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三峽庫(kù)區(qū)庫(kù)岸穩(wěn)定與岸線變化趨勢(shì)分析

2020-07-16 17:28江小青孔繁忠
關(guān)鍵詞:三峽庫(kù)區(qū)防洪規(guī)劃

江小青?孔繁忠

摘 要:三峽庫(kù)區(qū)庫(kù)岸環(huán)境綜合整治是三峽后續(xù)工作規(guī)劃的重要內(nèi)容之一。本文簡(jiǎn)述了三峽庫(kù)區(qū)消落區(qū)基本情況,研究了三峽庫(kù)區(qū)庫(kù)岸穩(wěn)定性影響因素及庫(kù)岸存在的問(wèn)題,深入分析了三峽蓄水前后庫(kù)區(qū)岸線變化與趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞:三峽庫(kù)區(qū);防洪;庫(kù)岸整治;河道淤積;規(guī)劃

中圖法分類號(hào):TV861? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? ? ? ? ? ? ?DOI:10.19679/j.cnki.cjjsjj.2020.0202

三峽庫(kù)區(qū)庫(kù)岸環(huán)境綜合整治是三峽后續(xù)工作規(guī)劃的重要內(nèi)容之一。三峽后續(xù)工作規(guī)劃安排了122個(gè)庫(kù)岸整治工程項(xiàng)目,總長(zhǎng)314.16km,對(duì)加強(qiáng)城鎮(zhèn)功能完善和城鎮(zhèn)安全防護(hù)帶建設(shè)、治理和保護(hù)消落區(qū)起著重要作用。截至2015年底,已完成城鎮(zhèn)庫(kù)岸段庫(kù)岸整治工程41個(gè),總長(zhǎng)107.67km,約占規(guī)劃長(zhǎng)度的35%。庫(kù)岸整治項(xiàng)目的實(shí)施,有效穩(wěn)定了庫(kù)岸,改善了消落區(qū)環(huán)境,促進(jìn)了庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展;而部分庫(kù)岸整治工程占用了一些三峽水庫(kù)防洪庫(kù)容,縮窄了工程段河道行洪斷面,對(duì)三峽工程防洪效益的發(fā)揮和庫(kù)區(qū)防洪安全帶來(lái)一定影響。此外,隨著庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,沿江岸線開發(fā)利用需求進(jìn)一步加大,城集鎮(zhèn)鄰水建構(gòu)筑物日益增多,也對(duì)庫(kù)岸穩(wěn)定和庫(kù)岸整治提出了更高的要求。

1 三峽庫(kù)區(qū)基本情況

1.1 庫(kù)區(qū)消落區(qū)特性

(1)消落區(qū)基本狀況

根據(jù)三峽水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行方式,庫(kù)區(qū)水位冬季較長(zhǎng)時(shí)間保持在170~175m,夏季保持在145~146.5m,水庫(kù)消落區(qū)冬水夏陸,形成垂直落差達(dá)30m的消落帶。三峽水庫(kù)消落區(qū)具有涉及范圍廣、線路長(zhǎng)、面積大等特點(diǎn)。三峽庫(kù)區(qū)消落區(qū)面積為302.0km2(不含孤島),消落區(qū)岸線總長(zhǎng)5 711.0km。其中,重慶庫(kù)區(qū)消落區(qū)面積為268.5km2(不含孤島),岸線總長(zhǎng)4 811.7km,分布在長(zhǎng)江干流和烏江、嘉陵江、小江(澎溪河)等支流上。湖北庫(kù)區(qū)消落區(qū)面積為33.5km2,消落區(qū)岸線長(zhǎng)899.3km,分布在長(zhǎng)江干流和百歲溪、香溪河、青干河等支流。

(2)消落區(qū)生態(tài)環(huán)境特性

三峽水庫(kù)消落區(qū)是三峽庫(kù)區(qū)的重要組成部分,是一個(gè)水位冬漲夏落、不同于自然枯洪期水位規(guī)律的水、陸及其生態(tài)系統(tǒng)的交錯(cuò)過(guò)渡與銜接區(qū)域,是生態(tài)脆弱帶、敏感帶和易污染、易破壞帶。消落區(qū)生態(tài)環(huán)境既受水位漲落、水庫(kù)水體質(zhì)量和庫(kù)岸帶人類活動(dòng)的影響,又影響著水庫(kù)水體質(zhì)量、庫(kù)岸帶人類的生產(chǎn)、生活與健康以及庫(kù)區(qū)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,是一個(gè)特殊的自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。三峽庫(kù)區(qū)消落區(qū)主要生態(tài)環(huán)境特性是:①消落區(qū)的季節(jié)性出露水面,使庫(kù)區(qū)生物多樣性降低,生態(tài)系統(tǒng)退化;②水庫(kù)水位周期變化導(dǎo)致消落區(qū)土壤侵蝕和水土流失加重,影響庫(kù)岸穩(wěn)定及城鎮(zhèn)安全;③消落區(qū)水流的滯流和緩流導(dǎo)致岸邊污染帶更易形成,同時(shí)水陸交叉使環(huán)境污染加重,甚至可能誘發(fā)流行性疾病和疫情;④人類活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)影響消落區(qū)正常的生態(tài)功能和生態(tài)景觀。

