金沙江溪洛渡水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)沖淤分析

平妍容　徐潔

摘要：依據(jù)實(shí)測(cè)資料，對(duì)比了溪洛渡水庫(kù)蓄水后變動(dòng)回水區(qū)各年間沖淤變化情況，分析了影響該河段沖淤演變的相關(guān)因素，并比較了溪洛渡水庫(kù)與三峽水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)沖淤情況的異同。結(jié)果表明：溪洛渡水庫(kù)蓄水后，受上游水沙條件及壩前水位影響，變動(dòng)回水區(qū)年際間以淤積為主，年內(nèi)11月至次年5月變動(dòng)回水區(qū)有少量淤積或沖刷，5～6月間有較明顯沖刷，6～11月淤積;空間沖淤分布規(guī)律與三峽水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)相似，均表現(xiàn)為、上段沖刷、下段淤積，且以防洪限制水位下淤積為主，但淤積程度明顯大于三峽水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)。

關(guān)鍵詞：泥沙沖淤;淤積強(qiáng)度;變動(dòng)回水區(qū);溪洛渡水電站;金沙江

中圖法分類號(hào)：TV145 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2O20.07.008

溪洛渡水電站位于四川省雷波縣和云南省永善縣境內(nèi)金沙江千流上，下距宜賓190km，攔河壩壩頂高程610m，最大壩高278m。水庫(kù)正常蓄水位600m，防洪限制水位560m，死水位540m，水庫(kù)總?cè)萘?15.7億m，調(diào)節(jié)庫(kù)容64.6億m，死庫(kù)容51.1億m，具有不完全年調(diào)節(jié)功能。工程于2003年開(kāi)始籌建，2013年5月開(kāi)始蓄水，2014年9月正式蓄水至600。

[1]。

在項(xiàng)目可研階段，開(kāi)展了溪洛渡水庫(kù)泥沙沖淤模擬預(yù)測(cè)研究叫。近年來(lái)，朱玲玲等[以基于2014年水沙、2013～2014年固定斷面觀測(cè)資料，計(jì)算分析了溪洛渡水電站自運(yùn)用以來(lái)的庫(kù)區(qū)泥沙淤積量及分布特征。結(jié)果表明，溪洛渡水庫(kù)蓄水至2014年底，庫(kù)區(qū)河道共淤積泥沙16100萬(wàn)m'，以主槽平淤為主要形式。黃仁勇等[4-51采用長(zhǎng)江上游梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度泥沙數(shù)學(xué)模型，開(kāi)展了考慮千支流水庫(kù)群攔沙影響的長(zhǎng)江上游梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度泥沙沖淤500a長(zhǎng)期預(yù)測(cè)計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，在1991～2000年水沙條件下，各水庫(kù)淤積平衡時(shí)間均比原設(shè)計(jì)有較大延長(zhǎng)。

目前，溪洛渡庫(kù)區(qū)的沖淤分析多為數(shù)模計(jì)算預(yù)測(cè)分析，且多以分析庫(kù)區(qū)整體沖淤量為主，基于實(shí)測(cè)資料的分析較少。變動(dòng)回水區(qū)的累積性淤積可能會(huì)導(dǎo)致洪水位拾高，增大庫(kù)尾防洪風(fēng)險(xiǎn)，該問(wèn)題需要通過(guò)優(yōu)化水庫(kù)調(diào)度來(lái)緩解?，F(xiàn)結(jié)合最新的水沙觀測(cè)資料，重點(diǎn)分析溪洛渡水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)河段沖淤特性，并結(jié)合水沙條件，初步分析沖淤規(guī)律，對(duì)優(yōu)化水庫(kù)運(yùn)行調(diào)度方案、減輕庫(kù)尾淤積具有較大意義。研究區(qū)域概況及數(shù)據(jù)源.

