◇苏交科集团股份有限公司 谢 龙

1 前言

重庆主城区域上游有小南海枢纽的泄水影响；中间偏下游段有嘉陵江支流入汇；同时，2008年三峡大坝开始以设计高水位（坝前水位最高达到175 m）运行，该水位比上一阶段最大水位（165 m）抬升了10 m；比修建大坝前正常水位（135 m～148 m）抬高30 m～40 m。巨大的坝前高水位对上游来水产生了显著的阻挡和回溯作用；在三峡大坝最高、最低运行工况下，坝前回水距离分别为150公里、100公里；重庆主城河段正好处于变动回水区之间。河道特征在天然河道与库区河道之间循环切换，导致重庆主城河段水流条件更加复杂。因此，在多重水流影响因素作用下，重庆主城河段水流条件极为复杂，可认为是受到复合水动力条件作用。

重庆主城河段目前以卵石质推移质浅滩河段为主，约占重庆河段总数的79%，代表碍航河段有猪儿碛、胡家滩、滩脑壳等。沙质推移质河段约占重庆河段总数的21%代表碍航河段有三角碛和落中子等。本文拟根据搜集到的实测资料，以三角碛代表沙质推移质河段；以猪儿碛代表卵石质推移质河段；分别分析成库后对两种推移质床沙质类型河段冲淤规律的影响。

2 对沙质推移质运动影响分析

2.1年内变化分析

由于三角碛测站成立时间较晚（2005年），且由于测站离航道航槽较远，测量相对困难，部分实测数据未做测量。根据本文搜集到三角碛历年的实测资料，以2010年资料最为齐全，因此本文选择2010年实测数据作为三角碛河段冲淤变化的基准数据。

对三角碛在2010年各阶段的临界时间进行推算，并将临界时间对应的水流、泥沙条件列于表1。考虑到三角碛位于嘉陵江交汇上游，且距离交汇口较远（共12.5 km），因此选择朱沱流量作为流量分析值。同时，根据实测资料，2009年（本文研究特征年，2010年前一年）全年中5月11日平均断面高程最低，因此在后文的数据分析里，三角碛河床断面变化均以2009年5月11日为基准高程。

表1 三角碛各特征阶段水流泥沙条件统计

a、蓄水期。

选择蓄水期内若干个特征时间点，作为三角碛年内蓄水期阶段冲淤变化的分析时间点。将三角碛年内蓄水期阶段冲淤变化分析的特征时间点及相应水文数据列于表2。

表2 三角碛河段蓄水期特征水文数据统计结果

选择CY30、CY31、CY32作为典型代表河段，并以2009年5月11日高程作为基准值，分析蓄水期阶段内，三角碛河床的冲淤变化过程。分析可知：

（4）不与其他课程重复原则。课程内容的组织上注意与其他课程，如“生物化学”“茶叶生化”“茶叶审评”等课程的区分，尤其是在实验内容上，通过教学大纲将这些课程（包括实验） 的内容进行规定，节约有限的学时，不重复学习内容。

（1）在蓄水期，三角碛河段呈先冲后淤趋势。从淤积范围来看，在蓄水期三角碛河段的淤积范围先减小，后增大，但蓄水期结束时淤积面积达5.69×104m2，大于蓄水期开始阶段的1.75×104m2。

（2）三个断面淤积的平均厚度分别为0.039 m、0.010 m、0.021 m。

（3）只有CY30、CY31断面出现了局部冲刷，冲刷量较小。

（4）在整个蓄水期过程中，三角碛河段淤积主要在左岸浅滩处，淤积区域未深入主航槽。

（5）在整个蓄水期范围内，淤积区域的总淤积量为4.85×104m3，冲刷区域的总冲刷量为0.02×104m3，整个河段的淤积量为4.83×104m3。

图1 沙质推移质典型河段在成库后蓄水期冲淤范围

b、消落期。

根据已有实测值，选择消落期末内若干个特征时间点，作为三角碛年内消落期末阶段冲淤变化的分析时间点。将三角碛年内消落期末阶段冲淤变化分析的特征时间点及相应水文数据列于表3。