1.2 庫(kù)區(qū)常年回水區(qū)和變動(dòng)回水區(qū)情況

(1)常年回水區(qū)

當(dāng)三峽水庫(kù)蓄水位為水庫(kù)常年最低蓄水位,即防洪限制水位145m時(shí),從大壩前緣到145m水位水面線的回水末端,叫做常年回水區(qū)。當(dāng)三峽水庫(kù)上游來(lái)水為五年一遇時(shí),防洪限制水位145m水面線回水末端在長(zhǎng)壽附近,常年回水區(qū)的長(zhǎng)度約524km。該區(qū)常年處于水庫(kù)狀態(tài),流速較緩,水較深,天然河道常年被淹沒(méi),對(duì)航運(yùn)十分有利,但由于水深大幅增加,寬谷段淤積量較大,特別是近壩段水深河寬增加最大,是庫(kù)區(qū)河道泥沙淤積的主要區(qū)域。

(2)變動(dòng)回水區(qū)

當(dāng)三峽水庫(kù)蓄水位為正常蓄水位175m,上游來(lái)水為五年一遇時(shí),其回水末端位于江津花紅堡,從常年回水區(qū)末端至水庫(kù)終點(diǎn)花紅堡,叫做變動(dòng)回水區(qū),長(zhǎng)度約140km。當(dāng)庫(kù)水位較高時(shí),變動(dòng)回水區(qū)水深沿程增大較快,流速急劇減小,水流挾帶的泥沙迅速沉積,這段變動(dòng)回水區(qū)具有水庫(kù)的特征,河床變形以淤積為主。在枯水季后期,庫(kù)水位低,這段變動(dòng)回水區(qū)全部恢復(fù)了原有河流狀況,水流和泥沙運(yùn)動(dòng)又具有河道的特性,河床變形以沖刷為主。在高、低庫(kù)水位之間,變動(dòng)回水區(qū)上段有河流特性,而下段有水庫(kù)特點(diǎn),其范圍經(jīng)常變動(dòng),因此本區(qū)段的水流和泥沙運(yùn)動(dòng)情況十分復(fù)雜。

2 三峽庫(kù)區(qū)庫(kù)岸穩(wěn)定性分析

2.1 三峽庫(kù)區(qū)區(qū)域穩(wěn)定性

三峽庫(kù)區(qū)層狀地貌的發(fā)育表明,自早第三紀(jì)以來(lái)的新構(gòu)造期地殼運(yùn)動(dòng)以大面積、整體性、間歇性隆升為特征。夷平面及階地的存在,說(shuō)明其間也有相對(duì)平穩(wěn)的歷史。從夷平面及階地的分布和變形可見,鄂西高原與東西部盆地以相差較大的速率平穩(wěn)上升,而其間的過(guò)渡地段則以傾變?yōu)樘卣?。如鄂西期夷平面主要分布在高原地區(qū),云夢(mèng)期夷平面分布于東部平原,二者都未有明顯形變。山原期夷平面則跨過(guò)了高原和過(guò)渡帶兩個(gè)地貌單元。在峽區(qū)變形不顯著,在黃陵背斜以東則明顯傾斜。階地有具有同樣的特征,總體上東傾較大。庫(kù)區(qū)及其周緣的各組斷裂,規(guī)模較大者在新構(gòu)造時(shí)期多數(shù)表現(xiàn)出不同程度的活動(dòng),不同方向的斷裂系統(tǒng)的展布有明顯的區(qū)域特征。三峽庫(kù)區(qū)的地震活動(dòng)具有強(qiáng)度小、頻度低、強(qiáng)震周期長(zhǎng)、震源深度淺的特征,屬中等—弱震區(qū)。5.5~6級(jí)左右的地震,大致代表了本區(qū)地震活動(dòng)水平。在黃陵背斜核部的結(jié)晶巖區(qū),地震活動(dòng)性更為微弱。

