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三峡水库蓄水前后长江上游近期水沙变化趋势.pdf.pdf
文档介绍:
水利学报
2007 年 10 月 SHUILI XUEBAO 增刊
文章编号:055929350 (2007) 增刊20226206
三峡水库蓄水前后长江上游近期水沙变化趋势
戴会超1 ,2 , 王玲玲1 , 蒋定国1
(11 河海大学江苏南京 210089 ;21 中国长江三峡工程开发总公司,湖北宜昌 443002)
摘要:受多种因素影响,近年来长江上游来沙量明显减少,这将对三峡水库的效益产生影响。本文首先用实测年径
流量和年输沙量双累积曲线统计分析法及 Spearman 秩次相关检验分析了三峡上游来水来沙减少的事实,并统计得
到了近期来水来沙量的相关关系,该关系可用于预测近期三峡水库的入库年沙量。然后研究了上游大中小水库群
拦沙淤积对减沙的影响系数,α相关分析结果表明α与水库下游沿程距离L 呈指数函数关系。
关键词:工程水文;长江上游;三峡水库;输沙量变化;水库群拦沙
中图分类号: P33316 文献标识码:A
1 前言
泥沙淤积是影响水库寿命的重要问题。在三峡工程规划设计和建设期间对库区泥沙淤积和下游冲
[1 ,2]
刷进行了大量研究工作,使泥沙问题得到基本解决,使三峡工程得以顺利进行。长江从江源至宜昌
2
为上游,集水面积约 100 万 km ,占长江全流域面积的 55 % ,流域内有岷江、沱江、嘉陵江、横江、赤水及
乌江等较大支流。三峡水利枢纽以下 40km 处有宜昌水文站,该站水沙变化代表入三峡水库水沙变化,
主要来自金沙江和嘉陵江、岷江、沱江、乌江以及干流区间。当时水库泥沙研究采用的来水来沙资料是
上世纪 80 年代前的。近来研究发现[3 ,4 ] ,三峡上游来水来沙较 80 年代以前发生了明显变化的变化,具
体来讲,主要是输沙量有明显减少趋势,而来水量变化不大。上游来沙量的变化将对三峡水库运用产生
较大影响。
受多种自然因素和人为因素综合影响,近年来,长江上游水沙变化出现了新的变化特点,特别是嘉
陵江输沙量明显减少。本文以上游河流主要控制站实测资料为基础,对长江上游水沙变化特点及变化
趋势进行了分析。还对上游修建的水库群拦沙淤积[5 ,6 ] 引起的减沙进行了研究。减沙还有其它原因,如
水土保持作用和人类活动等,有待今后进一步研究。
2 水沙变化的年径流量与年输沙量双累积曲线分析
长江上游地区主要测站各年代实测径流量与输沙量统计数据见表 1 。从中可以看出:宜昌、万县等
站径流量年际间无明显变化,但近期沙量减少则较明显,其上游干流寸滩站年均沙量也有明显减少,而
支流嘉陵江北碚站大幅度减沙是引起寸滩站减沙的主要原因。其它支流岷江、乌江等来沙也均有减少。
通过点绘金沙江屏山、岷江高场、嘉陵江北碚和乌江武隆等水文站的多年年径流量与年输沙量双累
积曲线,更能清楚看出年沙量减少的趋势。
211 金沙江屏山水文站图 1 显示了屏山站年径流量和年输沙量双累积曲线,看出 1990~2002 年中有
大水大沙的变化及 2000 年后水沙相关斜率变缓的趋势。但其减沙趋势不明显。
收稿日期: 2007209204
作者简介: 戴会超(1965 - ) ,男,河北保定人,教授,主要从事水力学相关问题研究。E2mail :dai - huichao @263 . net
— 226 —
表 1 长江上游主要测站各年代径流量、沙量统计
1950 年代 1960 年代 1970 年代 1980 年代近期(1990 - 2002)
河名站名径流量输沙量径流量输沙量径流量输沙量径流量输沙量径流量输沙量
Π亿 m3 Π万 t Π亿 m3 Π万 t Π亿 m3 Π万 t Π亿 m3 Π万 t Π亿 m3 Π万 t
金沙江屏山 1520 26600 1500 24400 1330 22100 1410 25700 1520 28300
岷江高场 913 5520 900 6240 822 3390 877 5710 829 3820
沱江李家湾 121 1400 136 1540 112 804 130 1110 109 366
长江朱沱 2810 30400 2820 34500 2520 27800 2660 32900 2700 29600
嘉陵江北碚 674 14800 750 15200 604 10700 765 14000 541 4110
长江寸滩 3570 52600 3690 48100 3260 37700 3500 47600 3370 34800
乌江武隆 443 2770 504 2810 509 3960 480 2470 519 1980
长江万县 4240 54900 4350 39200 3960 44900 4260 54600 4140 38200
长江宜昌 4430 52000 4540 54900 4150 47500 4450 54900 4300 39700
图 1 屏山站年径流量与年输沙量双累积曲线

212 岷江高场水文站图 2 是岷江高场站多年径流量与输沙量双累积曲线。可以看出,自 1993 年以
来高场站水沙相关线斜率最小,表明了近期岷江的减沙趋势。近期年水量变化不明显,而年输沙量较多
年平均减少幅度约为 2017 %。
图 2 高场站年径流量与年输沙量双累积曲线

213 嘉陵江北碚水文站图 3 是嘉陵江北碚站的年水量和年沙量双累积曲线。由曲线斜率随年代明
显减小可见近期输沙量出现较大幅度减少,且沙量减少幅度大于径流量减少幅度,其水、沙量分别为五
十年代的 8212 %和 2914 %、六十年代的 7319 %和 2816 %、七十年代的 9117 %和 4017 %、八十年代的
7214 %和 3111 %。自 1984 年以来嘉陵江年输沙量大幅度减少,近期年输沙量较多年平均减小 63 %。
图 3 北碚站年径流量与年输沙量双累积曲线

214 乌江武隆水文站图 4 是乌江武隆水文站多年水、沙量双累积曲线。可以看出,自 1984 年以来曲
线斜率明显变小,表明年沙量明显减少,统计得出近期较多年均减少沙量 28 %。
215 长江宜昌水文站长江上游干支流近期年径流量变化不大,各支流年输沙量均明显减少,使宜昌
— 227 —
图 4 武隆站年径流量与年输沙量双累积曲线

站年输沙量呈减少趋势,见图 5。自 1988 年以来宜昌站年均输沙量较多年平均减少约 50 % ,这将使三
峡水库蓄水后的入库沙量大幅度减少。
图 5 宜昌站年径流量与年输沙量双累积曲线

3 水沙变化的 Spearman 秩次相关检验
以 Mi 代表实测年径流量或输沙量系列的秩次,以 Ti 代表时间序列的秩次,分析实测序列与时间 t
的相关关系,两者的相关关系 r 按下式计算:
n
( ) 2
6 ∑ Mi - Ti 内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.
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