三峽水庫(kù)近壩段水面漂浮物對(duì)水質(zhì)的影響

通過(guò)對(duì)比三峽水庫(kù)蓄水前后長(zhǎng)江宜昌河段的泥沙特性和河床侵蝕下切速度的變化特征,說(shuō)明了三峽水庫(kù)的清水下泄特征和三峽水庫(kù)蓄水后清水下泄,且它是近年來(lái)宜昌段岸坡崩岸的重要影響因素。分析表明,三峽水庫(kù)蓄水后的數(shù)年內(nèi),由于清水下泄,河段發(fā)生明顯沖刷,宜昌河段內(nèi)的崩岸頻率大大提高,且出現(xiàn)了多處新的崩岸險(xiǎn)情,特別是宜昌市點(diǎn)軍區(qū)艾家河段、猇亭區(qū)古老背河段、枝江市白洋河段和宜都市洋溪河段岸坡崩岸比較嚴(yán)重。

以葛洲壩-三峽梯級(jí)水庫(kù)為研究對(duì)象,根據(jù)水庫(kù)的不同運(yùn)行階段劃分研究時(shí)段,基于寸灘、宜昌、漢口、大通站1954~2008年的日流量和日含沙量資料,計(jì)算分析了梯級(jí)水庫(kù)運(yùn)行對(duì)長(zhǎng)江中下游輸沙量及水沙關(guān)系的影響。結(jié)果表明：4個(gè)水文站的年輸沙量、含沙量總體呈下降趨勢(shì),梯級(jí)水庫(kù)運(yùn)行對(duì)中下游輸沙量及水沙關(guān)系的影響與水庫(kù)庫(kù)容和距離水庫(kù)遠(yuǎn)近有關(guān);水庫(kù)攔截造成的泥沙減少與年徑流量變化無(wú)關(guān),與徑流量的季節(jié)分配變化有關(guān),徑流量季節(jié)分配的變化和梯級(jí)水庫(kù)的蓄水?dāng)r沙都使大通站月輸沙量的年內(nèi)分配更加均勻。

漂浮物堆積在電站機(jī)組進(jìn)水口門區(qū),對(duì)攔污柵本身的安全造成影響,增加機(jī)組的水頭損失,影響出力和發(fā)電量;較大體積的漂浮物進(jìn)入水輪機(jī)內(nèi),則將直接影響機(jī)組安全。結(jié)合飛來(lái)峽水利樞紐電站的特點(diǎn)和運(yùn)行實(shí)際,通過(guò)改變攔漂排的布置、加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)度和管理等措施和對(duì)策,可以有效解決問(wèn)題。

三峽水庫(kù)蓄水后,荊江河段沖刷以枯水河槽沖刷為主,對(duì)航道條件將產(chǎn)生顯著影響,其中窯監(jiān)河段近年來(lái)航道條件持續(xù)惡化。分析不同年份監(jiān)利河段洲灘形態(tài)與刪除礙航程度,認(rèn)為三峽蓄水后洲灘受到?jīng)_刷是航道條件惡化的原因之一;而通過(guò)對(duì)淺灘段橫斷面年內(nèi)變化及各年汛后退水過(guò)程中水位變化與航道水深變化對(duì)應(yīng)關(guān)系分析,初步確定了退水過(guò)程中最佳的沖刷流量區(qū)間為10000～15000m3/s,三峽蓄水導(dǎo)致退水過(guò)程加快,將導(dǎo)致汛后淺區(qū)沖刷不足,枯季礙航。