表3 三角碛河段消落期末特征水文数据统计结果

选择CY30、CY31、CY32作为典型代表河段，并以2009年5月11日高程作为基准值，分析消落期末，三角碛河床的冲淤变化过程。分析可知：

（1）在消落期末，研究河段整体呈轻微冲刷状态，几乎没有淤积区域。可见消落期是三峡大坝成库运行后，重庆主城河段走沙的主要阶段。

（2）根据实测资料统计分析，三个典型断面的平均变化值分别为0.022 m、-0.015 m、0.005 m，变化幅度非常小。这也跟本文搜集资料有限，未能统计到完整的消落期有关。

（3）在整个消落期范围内，淤积区域的总淤积量为0.630×104m3，冲刷区域的总冲刷量为1.195×104m3，整个河段的淤积量为0.565×104m3。

图2 沙质推移质典型河段在成库后消落期末冲淤范围

2.2年际间变化分析

采用2009年10月8日和2010年10月8日两天的实测资料作为三角碛河段的年际间冲淤分析样本。分析CY30～CY32断面在一年里的变化过程，并将冲淤范围示意图绘于图3。分析可知：

（1）成库后，三角碛河段三个典型断面的年际断面变化值分别为0.195 m、0.082 m、0.162 m，总体呈淤积趋势；工程河段范围内平均淤积厚度为0.138m/年。

（2）主要的淤积区域位于工程河段的左岸，即凹岸的边滩、浅碛；根据现场实测资料及观察分析，该区域为典型的回流、乱流区域。总体上呈淤积趋势的区域面积约12.75×104m2。

（3）工程河段年际间呈冲刷趋势的只有调二嘴浅碛附近的局部区域，面积仅0.258×104m2，远小于呈淤积趋势的区域面积。

（4）三角碛河段成库后呈明显的淤积趋势，淤积区域的总淤积量为18.770×104m3，冲刷区域范围较小，总冲刷量约为0.515×104m3，整个河段的淤积量为18.255×104m3。

图3 沙质推移质河段典型断面在成库后年际间冲淤范围示意图

2.3 对沙质推移质运动分析小结

成库前，三角碛河段的冲淤规律为洪水期快速淤积，其他时间缓慢冲刷，主要冲刷的时间在汛期刚结束后的一个月内；同时河段在年际间基本保持冲淤平衡。成库后，三角碛河段的冲淤规律出现了显著变化，在汛期（5月21日至9月14日）仍然呈淤积趋势，在蓄水期（9月15日至次年1月19日）则先冲刷然后淤积，且时段内淤积量远大于冲刷量；在消落期（次年1月20日至5月20日）呈轻微冲刷；整体上，河段在年际间呈显著淤积状态。根据文献5中的计算公式，代入三角碛河段2006年和2010年全年的实测数据，对比成库前后无量纲水流功率的变化，对比图详见图4。

图4 成库前后 W( 对比示意图

3 结论

本文根据大量实测水文、泥沙资料，详细分析对比了三峡大坝175 m成库运行后在复合水动力条件下重庆主城河段推移质泥沙运动规律，得出以下结论：

（1）在蓄水期，成库后三角碛河段的无量纲水流功率断崖式下降，下降幅度可达75%～98%，平均值为95.66%。同时，在11月10日左右三角碛河段的水流功率达到全年最低点，并要在低谷范围内持续约90日。这段时间是整个河段泥沙落淤的重要阶段，整个河段泥沙输移处于趋于0的状态，只有及少量粒径小于0.5 mm的泥沙可以以悬浮状态（悬移质）或者半悬浮的状态（介于悬移质和推移质之间，状态来回切换）输移。

（2）在消落期，成库后三角碛河段的无量纲水流功率略有下降，但下降幅度较小（下降范围为2.0%～27.6%），平均下降幅度为13.6%。该阶段重庆主城河段无量纲水流功率略有下降，但下降幅度远小于上游泥沙的减少量（即成库后河段泥沙来沙减少量）。因此，消落期是成库后重庆主城河段泥沙输移的主要时期。但是消落期能够走沙时期较短，仅有60天左右。

（3）在汛期，成库对三角碛河段的无量纲水流功率无影响。