三峽水庫175m蓄水后下洛磧河道沖淤變化分析

劉旭暉 重慶交通大學(xué)

三峽水庫135-139m運(yùn)行期間，下洛磧河道基本不受水庫運(yùn)行影響，遵守年內(nèi)洪淤枯沖、年際內(nèi)沖淤交替的沖淤特性，河道平面形態(tài)除局部有所變化外，其于基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。三峽水庫175m試驗(yàn)性蓄水后，下洛磧河道處于變動回水區(qū)中下段，全年大部分時段均受壩前水位雍水影響，淤積規(guī)律發(fā)生變化。

本文全面收集了下洛磧河道175m蓄水后2009-2019年水文資料與泥沙原型觀測資料，用于分析水沙變化及泥沙沖淤特性規(guī)律，對三峽庫區(qū)河段演變特性研究具有重要意義。

1.河道概況

下洛磧河道位于長江上游航道里程為600-603km，緊鄰洛磧鎮(zhèn)，經(jīng)過多年的自然沖刷與航道疏浚，平面形態(tài)較為寬直河道左岸為下洛磧邊灘，右岸為中擋壩邊灘，二者皆為卵石淺灘，天然情況下枯水期常出現(xiàn)淺包礙航等問題。

2.水沙條件變化

圖2為寸灘水文站2009-2018年年均徑流量、輸沙量變化，可以知道：三峽水庫175m試驗(yàn)性蓄水以來，寸灘站年際間徑流量有大有小，但波動較小，趨勢性不明顯，符合水文過程的隨機(jī)性。2018年寸灘水文站年均徑流量為3873億m3，是實(shí)驗(yàn)性蓄水以來最大，其次為2012年，最小年徑流量為2011年。寸灘水文站年際間輸沙量變幅較大，總體呈現(xiàn)減小的趨勢，其中2010年為蓄水以來最大，約21116萬噸。2013年后受到上游向家壩與溪洛渡水電站攔沙影響，輸沙量大幅度減小，2017年達(dá)到最小值，2018年有明顯增加。

圖1 下洛磧河道河勢圖及典型斷面布置

圖2 寸灘水文站2009-2018年年均徑流量、輸沙量變化

3.下洛磧河道沖淤特性分析

3.1 河道沖淤量變化

根據(jù)2009-2019年下洛磧河道原型觀測資料，計(jì)算下洛磧河道（航道里程600-603km）沖淤量見表1。

從表1上可以看出，2009-2012年期間，下洛磧河道出現(xiàn)累計(jì)性淤積，淤積總量為125.4萬m3，但自2013年起下洛磧發(fā)生持續(xù)沖刷，2013-2016年沖刷總量達(dá)929.83m3，其中2016年沖刷量約316.6萬m3，為近十年來最大，占沖刷總量的43.68%。2017年開始，下洛磧河道淤積開始減緩，2017-2018年期間甚至出現(xiàn)明顯回淤。

3.2 典型斷面沖淤變化

為了了解下洛磧河道橫向變化，在下洛磧河道沿程布置了三個典型斷面，其中斷面1#位于上游五金堆處，斷面2#位于河道中部大金堆處，斷面3#位于下洛磧和中檔壩淺灘處，斷面位置見圖1，各斷面年際沖淤變化情況見圖3。

由圖可以看出，1#斷面深槽處變化較大，2013-2015年連續(xù)發(fā)生沖刷，2017年達(dá)到最大沖刷深度約1.2m。除深槽外，斷面1#邊灘個別年份發(fā)生沖刷，但整體處于沖淤平衡狀態(tài)，河床斷面形態(tài)較為穩(wěn)定。

表1 三峽水庫175m蓄水后下洛磧河道年際沖淤量

圖3 下洛磧河道典型斷面沖淤變化

2#斷面2009-2013年期間沖淤變化不明顯，基本處于沖淤平衡狀態(tài)，自2014年后左右邊灘開始出現(xiàn)沖刷，2014-2017年期間斷面2#累計(jì)變化量約6611m2，左邊灘最大下切深度高達(dá)29m，2018年后斷面2#發(fā)生明顯回淤。

不同于1#、2#斷面，斷面3#為“W”型斷面形態(tài)，左側(cè)邊灘明顯下切，2013-2017年左邊灘累計(jì)變化量約3230m2，最大下切深度為11m，2017年后沖淤變化較小，處于平衡狀態(tài)。

4.結(jié)論

（1）三峽水庫175m試驗(yàn)性蓄水后，受大壩雍水影響，下洛磧河道水位大幅度抬升，年均徑流量無趨勢性變化，受上游水電站攔沙的影響，輸沙量變幅較大。

（2）三峽水庫蓄水后的2009-2012年，下洛磧河道出現(xiàn)累計(jì)性淤積，隨后轉(zhuǎn)為沖刷，最大沖刷量約316.6萬m3，大金堆、下洛磧和檔壩卵石淺灘處發(fā)生不同程度下切，最大深度約32m。2018年后大金堆處發(fā)生明顯回淤，主流帶沖淤變化較小。