您现在的位置:首页 互动平台>> 治江焦点>> 焦点释疑>> 水文•泥沙
水文•泥沙

韩其为:三峡蓄水有助改善“江湖关系”

2015年07月24日  来源: 中国能源报

“江湖关系”进入新阶段

毫无疑问,三峡工程建成后,在防洪错峰方面成效显著,尤其是今年汛期三峡成功经历了接近1998年洪峰的流量考验,成为了控制川江洪水进入长江中下游的咽喉。它能有效控制长江上游的洪水,大量减少荆江、洞庭湖的洪水威胁,降低荆江河段发生毁灭性洪灾的可能性。

作为著名泥沙专家,韩其为认为从目前来看,要保持长江的健康,从泥沙方面看还有三个问题有待进一步研究。那就是:三峡建成后长江中下游河床的冲刷与演变、长江河口治理的泥沙问题、长江与湖泊的“江湖关系”变化。

韩其为认为,三峡工程在改善长江流域生态环境的积极作用是需要肯定的。三峡工程建设前,汛期洪水直接进入洞庭湖,大量淤泥沉积在湖底。三峡工程建成后,江水挟带泥沙进入洞庭湖的数量大幅减少,减缓了洞庭湖的泥沙淤积,有助于维持对长江中游防洪至关重要的洞庭湖防洪库容。同时中下游河道冲刷可以降低洪水水位,这是除三峡水库防洪库容之外的又一防洪效益,也是原规划设计中没有作为效益论及的。

通常人们所说的“江湖关系”,指的是长江与洞庭湖的关系。韩其为认为“江湖关系”主要包括江湖流量分配的变化、分流河道冲淤、荆江冲淤、洞庭湖淤积变化以及莲花塘(城陵矶)至武汉河段冲淤。这五个方面相互影响相互作用,影响到长江流域的防洪、生态和水资源。

1860年和1870年藕池口、松滋口溃口冲成藕池河、松滋河,奠定了四口分流荆江洪水的格局。这四个分流河道是:藕池河、松滋河、虎渡河、调弦河。自藕池河、松滋河形成后,“江湖关系”已经历了两个阶段。第一个阶段是藕池河与松滋河冲刷发展,四口径流量扩大,洞庭湖大幅度淤积,荆江淤积,但是由于流量大幅减少,其防洪威胁减轻。这一阶段对长江有利,洞庭湖遭殃。第二阶段四口径流量因其河道淤积逐年减少,洞庭湖由于进水进沙减少而减缓了淤积;荆江由于径流量加大而冲刷;城汉(城陵矶—汉口)河段由于荆江浑水下泄量增加使原来淤积在洞庭湖的泥沙减少,导致城陵矶至武汉河段有所淤积。荆江裁弯,则对“江湖关系”发生了一些干扰。荆江三个裁弯,缩短了下荆江河道78公里,使得下荆江坡降加大,也加剧了荆江冲刷,冲刷使同流量水位降低。与此同时,荆江流量加大,又使水位抬高。两者抵消之后,使上游(分流前)来流相同时,荆江水位抬高,特别是下荆江水位抬高,这就是1998年荆江水位普遍高于1954年的主要原因。但由于下荆江水流加大,反过来对洞庭湖的出流顶托增加,湖口水位抬高及城汉河段淤积,反过来,对下荆江河段的冲刷又有一定抑制作用。

现在的“江湖关系”,因为三峡工程而进入了一个新的阶段。但是与“江湖关系”第二阶段基本类似,除城汉河段变淤积为冲刷外,表现在:三峡水库运行后,四口分流量减少,分沙量也随之减少,进一步减少了洞庭湖的泥沙淤积,对于维持洞庭湖防洪调蓄非常有利。但是随之带来的不仅是荆江冲刷,而且还有城汉河段的冲刷。“当然除洞庭湖与长江关系外,鄱阳湖与长江关系也会发生一些变化,也必须开展研究。”韩其为说。