2.2 影響庫(kù)岸穩(wěn)定性的因素分析

(1)地形地貌的影響

地形地貌對(duì)庫(kù)岸的穩(wěn)定性具有重要的影響。坡度越大,坡高越高,坡形越復(fù)雜,其穩(wěn)定性往往也越差。不同的地形地貌特征,實(shí)際上是斜坡在動(dòng)態(tài)演化發(fā)展過(guò)程中的某個(gè)特定階段,不同階段的斜坡其穩(wěn)定性也不同,其特征主要包括岸坡的坡度、坡高、坡形與植被發(fā)育狀況等。

(2)地層巖性的影響

地層巖性的差異是影響岸坡穩(wěn)定的基本因素。不同的地層巖性有其特殊的礦物成分、親水特性以及抗風(fēng)化能力,所以,巖性特征對(duì)岸坡的變化破壞有著直接影響。比如堅(jiān)硬完整的塊狀或厚層狀巖組,易形成天然的高陡岸坡,而在軟弱地層巖組中形成的岸坡,穩(wěn)定坡高較低,坡度較緩。某些由遇水易軟化、喪失強(qiáng)度的巖組中形成的岸坡,在天然、干燥的狀況下是穩(wěn)定的,但一經(jīng)地下水的浸潤(rùn),巖體強(qiáng)度很大程度上被折減,岸坡容易失穩(wěn)。

(3)岸坡結(jié)構(gòu)的影響

岸坡結(jié)構(gòu)特征是影響庫(kù)岸穩(wěn)定性的重要因素。岸坡結(jié)構(gòu)劃分為土質(zhì)岸坡、巖質(zhì)岸坡和巖土混合岸坡三大類。土質(zhì)岸坡的變化破壞特點(diǎn)與構(gòu)成庫(kù)岸岸坡的土體顆粒大小、成分和膠結(jié)程度等有著密切的關(guān)系。巖質(zhì)岸坡可以分成順向坡、逆向坡、斜向坡、近水平坡和橫向坡,不同類型岸坡對(duì)岸坡穩(wěn)定性的影響也不同。巖土混合岸坡分為上部為松散堆積物、下部為軟巖和上部為松散堆積物、下部為硬巖兩種類型,兩種類型易產(chǎn)生朔性流動(dòng)變形、側(cè)向擴(kuò)離和沿著基覆界面產(chǎn)生滑坡。

2.3 蓄水后庫(kù)岸穩(wěn)定性變化

三峽水庫(kù)蓄水運(yùn)用后,發(fā)生庫(kù)岸再造過(guò)程,以適應(yīng)新的水流條件。在蓄水初期,庫(kù)岸再造過(guò)程主要通過(guò)塌岸、崩滑體變形等形式實(shí)現(xiàn)。水庫(kù)塌岸、崩滑體變形等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生主要由以下兩方面原因造成:①水庫(kù)庫(kù)水位抬升,導(dǎo)致水庫(kù)周邊地下水位抬升,使一部分原本位于地表水和地下水位以上的庫(kù)岸被地表水、地下水長(zhǎng)期浸泡,導(dǎo)致岸坡軟弱面、軟層的力學(xué)性能降低,易產(chǎn)生失穩(wěn)破壞;②每年庫(kù)水位大幅度周期性的升降,水位變動(dòng)帶的岸坡常年處于干濕交替的過(guò)程,風(fēng)化、軟化作用加強(qiáng),庫(kù)岸斜坡巖土物理力學(xué)性質(zhì)降低。同時(shí),庫(kù)岸斜坡地下水滲流場(chǎng)發(fā)生重大改變,致使斜坡巖土體受力狀態(tài)發(fā)生變化,易導(dǎo)致庫(kù)岸斜坡發(fā)生變形失穩(wěn)。

2.4 庫(kù)岸存在的問(wèn)題

三峽后續(xù)工作規(guī)劃消落區(qū)岸線環(huán)境綜合整治項(xiàng)目實(shí)施取得一定成效,庫(kù)岸總體趨于穩(wěn)定,消落區(qū)生態(tài)環(huán)境和景觀得到改善。但庫(kù)區(qū)出現(xiàn)亟待解決的新情況、新問(wèn)題,主要為兩個(gè)方面。

(1)部分庫(kù)岸穩(wěn)定仍存在安全隱患,亟待綜合整治。據(jù)監(jiān)測(cè)資料,歷經(jīng)多年的水位漲落,部分縣(區(qū))出現(xiàn)了一些新的庫(kù)岸險(xiǎn)段,對(duì)庫(kù)周房屋、道路、橋梁安全等構(gòu)成威脅。2008年試驗(yàn)性蓄水以來(lái),奉節(jié)、巫山、巴東等縣(區(qū))城鎮(zhèn)區(qū)域的部分庫(kù)岸,已陸續(xù)出現(xiàn)安全隱患,亟待綜合整治。

