三峽水庫(kù)運(yùn)用后荊江段非均勻懸沙恢復(fù)特性*

馮 雪，夏軍強(qiáng)，周美蓉，鄧珊珊

(武漢大學(xué)水資源與水電工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430072)

沖積河流中上游來沙量往往不會(huì)恰好等于當(dāng)?shù)氐乃鲯渡沉Γ黄胶廨斏超F(xiàn)象十分普遍，河床往往會(huì)通過沖淤調(diào)整同時(shí)自動(dòng)調(diào)整水流挾沙力的大小，使河床逐漸趨于輸沙平衡狀態(tài)[1-2]. 水庫(kù)運(yùn)用后，泥沙淤積在庫(kù)區(qū)，下泄水流的含沙量大幅度下降，壩下游河段往往會(huì)發(fā)生長(zhǎng)距離不平衡輸沙過程[2-4]. 而目前該過程往往難以精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，主要是因?yàn)閷?duì)不平衡輸沙規(guī)律尤其是非均勻沙的認(rèn)識(shí)不夠，故研究壩下游非均勻沙不平衡輸移規(guī)律，具有重要的理論意義及實(shí)際應(yīng)用價(jià)值.

近幾十年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)壩下游河道不平衡輸沙過程進(jìn)行了較多的研究. 早期部分學(xué)者主要通過求解懸移質(zhì)紊動(dòng)擴(kuò)散方程來模擬不平衡輸沙過程，但通過該方法求得的含沙量恢復(fù)飽和距離很短，與實(shí)際沖刷距離存在較大差異[5]. 為了預(yù)報(bào)實(shí)際問題，部分學(xué)者從垂線平均含沙量沿程變化出發(fā)，引入恢復(fù)飽和系數(shù)，并建立不平衡輸沙方程[6]，對(duì)不平衡輸沙過程進(jìn)行計(jì)算. 但由于缺乏對(duì)恢復(fù)飽和系數(shù)α的物理本質(zhì)及變化規(guī)律的認(rèn)識(shí)，該方法也具有一定的局限性. 目前關(guān)于壩下游懸移質(zhì)輸移特性及水流含沙量恢復(fù)特性的認(rèn)識(shí)，多源于對(duì)已建大壩下游沖刷發(fā)展的觀測(cè)與分析，主要包含兩類觀點(diǎn).

一類觀點(diǎn)涉及粗細(xì)泥沙交換理論. 部分學(xué)者認(rèn)為壩下游長(zhǎng)距離沖刷主要是由于……