溪洛渡水庫(kù)千流庫(kù)區(qū)從溪洛渡壩址至白鶴灘壩址，河道全長(zhǎng)195km"，該區(qū)域水系發(fā)達(dá)，支流較多。右岸有牛欄江等支流匯入;左岸有西蘇角河、美姑河、金陽(yáng)河、西溪河、尼姑河等支流匯入。水庫(kù)正常蓄水位600m水位回水末端位于白鶴灘附近，汛期560m水位回水末端位于對(duì)坪鎮(zhèn)附近，對(duì)坪鎮(zhèn)至白鶴灘段為水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)，河道長(zhǎng)全36km{"，該段左岸有西溪河及尼姑河人匯。溪洛渡庫(kù)區(qū)變動(dòng)回水區(qū)河段見(jiàn)圖1。

受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖性變化影響，變動(dòng)回水區(qū)河道沿程蜿蜒曲折、寬窄相間。在正常蓄水位600m的水面線條件下，溪洛渡水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)平均水面寬為239m，水面寬在133～426m之間，相差達(dá)3倍。庫(kù)區(qū)千流河段平均水深為33.28m，河床最大、最小斷面平均水深分別為49.09m和17.78m。

溪洛渡水庫(kù)庫(kù)區(qū)上游千流主要控制站為白鶴灘站，水位分析采用變動(dòng)回水區(qū)下游附近的春江水位站資料。庫(kù)區(qū)河道固定斷面觀測(cè)資料均來(lái)源于長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局。

白鶴灘水文站于2014年4月設(shè)立，位于云南省巧家縣大寨鄉(xiāng)哆車村，是金沙江千流河段重要控制站，集水面積430308kikmn。白鶴灘水文站的主要測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目有水位、流量、降水、懸移質(zhì)含沙量、懸移質(zhì)顆分、蒸發(fā)和水溫等。白鶴灘水文站主要是為替代原華彈水文站功能而設(shè)立。春江水位站于2009年4月設(shè)立，2014年1月下遷8.4km，現(xiàn)位于四川省金陽(yáng)縣春江鄉(xiāng)春江村，距溪洛渡壩址約144km。

2水沙情況

2.1徑流量

白鶴灘水文站位于白鶴灘壩址下游、溪洛渡庫(kù)區(qū)尾部。2015～2018年白鶴灘站年均徑流量為1296億m，其中2018年水量最大，為1471億m';2015年水量最小，為1101億m'（見(jiàn)圖2）。年內(nèi)1～4月流量多在2000m'/s左右波動(dòng)，5月起流量開(kāi)始有所上漲，多于6月下旬開(kāi)始，流量有較明顯漲幅，洪峰多出現(xiàn)于7～9月，汛期6～10月水量占全年的67%以上，進(jìn)入10月后流量開(kāi)始逐漸減小，至12月又保持在2000m'/s左右波動(dòng)。

2.2輸沙量

2015～2018年白鶴灘站年均輸沙量為9048萬(wàn)t，其中2016年沙量最大，為9740萬(wàn)t，2018年沙量最小，為8180萬(wàn)t（見(jiàn)圖3）。年內(nèi)1～5月中旬含沙量多在0.4kg/m'以下，5月下旬含沙量開(kāi)始逐漸增大，汛期6～10月輸沙量占全年的88%以上，進(jìn)入10月后含沙量逐漸減小，此后又多保持在0.4kg/m以下（見(jiàn)圖4）。

2.3水位

從春江水位站水位對(duì)比（見(jiàn)圖5）可以看出，溪洛渡水庫(kù)庫(kù)區(qū)1～6月水位逐步消落，其中5月消落速度最快，汛后水庫(kù)開(kāi)始蓄水，庫(kù)區(qū)水位逐漸上漲，多于9月底蓄至最高水位，進(jìn)人11月后，水位開(kāi)始逐漸消落。

