枝花水文站輸沙量減小約2000～2400萬噸，占屏山站2010～2012年與1998～2009年輸沙量變化的20.1%～24.1%。

4 結束語

4.1 二灘水電站蓄水后，上游來沙量增大時二灘水電站下游各站輸沙量均有明顯減少的現象，經分析，二灘水電站蓄水后對上游來沙有攔蓄作用，至金安橋電站蓄水前的期間，金沙江出口輸沙量減小約10000～13000萬噸。

4.2 繼二灘水電站蓄水后，2010年金安橋電站開閘蓄水。2010年～2012年期間金安橋壩上游石鼓站來沙較大時，壩下游攀枝花站來沙卻減小。初步分析認為由于金安橋電站蓄水攔沙的影響，2010～2012年不同徑流量時攀枝花水文站輸沙量減小約2000～2400萬噸，占金沙江出口平均輸沙量變化的20.1%～24.1%。

參考文獻

[1]府仁壽.長江上游工程對宜昌來水來沙變化的影響[J].水利發電學報，2006.