(2)庫(kù)岸整治工程占用三峽水庫(kù)防洪庫(kù)容。三峽庫(kù)區(qū)已實(shí)施的庫(kù)岸整治工程在保障三峽庫(kù)區(qū)沿岸城鎮(zhèn)安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)的同時(shí),也一定程度上占用了三峽水庫(kù)防洪庫(kù)容,縮窄了河道行洪面積,對(duì)水庫(kù)防洪效益的發(fā)揮和庫(kù)區(qū)的防洪安全帶來(lái)一定影響。

3 三峽蓄水前庫(kù)區(qū)岸線變化

3.1 基本情況

三峽庫(kù)區(qū)為典型的山區(qū)性河道。三峽水庫(kù)蓄水前,河道處于自然演變,河床受兩岸基巖的控制較為穩(wěn)定,在長(zhǎng)期的水流沖刷下,河床緩慢下切。三峽庫(kù)區(qū)河段受邊界條件制約,河道平面形態(tài)沿程為寬窄相間,江中多礁石,岸邊多有石嘴、石盤突出,岸線參差不齊;寬闊河段兩岸分布有磧壩,江中常出現(xiàn)江心灘、江心洲,中枯水時(shí)或常年水流分為兩汊,個(gè)別為三汊或多汊;斷面形態(tài)峽谷段為V型,寬谷段多為W型;河道縱剖面為淺槽與深槽或深潭相間,深槽最低高程達(dá)-35余m。三峽庫(kù)區(qū)河道兩岸邊界及河床主要為基巖,抗沖性強(qiáng),河勢(shì)多年來(lái)保持穩(wěn)定。

3.2 變動(dòng)回水區(qū)上段變化(重慶主城區(qū)河段)

重慶主城區(qū)河段包括長(zhǎng)江干流大渡口至銅鑼?shí){長(zhǎng)約40km,嘉陵江井口至朝天門長(zhǎng)約20km。重慶主城區(qū)河道在平面上呈連續(xù)彎曲的河道形態(tài),彎道段與順直過(guò)渡段長(zhǎng)度所占比例約1:1。三峽水庫(kù)正常蓄水后,該河段處于水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)。多年來(lái),重慶主城區(qū)河段河勢(shì)穩(wěn)定,河床年內(nèi)有沖有淤,河床斷面形態(tài)變化不大。天然情況下,年內(nèi)演變一般表現(xiàn)為“洪淤枯沖”,年際沖淤相對(duì)平衡;橫斷面年內(nèi)變化主要表現(xiàn)為汛前沖刷、汛期淤積、汛后沖刷,年際間無(wú)明顯單向性的沖深或淤高現(xiàn)象。河段兩岸主要為巖石組成,河道岸線總體變化不大。

3.3 變動(dòng)回水區(qū)與常年回水區(qū)交界段變化(涪陵河段)

長(zhǎng)江干流在距壩里程488.5km處有烏江入?yún)R,其中,黃旗場(chǎng)至橫梁子為長(zhǎng)江、烏江兩江交匯的涪陵河段,位于三峽水庫(kù)常年回水區(qū)的末端。涪陵河段兩岸主要為巖石組成,河道岸線總體變化不大。天然情況下,河段有沖有淤,一般是汛期沖、枯季淤,年內(nèi)沖淤基本平衡。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后期,因在匯口以上長(zhǎng)江、烏江修建防護(hù)大堤,導(dǎo)致河道岸線發(fā)生了較大變化。烏江河段為典型的山區(qū)河流,河道屬?gòu)?qiáng)制性河道,水流對(duì)其侵蝕作用比較緩慢,對(duì)河床的演變起著一定的制約作用,多年來(lái)河床相對(duì)穩(wěn)定,岸線多年變化不大。涪陵河段斷面形態(tài)多為寬U陵型。各斷面主要沖淤部位為河床主槽和邊灘部分。

4 三峽蓄水后庫(kù)區(qū)岸線變化與趨勢(shì)分析

4.1 基本情況

三峽水庫(kù)正常蓄水運(yùn)行后,水庫(kù)常年回水區(qū)內(nèi)將出現(xiàn)累積性淤積。同時(shí),因邊界條件制約,庫(kù)區(qū)河道河床將有一定的沖淤變化,但河岸繼續(xù)保持相對(duì)穩(wěn)定。水下實(shí)測(cè)地形資料表明,三峽水庫(kù)蓄水運(yùn)用以來(lái),受上游來(lái)水來(lái)沙、河道采砂和水庫(kù)調(diào)度等影響,變動(dòng)回水區(qū)總體沖刷,泥沙淤積主要集中在涪陵以下的常年回水區(qū)。從淤積部位來(lái)看,98%的泥沙淤積在水庫(kù)175m高程以下河床內(nèi),93.9%的泥沙淤積集中在寬谷段,且以主槽淤積為主,斷面形態(tài)多以“U”“W”型為主,主要有主槽平淤、沿濕周淤積、彎道或汊道段主槽淤積等3種形式,其中沿濕周淤積主要出現(xiàn)在壩前段;窄深段淤積相對(duì)較少或略有沖刷,斷面以“V”型為主,如瞿塘峽斷面;此外,受彎道平面形態(tài)的影響,彎道斷面的流速分布不均,泥沙主要落淤在彎道凸岸下段有緩流區(qū)或回流區(qū)的邊灘,此淤積方式主要分布于長(zhǎng)壽—云陽(yáng)的彎道河段內(nèi);庫(kù)區(qū)河床深泓最大淤高64m。