·衛(wèi)生管理· 三峽水庫(kù)壩區(qū)庫(kù)底衛(wèi)生清理措施及評(píng)價(jià) 張令要　岳木生　詹發(fā)先　譚梁飛　岳金亮　王谷生　彭清華 　　　　【中圖分類號(hào)】r123.7　　【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】b　　【文章編號(hào)】100622483(2009)0620103203 　　三峽工程是國(guó)家樞紐工程,做好三峽水庫(kù)庫(kù)底衛(wèi)生清理 工作,對(duì)維護(hù)壩區(qū)人群健康,促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的全面發(fā) 展,具有十分重要的意義。自1996年起,國(guó)務(wù)院三峽工程建 設(shè)委員會(huì)辦公室、衛(wèi)生部和湖北省衛(wèi)生廳陸續(xù)在三峽庫(kù)區(qū)開 展了庫(kù)底衛(wèi)生清理工作。2008年三峽工程建設(shè)基本結(jié)束, 現(xiàn)將1996～2008年,三峽水庫(kù)壩區(qū)庫(kù)底衛(wèi)生清理工作進(jìn)行 系統(tǒng)分析與評(píng)價(jià),以期推廣應(yīng)用。 1　衛(wèi)生清理方法 三峽工程于1997年開工建設(shè),同年開展一期庫(kù)底衛(wèi)生 清理;2002年開展二期庫(kù)底衛(wèi)生清理,2003年完成二期蓄 水;2005年

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,開展了溪洛渡、向家壩建庫(kù)對(duì)三峽水庫(kù)淤積影響計(jì)算研究。研究結(jié)果表明:上游溪洛渡、向家壩建庫(kù)攔沙可大幅度減少三峽水庫(kù)入庫(kù)沙量,使得三峽庫(kù)區(qū)淤積強(qiáng)度明顯減弱,考慮溪洛渡、向家壩建庫(kù)攔沙影響后,100年末三峽水庫(kù)入庫(kù)沙量可減少40.6%,庫(kù)區(qū)淤積體積可減少30.0%,上游溪洛渡和向家壩水庫(kù)蓄水?dāng)r沙可明顯提高三峽水庫(kù)的調(diào)節(jié)庫(kù)容和防洪庫(kù)容保留率。

三峽水庫(kù)汛末蓄水改變了長(zhǎng)江中下游的水文過(guò)程，對(duì)鄱陽(yáng)湖水位存在潛在影響。采用多元線性回歸模型建立鄱陽(yáng)湖水位與漢口流量、5河（贛江、撫河、信江、饒河、修水）流量的函數(shù)關(guān)系，并假設(shè)該函數(shù)關(guān)系在三峽水庫(kù)運(yùn)行前后保持不變。通過(guò)三峽水庫(kù)運(yùn)行后引起的漢口流量改變值，得到鄱陽(yáng)湖水位的變化量。擬定3種不同的蓄水方案，分析了鄱陽(yáng)湖水位受三峽水庫(kù)蓄水的影響大小及空間格局特征。結(jié)果表明：受蓄水影響，起蓄時(shí)間10月1日、9月15日和9月1日對(duì)應(yīng)的星子站水位降低值分別為2．23、1．37和1．05m，都昌站分別為2．10、1．29和0．99m，康山站分別為1．38、0．9l和o．68m。水位影響隨起蓄時(shí)間的提前而減弱，空間上呈北高南低的格局。從消除或減免三峽水庫(kù)蓄水對(duì)鄱陽(yáng)湖的影響角度，建議優(yōu)化三峽水庫(kù)汛末蓄水調(diào)度方式，并做好與鄱陽(yáng)湖5河支流水庫(kù)調(diào)度之間的協(xié)調(diào)。

三峽大壩建成后庫(kù)區(qū)水位上升,常年水面面積也將大幅增加,庫(kù)區(qū)下墊面將發(fā)生變化,從而導(dǎo)致局地氣候特征的變化。為了解三峽大壩對(duì)庫(kù)區(qū)降水量的影響,基于三峽庫(kù)區(qū)37個(gè)雨量站點(diǎn)1958-01-01～2008-12-31逐日有效降水量資料,采用氣象診斷旋轉(zhuǎn)正交經(jīng)驗(yàn)函數(shù)(reof)方法計(jì)算并分析了三峽庫(kù)區(qū)和大壩南北部年均降水量、四季降水量的時(shí)空變化情況,并通過(guò)reof模態(tài)圖時(shí)間系數(shù)分析了建壩前后降水量的波動(dòng)情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn),三峽水庫(kù)運(yùn)行后庫(kù)區(qū)降水量存在一定的波動(dòng),三峽大壩在運(yùn)行前45年與運(yùn)行后6年的時(shí)間內(nèi),年均、四季整個(gè)庫(kù)區(qū)與北部降水量差值波動(dòng)幅度并不明顯。