三峡泥沙问题总体好于预期

韩其为说,近年来,随着上游水土保持力度的加大,以及金沙江、岷江、沱江、嘉陵江四大支流的水利工程不可避免地拦截了一部分泥沙,三峡水库原来预计的每年来沙是5亿吨,现在的情况比预期的好,每年只有2亿吨,以后还会更少。

“但是三峡蓄水后对长江中下游还是会有一定的影响,例如它会对中下游河道进行冲刷,冲刷之后会有部分崩岸,但是通过一些加固措施和建设护岸工程,这个问题是可以解决的。更重要的一点,是冲刷河床使洪水位降低,这是首功一件。”

众所周知,河道总是不断变化的,不是冲,就是淤,显然冲刷比淤积好。至于冲刷的时间,原来估计一个三峡工程要100年左右达到冲淤平衡,有的河段还要回淤。但金沙江开发以后,金沙江上的水库可以拦截大部分流入三峡水库的泥沙,长江中下游河道冲刷时间会更长,可能在300年以内均维持低含沙水流。这对河流有什么深远影响,值得进一步研究。

但是韩其为也表示:三峡蓄水后对下游的冲刷和对枯水水资源的影响如何?值得进一步研究。比如如何解决三峡水库蓄满与防洪和中下游枯水水资源的矛盾,就涉及到全长江水库、防洪水资源的统一调度问题,必须不断开展研究。

解决泥沙淤积已有成熟技术

据悉,到目前为止,我国在解决水库泥沙淤积方面,采取了设置冲沙设施、在水库运行上采取“蓄清排浑”的调度方式。韩其为充分肯定了这些措施的成效:“我也曾专门研究过这个问题,也就是业界所说的‘水库的长期使用’,现在已经是成熟的技术了。”

所谓水库的长期使用,是指通过恰当的运行方式,控制水库淤积,使其能够长期保留一部分有效库容。“早期世界上有一些水库就做到了基本不淤,例如西班牙亚里甘底、埃及小阿斯旺,印度和阿尔及利亚的一些水库。”但韩其为说,这些水库由于它的目标(滞洪、饮水、灌溉)比较单一,泥沙问题相对容易解决。如有的滞洪水库,洪水来了通过减少出库流量而蓄水削减洪峰,洪水过后水库水位下降又将泥沙带走。这种水库的特点是利用天然河道坡降排沙,经过一段时间的运行之后,达到“冲淤平衡”。另外一些蓄水量相对小的水库如灌溉水库,淤积量多了,洪水来时就开闸放水将淤积的泥沙冲走。

但上世纪20年代以后,大量综合利用水库(特别是发电)出现,它们常年要抬高坝前水位,无法按天然坡降排沙,致使淤积严重。美国、日本、中亚地区一些国家,均有大量水库淤积严重的报道。因此过去国际上流行一种说法,就是水库最终淤死是不可避免的,最终会失去调节能力。我国在上世纪50年代,北方建造了一些水库,淤积相当严重。众所周知的黄河三门峡水库,在规划设计阶段对泥沙的处理就是一个失败的例子。根据这些教训,我国水利工作者研究了“水库长期使用”(俗称“蓄清排浑”)这种控制泥沙淤积的水库运用方式,取得了成功。根据水库淤积的规律,只要有多余的库容(除河道容积外),水库就会淤积。如果要排走全部来沙,必须是一个河道,没有多余的库容。因此在同一时期,水库蓄水与排走全部来沙是矛盾的,无法统一。正是因为僵硬地看待这一矛盾,才得出水库淤积不可避免的结论。

韩其为认为,“长期使用水库”的提出,首先是思路的创新。即将平衡后的长期使用水库看成两个水库:汛期排沙期,由于水位已降至最低,实际是一个河道,因此可以排走全部来沙;洪水过后,水位上升蓄水,于是有了库容。这样就将水库与河道辩证地统一起来,将排走全部来沙与保留库容辩证地统一起来。

现在一般的水库也可以做到“蓄清排浑”,三峡水库也正是采用这种方式解决库容淤积的。三门峡水库的改进成功则为这种水库提供了典型实例。《中国能源报》 (2010-12-06 第20版) 记者 胡学萃

作者:
相关文章