4.2 變動(dòng)回水區(qū)上段變化(重慶主城區(qū)河段)

2008年汛后三峽水庫(kù)175m試驗(yàn)性蓄水以來(lái),重慶主城區(qū)河段河道年內(nèi)沖淤一般表現(xiàn)為:汛期以淤積為主;汛前消落期隨著三峽水庫(kù)壩前水位的消落,河床以沖刷為主;汛后蓄水淤積;年際間河床斷面形態(tài)無(wú)明顯變化,年內(nèi)有沖有淤。排除人為采砂影響,重慶主城區(qū)河段應(yīng)是淤積為主的演變特性。從目前觀測(cè)資料來(lái)看,重慶主城區(qū)河段尚未出現(xiàn)礫卵石的累積性淤積,河段內(nèi)重點(diǎn)灘段如九龍坡、豬兒磧等灘段均未出現(xiàn)明顯淤積抬高。從沖淤發(fā)生時(shí)間上來(lái)看,由于受三峽水庫(kù)調(diào)度影響,汛后河床沖刷強(qiáng)度有所減弱甚至轉(zhuǎn)為淤積,沖刷期相應(yīng)后移至汛前消落期。各重點(diǎn)灘段年內(nèi)沖淤分布均表現(xiàn)為汛淤枯沖。今后隨著金沙江下游梯級(jí)水庫(kù)陸續(xù)建成,三峽水庫(kù)入庫(kù)沙量將維持較低水平,重慶主城區(qū)的泥沙淤積問(wèn)題將進(jìn)一步減緩,河段淤積幅度減少甚至轉(zhuǎn)變?yōu)闆_刷。

岸線平面變化方面,從重慶主城區(qū)河段三峽水庫(kù)175m蓄水以來(lái)歷年等高線對(duì)比可見,145m、150m、155m深槽大部分分布在彎道段凹岸,分別為大渡口西流沱對(duì)岸、九龍坡李家沱、劉家石盤左緣、銅元局、珊瑚壩右緣、龍門浩至彈子石及嘉陵江匯口千廝門、寸灘港區(qū)至黑石子至老窯溝至納溪溝至唐家沱一線附近。橫斷面變化方面,三峽水庫(kù)175m試驗(yàn)性蓄水運(yùn)用以來(lái),長(zhǎng)江干流橫斷面岸線變化較大的部位,主要是納西溝附近、黑石子附近、寸灘水文站下游母豬磧附近、彈子石附近、龍門浩附近、菜園壩大橋附近和九龍坡河段,嘉陵江支流橫斷面岸線變化較大的部位,主要是金沙磧河段、掛榜山嘉陵江機(jī)械廠附近和南溪口附近。

4.3 變動(dòng)回水區(qū)與常年回水區(qū)交界段變化(涪陵河段)

受來(lái)水來(lái)沙條件、兩江相互頂托和壩前水位變化等影響,涪陵河段年際有沖有淤,沖淤變化復(fù)雜,年內(nèi)變化則一般表現(xiàn)為汛期沖刷,枯季淤積,年內(nèi)沖淤基本平衡,且無(wú)論是枯季淤積期或汛期沖刷期,沖淤變化主要集中在高程135m以下部位。三峽水庫(kù)135~139m蓄水期間本河段沖淤變化不大,三峽水庫(kù)156m蓄水后,本河段略顯累計(jì)性淤積。近期,由于已建防護(hù)大堤對(duì)河道的較強(qiáng)約束作用,涪陵河段河道年際間幾乎無(wú)變化。