經(jīng)過(guò)比較三峽水庫(kù)蓄水后宜昌至大布街河段河床演變預(yù)測(cè)成果與實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)之間的差異,分析了形成這種差異的原因。結(jié)果顯示:陳二口以上的河床沖刷,是導(dǎo)致宜昌枯水位下降的主要原因;大布街以下沙質(zhì)河床的沖刷,雖對(duì)陳二口以上河段枯水位影響較小,但卻是造成蘆家河水道枯期坡陡流急現(xiàn)象的主要原因。以往研究成果與三峽蓄水后實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)存在差異的主要原因是,預(yù)測(cè)研究中對(duì)蘆家河水道河床組成的模擬準(zhǔn)確性不夠、忽略了沿程沖刷不均勻分布的特性等。

為研究庫(kù)水位升降對(duì)涉水邊坡穩(wěn)定性的影響,選取距三峽大壩壩址56km處的譚家河滑坡作為研究對(duì)象,探討了不同庫(kù)水位升降速率對(duì)于滑坡滲流場(chǎng)和穩(wěn)定性的影響。通過(guò)分析gps監(jiān)測(cè)結(jié)果,判定譚家河滑坡為典型浮托減重型滑坡。采用geostudio2007有限元分析軟件,利用seep/w模塊模擬庫(kù)水位在145~175m之間波動(dòng)的瞬態(tài)滲流場(chǎng),將滲流場(chǎng)結(jié)果應(yīng)用于slope/w模塊對(duì)滑坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析。通過(guò)數(shù)值計(jì)算,得到了不同庫(kù)水位升降速率與邊坡地下水位線和穩(wěn)定性之間的規(guī)律,對(duì)研究浮托減重型滑坡有一定的參考價(jià)值。

分析了位于仙女山斷裂帶的湖北省秭歸縣周坪站傾斜儀2002～2009年的觀測(cè)數(shù)據(jù),并與三峽庫(kù)區(qū)水位資料進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),蓄水前后傾斜儀觀測(cè)曲線的走向發(fā)生了趨勢(shì)性變化,表明三峽蓄水對(duì)附近的斷層活動(dòng)有影響,蓄水期間的短期荷載變化引起的響應(yīng)更為顯著,但蓄水效應(yīng)沒(méi)有從根本上改變斷層的活動(dòng)性質(zhì);還發(fā)現(xiàn)3次大的蓄水期間,水位上升量與觀測(cè)曲線的上升量成相同比例的對(duì)應(yīng)關(guān)系,進(jìn)一步說(shuō)明,周圍斷層對(duì)三峽蓄水引起的荷載變化響應(yīng)明顯,不同的荷載變化引起斷層活動(dòng)變化的程度不同.

以三峽水庫(kù)向家淌滑坡為例,運(yùn)用geo-studio系列軟件,通過(guò)有限元法計(jì)算分析該滑坡在日降幅增加條件下的變形情況。通過(guò)分析位移-時(shí)間場(chǎng),得出該滑坡工程治理措施在日降幅增加條件下的有效性即位移集中區(qū)。結(jié)合穩(wěn)定性-時(shí)間曲線分析得出該滑坡所承受日降幅閾值為1.6m/d。通過(guò)對(duì)庫(kù)區(qū)水位日降幅增加條件下的穩(wěn)定性及變形分析,可為三峽庫(kù)區(qū)的科學(xué)調(diào)度及安全預(yù)案編制提供依據(jù)。

