三峡工程泥沙模拟与调控
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2.4 洞庭湖与鄱阳湖的冲淤变化

2.4.1 洞庭湖的冲淤变化

2.4.1.1 峡水库蓄水运用前湖区冲淤变化

三峡水库蓄水运用前,由于从荆江三口携带大量泥沙进入湖区,过流断面突然扩大,流速减缓,挟沙能力下降,粒径大的泥沙首先在河流入湖口附近沉降,粒径小的泥沙被搬运的距离长一些,或被带出湖口。

采用1974年和1988年实测地形比较,表明14年间洞庭湖总体上处于淤积状态,平均淤积厚度为0.24m,最大淤积厚度达13.42m。洞庭湖及其三部分湖泊的淤积和冲刷面积、泥沙量和平均厚度见表2.4-1。从冲淤面积和冲淤量看,东洞庭湖最大,南洞庭湖次之,西洞庭湖最小;从平均冲淤厚度看,南洞庭湖最大,东洞庭湖次之,西洞庭湖最小。

表2.4-1 1974—1988年洞庭湖冲淤情况

采用1988年和1998年实测地形比较,表明10年洞庭湖的平均淤积厚度为0.18m,最大淤积厚度为14.52m,最大冲刷深度为6.17m。洞庭湖及其三部分湖泊的淤积和冲刷部分的面积、泥沙量和平均厚度见表2.4-2。东洞庭湖的淤积面积和淤积量最大,南洞庭湖次之,西洞庭湖最小;平均淤积厚度上,东洞庭湖最大,南洞庭湖其次,西洞庭湖最小;南洞庭湖平均冲刷深度最大,西洞庭湖次之,东洞庭湖最小。

表2.4-2 1988—1998年洞庭湖冲淤情况

2.4.1.2 三峡水库蓄水运用后湖区冲淤变化

三峡水库蓄水运用后,根据2003—2013年进出湖水文泥沙观测资料统计,三口四水进入洞庭湖的年平均泥沙量为0.190亿t,城陵矶年平均出湖泥沙量为0.185亿t,洞庭湖进出湖沙量相差不大,接近冲淤平衡[4]

2.4.2 鄱阳湖的冲淤变化

2.4.2.1 鄱阳湖输沙年际和年内变化

实测水文泥沙资料分析表明,湖口水文站1950—2013年多年平均年径流量为1501亿m3,多年平均年输沙量为993万t(1956—2013)。三峡水库蓄水运用后,2003—2013年年平均出湖泥沙量为1241万t,较1956—2002年的938万t偏大32.3%。

鄱阳湖五河入湖沙量1971年以来一直呈递减趋势,主要是在入湖河流上建设水利工程和水土保持等措施的影响。进入21世纪以来,五河年平均入湖沙量较1971—1980年年平均值减少了一半以上,使得鄱阳湖淤积逐渐减缓。三峡水库蓄水运用前的1956—2002年,五河年平均入湖泥沙量为1465万t,湖区年平均泥沙淤积量为527万t;三峡水库蓄水运用后,2003—2013年五河年平均入湖泥沙量为607万t,较1956—2002年年平均值偏小58.6%,湖区年平均泥沙冲刷量为634万t。

2.4.2.2 湖区冲淤变化

根据实测资料统计,鄱阳湖入湖泥沙主要集中在3—6月,来沙量占全年比例达87%,且这4个月内各月所占比例较为均匀;出湖泥沙量主要集中在3—5月,占全年比例达60%,且这3个月内3—4月所占比例最大。对比入湖泥沙和出湖泥沙年内变化过程,表明鄱阳湖从10月底水位消落期至来年的4月总体为冲刷状态,其中3月为主要冲刷期;4月,在1998年前五河沙量较大时为泥沙淤积期,五河沙量减小后为泥沙冲刷期;5月至9月初为主要淤积期。湖区泥沙是冲还是淤,与湖区水流泥沙条件有关。鄱阳湖区年内冲淤变化规律主要与湖区来水来沙和长江干流水文过程有关。

鄱阳湖2—5月为主要涨水期,早于长江干流涨水,其中2—4月湖区水位较低,涨水期湖区流速较大,水流挟沙能力较大,容易形成冲刷。

5月、6月,虽然入湖与出湖流量仍很大,但此时由于长江干流开始涨水,湖区水位已较高,湖区流速下降,而入湖泥沙量仍很大,因而是鄱阳湖的主要淤积期。

7—9月是长江干流主汛期,鄱阳湖水位很高,湖区流速小,是鄱阳湖的泥沙淤积期,但此时五河入湖水沙已较小,因而淤积量不是很大。

9月底开始至年末,随着长江干流流量消退,鄱阳湖水位随之消退,湖区流速开始增大,而此间五河入湖水沙量很小,湖区呈略微冲刷状态。

三峡水库蓄水运用后,比较2010年和1998年湖区实测地形可知,1998—2010年期间,湖区总体处于冲刷状态(包括采砂作用),尤其是窄长的入江水道段断面变化较大,枯水河床高程呈下降趋势,15m水位以下断面面积明显增大。湖区冲淤分布[5]及入江水道段典型断面的冲淤变化如图2.4-1(彩图1)和图2.4-2所示。

图2.4-1 鄱阳湖区冲淤分布示意图

图2.4-2 1998年和2010年断面冲淤变化对比图