通過(guò)2008至2018年橫斷面年際間變化較大斷面分布、涪陵區(qū)重點(diǎn)斷面沖淤變化分析,三峽水庫(kù)蓄水運(yùn)用以來(lái)涪陵河段各斷面岸坡和岸線總體穩(wěn)定。岸線平面變化方面,從涪陵河段三峽水庫(kù)蓄水以來(lái)歷年等高線對(duì)比可見,長(zhǎng)江干流段兩岸145m岸線年際間略有擺動(dòng),擺動(dòng)幅度較小;150m、155m、160m、165m、170m、175m岸線變化較大的位置有黃旗場(chǎng)附近、北巖寺附近、江東附近、涪陵石板坡大橋兩岸、葛家咀附近;其余河段年際間略有擺動(dòng),但擺幅均較小;長(zhǎng)江右岸、烏江左岸為已建防護(hù)大堤,對(duì)河道有較強(qiáng)的約束作用,因此該段年際間幾乎無(wú)變化。橫斷面岸線變化較大的部位主要是葛家咀附近左岸、橫梁子附近左右岸、烏江入?yún)R口左右岸、歪角附近右岸和黃旗場(chǎng)附近右岸。三峽水庫(kù)蓄水運(yùn)用以來(lái),涪陵河段烏江河道橫斷面受防洪護(hù)岸工程的建設(shè)影響,致使河道145m以上岸線或向江中推進(jìn)或呈階梯狀變化,同時(shí)受三峽蓄水進(jìn)程影響,深槽由沖刷逐漸轉(zhuǎn)為以淤積為主。

4.4 岸線變化成因分析

(1)泥沙沖淤影響

三峽庫(kù)區(qū)河流屬山區(qū)河流,河床受邊界條件約束,總體河勢(shì)較為穩(wěn)定,河道演變主要表現(xiàn)為河床的沖淤變化。根據(jù)三峽水庫(kù)蓄水初期的河道地形變化分析,在庫(kù)區(qū)變動(dòng)回水區(qū),其上段沖淤幅度不大,河床形態(tài)及深泓線的平面位置等基本穩(wěn)定,中段深泓線趨直居中,流速減緩,河道淤積量加大,磧壩、回水沱附近淤積量增加,下段出現(xiàn)累積性淤積趨勢(shì),河床淤積量相對(duì)明顯,泥沙大多淤積在深槽部位,邊灘淤積量較少;在常年回水區(qū),由于水深大幅增加,寬谷段淤積量較大,特別是近壩段水深河寬增加最大,是庫(kù)區(qū)河道泥沙淤積的主要區(qū)域。

(2)地貌、地形及地質(zhì)條件

三峽水庫(kù)地處我國(guó)地勢(shì)第二級(jí)階梯東緣,地貌區(qū)劃為板內(nèi)隆升蝕余中低山地,總體地勢(shì)西高東低,三峽隆起與江漢坳陷高差懸殊。沿江地勢(shì)以奉節(jié)為界,分東西兩大迥然不同地貌單元。三斗坪至廟河段為前震旦系結(jié)晶巖,廟河至白帝城主要為震旦系至三疊系碳酸鹽巖和砂、頁(yè)巖;白帝城以上庫(kù)段大面積分布侏羅系砂、泥巖。庫(kù)區(qū)岸線所面臨的主要工程地質(zhì)問(wèn)題,是在岸坡總體穩(wěn)定的前提下,因水位消落和波浪淘刷造成的局部塌岸、坍岸、庫(kù)岸再造過(guò)程中的岸坡坡比調(diào)整和岸線調(diào)整、水土流失等。水庫(kù)蓄水后庫(kù)岸的再造受到庫(kù)水位、地下水、河道水流、庫(kù)岸巖土結(jié)構(gòu)、岸坡邊界條件、波浪作用、植被條件等多種因素的影響。

(3)人類活動(dòng)干擾強(qiáng)度

對(duì)于庫(kù)區(qū)河段,人為活動(dòng)干擾主要為河道采砂、炸礁、港區(qū)建設(shè)、河灘地挖填及沿江護(hù)岸施工等。近年來(lái),重慶主城區(qū)長(zhǎng)江干流河段濱江建設(shè)主要為港區(qū)和濱江路建設(shè)等,引起斷面局部岸段的變化,且年際變化較頻繁。由于濱江建設(shè)的大多為涉水工程,將占用一定范圍的岸線,部分?jǐn)D占局部河段的行洪面積,使得局部河段河道流速有所增大,但工程后岸線平整規(guī)順,局部庫(kù)溝淤積污染區(qū)水流條件改善,河道防洪能力得到強(qiáng)化提高。

4.5 河床演變及岸線變化預(yù)測(cè)分析

(1)變動(dòng)回水區(qū)上段變化預(yù)測(cè)分析

三峽水庫(kù)175m試驗(yàn)性蓄水以來(lái),重慶主城區(qū)河段天然情況下的汛后河床沖刷較為集中。年際沖淤相對(duì)平衡的特點(diǎn),轉(zhuǎn)為以淤積為主,河道沖刷期推移至汛前水庫(kù)消落期。考慮上游干支流建庫(kù)攔沙影響后,三峽水庫(kù)運(yùn)用至2023年末、2033年末、2043年末、2053年末、2063年末該段累積淤積體積分別為0.022億m3、0.045億m3、0.074億m3、0.104億m3、0.130億m3,分別占全庫(kù)區(qū)同期淤積量的0.19%、0.21%、0.24%、0.27%、0.28%。該河段淤積呈逐步增加趨勢(shì),但總淤積量絕對(duì)值較小,該段淤積增加速度比涪陵河段和巴東河段慢。