通過(guò)實(shí)地調(diào)查與測(cè)定,獲取相關(guān)數(shù)據(jù),運(yùn)用貨幣方法分別估算三峽水庫(kù)蓄水前(1996年)后(2010年)洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值.結(jié)果表明:三峽水庫(kù)蓄水后,濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值由1996年的156.69×108元增加到2010年的177.11×108元;1996年濕地主要服務(wù)價(jià)值量排位為:調(diào)蓄洪水>蓄水供水>大氣調(diào)節(jié)>科研教育,2010年濕地主要服務(wù)價(jià)值量排位變?yōu)槁糜涡蓍e>交通航運(yùn)>大氣調(diào)節(jié)>蓄水供水;在洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值量中,與水體關(guān)聯(lián)的直接價(jià)值量由1996年的110.85×108元減少到2010年的27.47×108元,減少了75.2%;盡管物質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)與供給方面的直接價(jià)值比重有所增加,但生態(tài)環(huán)境調(diào)節(jié)與維護(hù)、文化社會(huì)方面的間接價(jià)值卻保持在總價(jià)值量的80%左右;除氣候因素外,三峽水庫(kù)蓄水、長(zhǎng)江入湖水沙減少也是導(dǎo)致洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化的癥結(jié)所在.

汛限水位優(yōu)化調(diào)度在進(jìn)一步充分發(fā)揮三峽水庫(kù)的綜合效益的同時(shí)必然影響水庫(kù)淤積發(fā)展過(guò)程,進(jìn)而影響航運(yùn)狀況。文中運(yùn)用一維及二維非恒定流非均勻沙數(shù)學(xué)模型,計(jì)算分析了汛限水位優(yōu)化調(diào)度對(duì)三峽水庫(kù)泥沙淤積及航運(yùn)的影響,結(jié)果表明,采用汛限水位優(yōu)化調(diào)度方案后,三峽水庫(kù)的淤積發(fā)展過(guò)程將加快,但是,在三峽水庫(kù)運(yùn)行的前100年內(nèi),這種淤積差別并不大。優(yōu)化調(diào)度對(duì)各個(gè)河段淤積的影響程度不同,從絕對(duì)量來(lái)說(shuō),水庫(kù)下段受優(yōu)化調(diào)度影響最大,一度出現(xiàn)的淤積量差別是最大的;從相對(duì)量來(lái)說(shuō),水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)下段及常年回水區(qū)上段受優(yōu)化調(diào)度的影響要明顯大于下段。從變動(dòng)回水區(qū)航運(yùn)情況看,優(yōu)化調(diào)度對(duì)銅鑼?shí){以下河段航運(yùn)的影響不大,對(duì)銅鑼?shí){以上河段,由于受上游水庫(kù)修建及來(lái)水來(lái)沙減少造成的沖刷的影響,優(yōu)化調(diào)度的影響也并不明顯。

針對(duì)三峽水庫(kù)入庫(kù)水沙條件及實(shí)際運(yùn)行方式的變化,計(jì)算分析了三峽水庫(kù)蓄水方案變化對(duì)水庫(kù)泥沙運(yùn)動(dòng)及變動(dòng)回水區(qū)航運(yùn)條件造成的影響.采用一維水沙數(shù)學(xué)模型,計(jì)算了不同蓄水方案對(duì)水庫(kù)泥沙淤積情況的影響及各方案間的差別,進(jìn)而對(duì)方案調(diào)整后變動(dòng)回水區(qū)重點(diǎn)淺灘的水深變化進(jìn)行了研究.結(jié)果表明,在新的水沙條件及考慮上游建庫(kù)的影響下,蓄水方案調(diào)整帶來(lái)的影響主要集中在6~11a,并隨水庫(kù)運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而縮小,不會(huì)對(duì)變動(dòng)回水區(qū)淺灘河段通航條件產(chǎn)生不利影響.