3沖淤情況

2008年2月至2018年10月間，溪洛渡水庫(kù)千、支流共淤積55583萬(wàn)m。其中干流庫(kù)區(qū)共淤積53272萬(wàn)m？，主要支流淹沒(méi)區(qū)淤積2311萬(wàn)mm3[1]。

3.1沖淤量

根據(jù)庫(kù)區(qū)河道固定斷面觀測(cè)資料，計(jì)算變動(dòng)回水區(qū)河段各年間沖淤量（見(jiàn)表1）。水庫(kù)蓄水前2008年2月至2013年6月間，溪洛渡水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)共淤積345萬(wàn)m;蓄水后2013年6月至2019年6月間，其變動(dòng)回水區(qū)共淤積2013萬(wàn)m。其中，蓄水初期2013年6月至2014年11月淤積幅度最大，共淤積1174萬(wàn)m;其次為2015年11月至2016年11月，淤積量為650萬(wàn)m3。

從年內(nèi)不同時(shí)段沖淤情況來(lái)看（見(jiàn)表2），11月至次年5月間，變動(dòng)回水區(qū)河段在經(jīng)歷前2a的淤積后已轉(zhuǎn)為沖刷，其中2017年11至2018年5月間沖刷量最大，為219萬(wàn)m'。沿程表現(xiàn)為下游段淤積，上游段沖刷。

每年5～6月間，變動(dòng)回水區(qū)河段內(nèi)均有明顯沖刷，其中2017年沖刷量最大，為714萬(wàn)m'。沿程表現(xiàn)為全河段沖刷，下游段沖刷強(qiáng)度更大。

每年6～1l1月間，變動(dòng)回水區(qū)河段內(nèi)均有明顯淤積，其中2018年淤積量最大，為1080萬(wàn)m'。沿程表現(xiàn)為全河段淤積，下游段淤積強(qiáng)度也更大。

從淤積沿程分布來(lái)看，下游段對(duì)坪鎮(zhèn)-碉堡河段淤積程度最大，2014年5月至2019年6月共淤積973.5萬(wàn)m，河段長(zhǎng)8.15km，淤積強(qiáng)度為119.4萬(wàn)m/km。

變動(dòng)回水區(qū)下游對(duì)坪鎮(zhèn)一碉堡河段年際間以淤積為主，僅2016年11月至2017年11月略沖刷，沖刷強(qiáng)度為4.0萬(wàn)m'/km，2014年11月至2015年11月淤積強(qiáng)度最大，為50.0萬(wàn)m'/km。年內(nèi)主要表現(xiàn)為11月至次年5月淤積，5～6月沖刷，6～11月淤積。

變動(dòng)回水區(qū)中游碉堡一麻地坪河段年際間也主要表現(xiàn)為淤積，2017年11月至2018年11月淤積強(qiáng)度最大，為24.1萬(wàn)m'/km。年內(nèi)11月至次年5月在經(jīng)歷前2a的淤積后已轉(zhuǎn)為沖刷，5～6月沖刷，6～11月淤積。

變動(dòng)回水區(qū)上游麻地坪-白鶴灘河段年際間沖淤相間。年內(nèi)主要表現(xiàn)為11月至次年5月沖刷，5～6月沖刷，6～11月淤積。

3.2深泓縱剖面變化

溪洛渡庫(kù)區(qū)以峽谷地形為主，變動(dòng)回水區(qū)泓縱剖面形態(tài)呈鋸齒形（見(jiàn)圖6）。2019年6月深泓最高點(diǎn)高程為575m，距壩194.75km，最低點(diǎn)高程為532.6m，距壩171.55km，河床縱剖面最大落差為42.4m。

2014年5月至2019年6月，各斷面深泓點(diǎn)變化以淤積抬高為主，深泓點(diǎn)平均抬高7.2m，最大抬高處距壩171.55km，抬高22.5m，僅河段最上游端深泓下降1.6m。深泓最高點(diǎn)、最低點(diǎn)年際間沖淤變化較小。

