文章编号:100428227(2010)0620640204三峡工程运用后洞庭湖水沙情势变化及其影响初步分析张细兵1,2,卢金友2,王敏2,黄悦2,许全喜3(1.武汉大学水利水电学院,湖北武汉430072;2.长江水利委员会长江科学院,湖北武汉430010;3.长江水利委员会水文局,湖北武汉摘要:采用原型资料分析、长河段一维数学模型计算等手段,分析和预测了三峡工程运用对洞庭湖水沙与冲淤影响,研究了三峡工程运用对洞庭湖出口水位的影响,在此基础上初步分析了三峡工程运用对湖区防洪与生态环境影响。研究成果表明:三峡水库运用后30a末,荆江三口年均分流量和分沙量比多年平均值分别减少43%和73%,三口分流道的河床相应发生冲淤变化;三峡工程运用后,受荆江三口分流比减少影响,洞庭湖区泥沙淤积显著减少,对增强洞庭湖区调蓄功能、延长洞庭湖寿命有利;受三峡水库调度运用与长江干流河道冲刷影响,洞庭湖出口水位以下降为主,汛期水位的下降将对湖区防洪有利,而枯期水位的下降将对湖区水资源利用及生态环境带来一定不利影响。关键词:洞庭湖区;水沙变化;防洪;生态环境文献标识码:洞庭湖位于长江荆江河段南岸,跨湘鄂两省,西面和南面接纳湘、资、沅、澧“四水”,东面有汨罗江和新墙河入湖,北面有松滋、太平、藕池、调弦等“四口”分泄长江水流入湖,并经城陵矶再次流入长江,江湖关系十分复杂。三峡工程运用后,下泄沙量大为减少,使得坝下游河床冲刷、水位下降,引起荆江三口分流分沙和洞庭湖出口水位的变化,对洞庭湖区水沙情势与冲淤变化带来影响。多年来,关于三峡工程运用对荆江与洞庭湖水沙关系影响的研究颇多。1997年王崇浩、韩其为[1]采用平衡坡降法,概算了三峡建库后的82a内荆江三口6条分洪道和洞庭湖的冲淤变化;姜加虎、黄群[2]在1996～1997年通过建立描述长江水情的数值模式,在不考虑河道冲淤情况下进行了三峡工程对洞庭湖水位影响的研究;2004年方春明[3]初步分析和预测了三峡水库运用后江湖关系演变趋势;2009年李义天[4]根据近50a的实测资料,分析了荆江三口分流变化的原因,并初步估算了三峡水在前人研究基础上,采用原型资料分析、数学模型计算等手段,分析和预测了三峡工程运用后洞庭湖水沙与冲淤变化,分析了三峡工程对洞庭湖出口水位的影响,在此基础上初步分析了三峡工程运用对湖区防洪与生态环境影响。1三峡工程运用以来洞庭湖水沙变化1.1洞庭湖来水来沙变化根据洞庭湖入出湖主要控制站实测资料统计,三峡工程蓄水运用以来,2003～2008年洞庭湖入湖水量相对多年平均值偏小不多,为18%;但入湖沙量减少显著,减少了8216%(见表1),其主要因素是荆江三口分沙量的大幅减少。1.2荆江三口分流分沙变化三峡工程蓄水运用前(1956～2002年),长江干流径流量无明显趋势性变化,但由于受下荆江裁弯、葛洲坝运行、三口口门河段河势变化及三口洪道淤积等因素影响,荆江三口年分流量和分沙量不断减少,年断流天数逐步增加。三峡工程蓄水运用以来,由于上游来水量偏小、来沙量锐减,引起三口分收稿日期:2009209203;修回日期:2009211212基金项目:国家科技支撑计划项目(2006BAB05B03);水利部公益性行业科研专项项目(200901003)作者简介:张细兵(1976～),男,湖北省鄂州人,博士研究生,主要从事江湖数值模拟研究.E2mail:Zxb9871@139.com第6期张细兵等:三峡工程运用后洞庭湖水沙情势变化及其影响初步分析641表1Tab.1洞庭湖年均出入湖水沙量统计表StatisticsAboutAnnualRunoffand其原因与江湖关系的调整有关,主要表现为荆江三口分流减少,荆江河段冲刷,使得城陵矶附近及以下河段发生淤积,从而导致洞庭湖出口水位抬高,在枯SedimentFlowinginandOutoftheDongtingLake入湖水量(108m3)出湖水量(108m3)入湖沙量(104t)出湖沙量(104t)起止年份1956～19661967～19721973～19951996～20022003～200830803006266628102267312629822688295822942288618803131798744244559615247331122511533三峡工程运用后洞庭湖水沙变化预测22.1江湖河网水沙数学模型的建立与验证以圣维南方程组为基本方程组建立了长江宜昌至大通河段(含洞庭湖区)一维非恒定流水沙数学模型①。模型求解采用河网三级算法,泥沙计算采用非耦合求解模式。对该数学模型进行了洪水以及江湖非恒定水沙过程的率定与验...