為了解三峽水庫(kù)運(yùn)行對(duì)大壩上下游水質(zhì)的影響,同時(shí)為三峽江段水質(zhì)保護(hù)提供參考,根據(jù)長(zhǎng)江三峽水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心在三峽庫(kù)區(qū)官渡口和壩下南津關(guān)兩個(gè)重要斷面1998～2012年間的水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料,比對(duì)分析了水庫(kù)蓄水前后部分水質(zhì)指標(biāo)的年際和年內(nèi)變化特征,并探討其成因.結(jié)果表明,2003年三峽水庫(kù)135m蓄水成功后,水體中ss和重金屬等指標(biāo)濃度下降,tp等營(yíng)養(yǎng)鹽指標(biāo)濃度呈不同程度減小do等氧平衡指標(biāo)濃度總體下降.由此可得:三峽水庫(kù)運(yùn)行對(duì)庫(kù)區(qū)及壩下游水體水質(zhì)有積極影響;水庫(kù)運(yùn)行后,水流變緩,泥沙沉降,使得水體含沙量明顯減少,污染物濃度也相應(yīng)降低,泥沙吸附沉降作用對(duì)減少大多數(shù)水體污染物的作用不可小覷;但庫(kù)區(qū)中吸附了大量水體污染物的泥沙,如果再懸浮,會(huì)對(duì)長(zhǎng)江干流水質(zhì)產(chǎn)生不利影響,應(yīng)密切關(guān)注庫(kù)區(qū)水體泥沙含量的變化規(guī)律.

荊江三口作為連接洞庭湖和荊江的紐帶；歷來(lái)是研究洞庭湖區(qū)防洪、航運(yùn)、水環(huán)境變化和水資源利用的關(guān)鍵點(diǎn)；通過(guò)建立荊江三口分流模型；將2008—2015年枝城日實(shí)測(cè)流量和相應(yīng)的還原流量作為模型輸入資料；計(jì)算出有、無(wú)三峽工程情況下荊江三口的分流量；探討了三峽水庫(kù)對(duì)荊江三口發(fā)流量、分流比、斷流情況的影響(此影響為徑流調(diào)節(jié)和河道調(diào)整的綜合影響)；同時(shí)分離并探討了河道調(diào)整對(duì)荊江三口分流量變化的影響；結(jié)果表明:有三峽工程情況下；在徑流調(diào)節(jié)和河道地形調(diào)整的綜合影響下；汛前消落期荊江三口多年平均分流量和分流比分別增大28.17%；9.59%；斷流情況基本無(wú)變化；汛期多年平均分流量減少2.11%；分流比增長(zhǎng)0.56%；斷流情況變化不大；汛末蓄水期多年平均分流量和分流比分別減少33.87%和19.84%；松滋口和太平口斷流情況無(wú)明顯變化；藕池口斷流天數(shù)增多且斷流日期提前；枯水期三口多年平均分流量增大8.60%；多年平均分流比減小2.93%；松滋口和藕池口在有三峽工程情況下每年分別平均少斷流30.43；6.80d；太平口每年平均多斷流30.86d；其中；河道地形調(diào)整使汛期荊江三口分流量增加2.73%；汛前消落期、汛末蓄水期、枯水期荊江三口分流量分別減小16.62%；3.10%；18.49%；該結(jié)果可為洞庭湖區(qū)湖泊干旱情況、水資源利用與保護(hù)及三峽水庫(kù)的運(yùn)行調(diào)度提供研究基礎(chǔ)；

結(jié)合水面漂浮物的特性,提出了基于三面壓縮的漂浮物壓縮打包處理船總體方案。介紹了壓縮部分的機(jī)械總體結(jié)構(gòu)和內(nèi)部運(yùn)行原理,按照壓縮動(dòng)作要求,完成了基于plc和mcgs觸摸屏的控制界面設(shè)計(jì),并介紹了此壓縮裝置的具體運(yùn)行操作流程。該壓縮方案能夠完成各類漂浮物的壓縮,根據(jù)調(diào)研具有較大的市場(chǎng)潛力。