三峽水庫(kù)175m試驗(yàn)性蓄水以后,由于水位抬高很多,流速減緩,使汛期淤積的泥沙在汛后不能沖走,改變了河道原有的汛淤枯沖規(guī)律,天然情況的汛后走沙過(guò)程不復(fù)存在。根據(jù)重慶主城區(qū)模型試驗(yàn)研究成果,175m方案運(yùn)用以后,該河段河床將會(huì)有明顯累積性泥沙淤積,淤積部位分布較廣,邊灘、深槽及磧壩上均有大量泥沙淤積,并呈逐年抬高趨勢(shì)。隨著水庫(kù)運(yùn)用年限的增加,工程相關(guān)河段將出現(xiàn)累積性的泥沙淤積,但泥沙主要淤積部位基本不變,天然河床基本形態(tài)及深泓線的平面位置等總體上無(wú)大的改變。同時(shí),河道兩岸基本上已進(jìn)行人工整治,不可能發(fā)生變化。

(2)變動(dòng)回水區(qū)與常年回水區(qū)交界段變化預(yù)測(cè)分析

涪陵河段在175m方案運(yùn)用初期,懸移質(zhì)泥沙大量淤積,隨著泥沙淤積和水庫(kù)運(yùn)用年限的增加,主要淤積區(qū)淤高淤厚,泥沙淤積速率緩慢減小。隨著水庫(kù)運(yùn)用年限的增加,涪陵河段的水位繼續(xù)緩慢抬高,河段內(nèi)泥沙仍累積性淤積,在以往主要淤積區(qū)繼續(xù)淤高淤厚,但淤積速率已比以前減小。當(dāng)水庫(kù)運(yùn)行至第50年時(shí),河道淤積形態(tài)與30年末相似??偟内厔?shì)是庫(kù)區(qū)河道向單一、平順?lè)较虬l(fā)展。

三峽水庫(kù)壩前水位按175m方案運(yùn)用后,本河段處于水庫(kù)常年回水區(qū),由于水位較天然抬高很多,流速減緩,使汛期淤積的泥沙在汛后不能沖走,改變了河道原有的汛淤枯沖的規(guī)律,水流與河床重新自行調(diào)整,局部河勢(shì)發(fā)生變化,泥沙主要在河床較寬的邊灘、彎道凸岸和凹岸的緩流區(qū)淤積,本河段河道向單一、平順?lè)较虬l(fā)展。

在三峽工程建設(shè)期,隨著消落區(qū)的逐步形成,國(guó)家有關(guān)部門和地方政府結(jié)合地災(zāi)防治、城市防洪、港口碼頭及城鎮(zhèn)景觀建設(shè)等先后對(duì)消落區(qū)岸線進(jìn)行了整治和保護(hù)。三峽后續(xù)工作規(guī)劃中,在前期岸線治理的基礎(chǔ)上,按照人居安全為重、生態(tài)環(huán)境保護(hù)優(yōu)先、保護(hù)防洪庫(kù)容、維護(hù)庫(kù)岸穩(wěn)定,以及因地制宜、適度整理利用、促進(jìn)庫(kù)岸周邊城集鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等原則,針對(duì)庫(kù)區(qū)不同岸段的特點(diǎn)及存在問(wèn)題,共規(guī)劃岸線環(huán)境綜合整治項(xiàng)目104項(xiàng),岸線整治總長(zhǎng)234.2km。通過(guò)進(jìn)一步實(shí)施庫(kù)岸整治,以及岸線的開發(fā)利用,三峽水庫(kù)岸線將因人為的保護(hù)而趨于穩(wěn)定,未來(lái)岸線將穩(wěn)定少變,人為護(hù)岸及岸線開發(fā)工程也使對(duì)庫(kù)區(qū)岸線局部更為平順,造成渠化。