3.3典型橫斷面

從各典型斷面變化圖（圖7～10）中可看出，溪洛渡庫(kù)區(qū)變動(dòng)回水區(qū)淤積主要發(fā)生在主槽內(nèi)。下游斷面淤積幅度較大，且表現(xiàn)為累積性淤積;中上游段淤積幅度較小，僅深槽處有明顯淤積，且淤積主要發(fā)生在2014年5～11月。

4影響因素分析

影響庫(kù)區(qū)內(nèi)河道沖淤特性的因素較多，主要包括上游來(lái)水來(lái)沙條件、水位變化等。

（1）人庫(kù)水沙條件。來(lái)水量與來(lái)沙量是影響河段沖淤的兩個(gè)密不可分的因素。來(lái)沙量為河段的沖淤提供了基礎(chǔ)條件，而來(lái)沙量與來(lái)水量的相對(duì)大小即含沙量則影響河段的沖淤走向，含沙量越高越容易產(chǎn)生淤積。溪洛渡水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)2014年11月至2015年5月淤積102萬(wàn)m？，2018年11月至2019年5月沖刷85萬(wàn)m'，兩時(shí)段平均水位分別為582.42m和583.95m，兩時(shí)段平均含沙量分別為0.221kg/m'和0.187kg/m'，可見(jiàn)2018年11月至2019年5月水流含沙量明顯偏低，使河段發(fā)生沖刷。

（2）水位。除受上游來(lái)水來(lái)沙條件影響外，水位的高低也對(duì)變動(dòng)回水區(qū)河段沖淤影響較大。2017年5～6月、2018年5～6月分別沖刷714萬(wàn)m？和365萬(wàn)m'，兩時(shí)段平均含沙量分別為1.29kg/m'和0.995kg/m'，但2017年5～6月平均水位為547.92m，低于2018年5～6月平均水位553.06m，可見(jiàn)水位降低有利于該時(shí)段河段沖刷。同樣，2014年11月至2015年5月、2015年11月至2016年5月分別淤積102萬(wàn)m和26萬(wàn)m'，兩時(shí)段平均含沙量分別為0.221kg/m'和0.200kg/m'，兩時(shí)段平均水位分別為582.42m和574.41m，可見(jiàn)2015年11月至2016年5月水位明顯偏低，使得淤積量偏少。

5與三峽水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)對(duì)比分析

從沖淤分布來(lái)看，溪洛渡水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)河道寬闊處淤積強(qiáng)度更大，沿程來(lái)看上游段以沖刷為主，下游段以淤積為主，橫向分布上受防洪限制水位控制，淤積主要發(fā)生在其以下高程。三峽水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)淤積也主要發(fā)生在寬闊段，沿程分布上表現(xiàn)為上段沖刷、下段淤積，橫向分布上也以防洪限制水位以下淤積為主[6-，兩庫(kù)的沖淤分布規(guī)律相似。

從淤積程度上來(lái)看，三峽水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)（河段長(zhǎng)185km）2008-2015年間年均淤積量為900萬(wàn)間，根據(jù)庫(kù)區(qū)淤積物千容重值！換算，年均淤積量為923萬(wàn)m，故淤積強(qiáng)度為5.0萬(wàn)m/（km.a），從典型橫斷面來(lái)看，斷面形態(tài)保持較好，無(wú)明顯淤積處[6]。