浮游植物是水體生態(tài)系統(tǒng)中的主要初級(jí)生產(chǎn)者,其群落結(jié)構(gòu)能反映水體的水質(zhì)狀況,優(yōu)勢(shì)種能指示水體的營(yíng)養(yǎng)狀況。為全面了解百歲溪浮游植物群落結(jié)構(gòu)及水質(zhì)現(xiàn)狀,根據(jù)三峽水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行,于2016年5月(泄水期)和2016年10月(蓄水期)在百歲溪設(shè)置6個(gè)采樣點(diǎn)監(jiān)測(cè)浮游植物和水質(zhì)。結(jié)果表明:5月和10月分別鑒定出浮游植物6門37屬52種和7門40屬59種,細(xì)胞密度均值分別為7.141×10~5個(gè)/l、3.741×10~5個(gè)/l,浮游植物多樣性指數(shù)值偏低,結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,種類個(gè)體數(shù)量分布均勻度不夠。pearson相關(guān)性分析表明,浮游植物細(xì)胞密度與水體中濁度、ph、氨氮、葉綠素a和流速呈顯著正相關(guān),與溶解氧呈顯著負(fù)相關(guān)。根據(jù)三峽水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),百歲溪總氮和總磷達(dá)到富營(yíng)養(yǎng)水平,綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)分析,百歲溪處于中營(yíng)養(yǎng)水平狀態(tài)。

2012年以來(lái),金沙江下游向家壩水電站、溪洛渡水電站相繼蓄水運(yùn)用,攔截了金沙江下游泥沙。為了解梯級(jí)水庫(kù)泥沙淤積情況及其攔沙作用對(duì)下游三峽水庫(kù)的影響,基于大量水沙、固定斷面觀測(cè)資料,采用輸沙法和地形法,計(jì)算分析了向家壩水電站、溪洛渡水電站2庫(kù)自運(yùn)用以來(lái)的庫(kù)區(qū)泥沙淤積量及分布特征,研究了梯級(jí)水庫(kù)攔沙作用對(duì)三峽水庫(kù)的影響。結(jié)果表明:向家壩、溪洛渡庫(kù)區(qū)泥沙淤積量較小,金沙江下游梯級(jí)攔沙使得三峽入庫(kù)沙量及庫(kù)尾重點(diǎn)河段淤積強(qiáng)度均減小。研究成果對(duì)梯級(jí)水庫(kù)運(yùn)行、三峽水庫(kù)運(yùn)行及調(diào)度方式優(yōu)化具有十分重要的意義。

表2原型洞開挖釋放位移預(yù)報(bào) 預(yù)預(yù)報(bào)點(diǎn)坐標(biāo)(m)位移預(yù)報(bào)值 報(bào)位移類型 點(diǎn)(mm) 號(hào)xy 19．50l】．30一26．77 219．38l】．30—0o．27 334．14l】．30一l1．68 468．78l】．30—6．75 5l23．50¨．30—3．75 67．6025．886一兒5。l1．75 711．7737．375—1l57．o6 832．6582．5o6一¨5。2．85 949．351l8．326一¨5。2．10 10o31．o0—9．43 11o40。l8—4．34 12050．o6—2．75 13o89．58—1．39 j4o106．30一1．23 15一7．6025．886—63。8．13 l6—12．

以長(zhǎng)江三峽水庫(kù)蓄水運(yùn)行的2003年為分界點(diǎn),將烏江流域1956~2014合計(jì)59年降水、徑流資料分為兩部分,定量分析了三峽水庫(kù)2003年蓄水前后烏江流域降水徑流的趨勢(shì)變化.根據(jù)烏江流域在三峽水庫(kù)2003年蓄水后的降水資料插補(bǔ)出其徑流資料,并與實(shí)測(cè)徑流資料相比較,定量分析在氣候等條件不變情況下,因下墊面條件改變對(duì)徑流有何種程度的影響,為長(zhǎng)江上游控制性水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度,徑流預(yù)報(bào)模型的選用,水資源合理配置提供技術(shù)支撐.