5 結(jié)論與建議

5.1 主要結(jié)論

通過(guò)對(duì)以上內(nèi)容的分析研究,得出如下結(jié)論。

(1)三峽庫(kù)區(qū)河段在自然條件下的長(zhǎng)期演變過(guò)程中,河道基本形態(tài)變化緩慢,基本保持穩(wěn)定。三峽水庫(kù)蓄水正常運(yùn)行后,水位劇烈的變化改變了數(shù)萬(wàn)年以來(lái)形成的岸坡地質(zhì)條件,加劇對(duì)水庫(kù)岸坡的不利影響,在達(dá)到新的相對(duì)穩(wěn)定之前,將面臨著較長(zhǎng)時(shí)間的庫(kù)岸再造過(guò)程。三峽庫(kù)區(qū)開展了一系列的地質(zhì)災(zāi)害防治工作,保障了庫(kù)區(qū)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全,對(duì)庫(kù)岸的不利影響總體在可控范圍內(nèi)。

(2)三峽水庫(kù)175m蓄水前,重慶主城區(qū)河段145~155m深槽年際間略有收縮或擴(kuò)大,變化幅度較小,均較為穩(wěn)定;165m以上灘地、岸線由于受到人類活動(dòng)的影響,岸線發(fā)生不同程度的內(nèi)移,變化較大的主要在建設(shè)期間。濱江工程建成后,岸線擾動(dòng)停止,岸線平整規(guī)順,局部庫(kù)溝淤積污染區(qū)水流條件改善,河道防洪能力得到強(qiáng)化提高。涪陵河段天然情況下兩岸主要為巖石組成,河道岸線總體變化不大。

(3)庫(kù)區(qū)河道演變總體呈淤積趨勢(shì),河勢(shì)總體穩(wěn)定。175m方案運(yùn)用以后,重慶主城區(qū)河段河床將會(huì)有明顯累積性泥沙淤積,淤積部位分布較廣,邊灘、深槽及磧壩上均有大量泥沙淤積,并呈逐年抬高趨勢(shì)。隨著水庫(kù)運(yùn)用年限的增加,工程相關(guān)河段將出現(xiàn)累積性的泥沙淤積,但泥沙主要淤積部位基本不變,天然河床基本形態(tài)及深泓線的平面位置等總體上無(wú)大的改變。涪陵河段處于變動(dòng)回水區(qū)與常年回水區(qū)交界段,由于水位較天然抬高很多,流速減緩,使汛期淤積的泥沙在汛后不能沖走,改變了河道原有的汛淤枯沖規(guī)律,水流與河床重新自行調(diào)整,局部河勢(shì)發(fā)生變化,泥沙主要在河床較寬的邊灘、彎道凸岸和凹岸的緩流區(qū)淤積,河道向單一、平順?lè)较虬l(fā)展。

(4)三峽水庫(kù)庫(kù)區(qū)岸線是在長(zhǎng)期的演變中形成的,歷史上曾因山地災(zāi)害的作用發(fā)生了一定的變化;近期大量庫(kù)岸治理及岸線利用工程實(shí)施后,庫(kù)區(qū)岸線整體表現(xiàn)比較穩(wěn)定,但局部岸線有所變化。三峽水庫(kù)蓄水運(yùn)用后,庫(kù)區(qū)呈淤積態(tài)勢(shì),變動(dòng)回水區(qū)有一定的高灘淤積,常年回水區(qū)出現(xiàn)了明顯的淤積。庫(kù)岸再造是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,目前庫(kù)岸總體穩(wěn)定,局部地段存在安全隱患。預(yù)計(jì)在未來(lái),隨著水庫(kù)淤積發(fā)展以及庫(kù)岸綜合整治工程的進(jìn)一步實(shí)施,庫(kù)岸穩(wěn)定可得到加強(qiáng),庫(kù)區(qū)岸線將更趨于穩(wěn)定。

5.2 建議

針對(duì)庫(kù)岸目前存在的問(wèn)題,提出以下建議:①繼續(xù)重視消落區(qū)庫(kù)岸整治,科學(xué)合理規(guī)劃,統(tǒng)籌兼顧,綜合治理;②合理優(yōu)化消落區(qū)庫(kù)岸整治工程設(shè)計(jì)方案,盡量不占或少占用三峽水庫(kù)防洪庫(kù)容。

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Analysis on the Trend of Reservoir Bank Stability and Shoreline Change in the Three Gorges Reservoir Area

Jiang xiaoqing? ?Kong fanzhong

(Safety Center for River and Lake Protection,Construction and Operation of Yangtze River Water Resources Commissions,Wuhan? 430071,China)

Abstract:Based on the analysis of the stability of the three Gorges reservoir bank and the change and trend of the three Gorges reservoir bank before and after the impoundment,some Suggestions are put forward to optimize the design scheme of the dam bank regulation project in the three Gorges reservoir area.

Key words:Three Gorges reservoir area;Flood control;Reservoir bank regulation;Channel silting;planning

收稿日期:2020-05-07

作者簡(jiǎn)介:江小青,男,高級(jí)工程師,主要從事河湖管理督查與咨詢工作。E-mail:411538859@qq.com

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