溪洛渡水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)淤積幅度則明顯大于三峽水庫(kù)，淤積強(qiáng)度為12.0萬(wàn)m/（km.a），從典型橫斷面來(lái)看，多處主槽內(nèi)有明顯淤高。初步分析原因主要有兩個(gè)方面：①溪洛渡庫(kù)區(qū)變動(dòng)回水區(qū)河段原始比降較大，蓄水后流速減小程度更明顯，更易于泥沙落淤。溪洛渡水庫(kù)蓄水前，對(duì)坪鎮(zhèn)一白鶴灘段河道比降為1.4%o，而三峽水庫(kù)蓄水前變動(dòng)回水區(qū)比降僅為0.2%[6]。②溪洛渡水庫(kù)入庫(kù)水流含沙量高于三峽人庫(kù)。統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)，溪洛渡入庫(kù)（白鶴灘站）年均徑流量為1296億m3，年均輸沙量為9048萬(wàn)t，三峽入庫(kù)（朱沱+北碚）年均徑流量為3163億m，年均輸沙量為14434萬(wàn)t。

從淤積發(fā)展進(jìn)程來(lái)看，三峽水庫(kù)175m蓄水初期，變動(dòng)回水區(qū)表現(xiàn)為淤積[0]，但淤積量逐年趨于減少，2014年之后出現(xiàn)沖刷的情況，主要原因有上游大量梯級(jí)電站水庫(kù)的攔沙、人為采砂活動(dòng)以及產(chǎn)沙量減小等[8]。近年來(lái)，三峽水庫(kù)上游來(lái)沙量呈減小趨勢(shì)[6]，寸灘站輸沙量2013～2016年較2002～2012年減少66.8%，朱沱站輸沙量2013～2016年較2002～2012年減少76.5%[11]。

自溪洛渡水庫(kù)蓄水以來(lái)，其變動(dòng)回水區(qū)河段表現(xiàn)為累積性淤積，受入庫(kù)水沙條件及壩前水位變化影響，各年間淤積量不等，但未表現(xiàn)出趨勢(shì)性變化。結(jié)合人庫(kù)水沙條件來(lái)看，人庫(kù)輸沙量未表現(xiàn)出明顯趨勢(shì)性變化，但黃仁勇4采用模型計(jì)算結(jié)果表明，其上游烏東德水庫(kù)10a平均排沙比為91.01%，白鶴灘水庫(kù)10a平均排沙比為85.41%，兩庫(kù)的投入使用將會(huì)顯著減少溪洛渡水庫(kù)入庫(kù)沙量，也將會(huì)減少其變動(dòng)回水區(qū)淤積。

6結(jié)論

（1）溪洛渡水庫(kù)蓄水后，受上游水沙條件及壩前水位影響，變動(dòng)回水區(qū)年際間以淤積為主，其中2014年淤積強(qiáng)度較大。從年內(nèi)分布來(lái)看，11月至次年5月變動(dòng)回水區(qū)有少量淤積或者發(fā)生沖刷，5～6月間有較明顯沖刷，6～11月主要表現(xiàn)為淤積

（2）從沿程分布來(lái)看，溪洛渡水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)下游段淤積強(qiáng)度高于上游段，放寬段淤積強(qiáng)度更K。年內(nèi)下游段沖淤變化幅度也較上游段強(qiáng)，5～6月間雖表現(xiàn)為全河段沖刷，但以沖刷下游段為主;6～11月間全河段淤積，也以淤積下游段為主;11月至次年5月期間則多表現(xiàn)為上沖下淤。

（3）溪洛渡水庫(kù)蓄水以來(lái)，變動(dòng)回水區(qū)河段深泓多表現(xiàn)為淤積，2014年5月至2019年6月平均淤積抬高7.2m，其中下游段淤積幅度更大。但最高點(diǎn)及最低點(diǎn)相對(duì)較穩(wěn)定，年際間無(wú)大幅變化。

（4）溪洛渡水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)空間沖淤分布規(guī)律三峽水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)相似，均表現(xiàn)為上段沖刷、下段淤積，且以防洪限制水位下淤積為主，但淤積程度明顯大于三峽水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)。隨著上游烏東德、白鶴灘水電站投入使用，溪洛渡入庫(kù)沙量將會(huì)減少，也會(huì)減輕溪洛渡水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)淤積。

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（編輯：唐湘茜）