四川省地矿局区域地质调查队工程师范晓在日前举办的"三峡工程、水坝建设与环境研讨会"上表示,三峡工程的泥沙争论由来已久,但从目前的实际情况看,三峡水库泥沙淤积分布极不均匀,表现出典型的点状淤积或局部集中(祥见图表),在仅占库区干流总长1/6的河道,淤积了超过总量70%的泥沙,对航道影响特别严重。
"三峡水库提前蓄水,势必拦沙,这与'蓄清排浑'自相矛盾,解决不了库尾淤积问题。模型试验和模拟计算在根本理论上未能成立,将复杂的自然现象概率化与平均化,与实际情况差距过大。三峡水库的泥沙问题,已不再是一个纸上谈兵或泥沙物理模型试验的问题,而是一个正在接受大自然检验的现实问题。"范晓说。
滥泥湾、坝前和上下引航道最为严重
范晓透露,对于常年库区河段,淤积主要集中在坝前、弯曲河段、支流河口、江心岛的河道分叉处,其中以忠县滥泥湾、三峡大坝坝前及船闸上下引航道的淤积情况最为严重。
据他透露,三峡水库蓄水前,即使是在枯水期,滥泥湾的浅滩水深也可达到3.5米,航道内最深超过15米,仍可保持通航。从三峡水库2003年蓄水以来至2010年的测量资料显示,其最大淤积厚度已超过50米,13公里长的河段淤积量已达1.03亿吨。
2011年5月,由于泥沙淤积体完全封堵了整个滥泥湾航槽,长江重庆航道局因此关闭了皇华左侧的滥泥湾航道,滥泥湾也成为三峡水库蓄水以来因泥沙淤积造成航道中断的首个水道。在滥泥湾左汊航道关闭后,上下行的船舶只得通过皇华岛右汊水道航行,由于右汊航道宽度有限,存在较大的安全隐患。同时,淤积发展有可能延伸到右汊水道,造成严重阻航。虽然重庆航道局已从国外购进清淤船在该水域进行清淤作业,但对于巨大的淤积体,此举曾被长江重庆航道局航道处主任闻光华形容为"杯水车薪"。
关于三峡大坝坝前淤积的情况,根据清华大学张仁教授2007年公布的实测资料,蓄水以来越往坝前淤积强度越大,大坝至庙河仅长15.1公里的近坝河段,蓄水以后的头三年就淤积泥沙6500万立方米,原河床最深处的最大淤积厚度达到53.4米。张仁也曾承认,原来的数学模型计算中,未考虑泥沙沉积的异重流运动(异重流即含大量泥沙、比重较大的水流,它进入水库后,可在清水层之下沿着河床底部向坝前运动),因而对坝前淤积的预测偏少。
根据长江科学院副院长、中国水利学会泥沙专业委员会副主任卢金友2011年公布的资料,三峡大坝至庙河的坝区河段,为三峡水库蓄水以来累积性淤积强度最大的河段。截至2010年11月,累计淤积已达1.286亿立方米,坝前原河床最深处的最大淤积厚度已达60.5米。
三峡坝区另外的重点淤积地段是五级船闸的上、下引航道。按照设计,采用动水冲沙为主、机械清淤为辅的方法解决泥沙淤积问题。其中,受冲沙流量限制,下引航道冲沙效果很差,而且上引航道冲下来的泥沙还会在下引航道产生严重的附加淤积,因此下引航道的泥沙淤积最为严重。
由于引航道投入使用较早,从1997年起即已全面淤积,为保持通航条件,就需要不断进行机械清淤,但总清淤量小于总淤积量。据1997年至2009年的数据,累积淤积仍有232.4万方,主要造成下引航道水深不足,影响通航。
龚嘴、紫坪铺已有"前车之鉴"
范晓列举了长江上游大型水库泥沙淤积的案例:大渡河龚嘴和紫坪铺两个水电站。
龚嘴水电站坝高85.5米,总库容3.74亿立方米,有效库容1.02亿立方米,1978年全部建成投产。从1971年10月开始蓄水到1991年底,仅20年时间,总淤积量已达2.35亿立方米,占库容的62.9%,。其调节库容只能满足全部机组58%负荷的需求,过水断面逐年变浅变窄,接近天然流态,防洪能力基本丧失。同时由于库尾淤积造成水位抬高,威胁成昆铁路安全。淤积还使坝前失去沉沙作用,造成粗沙过机过坝,使水轮机、排沙底孔、溢流门等遭受磨蚀破坏,修补周期缩短,维护费用提高。
紫坪铺水电站正常蓄水位库容为9.98亿立方米,控制了岷江上游22662平方公里流域面积来沙。据1955年至1987年观测,年均输沙量(悬移质)812万吨,加上推移质年均输沙量70万吨,总量为年均882万吨,库沙比约为147。由于汶川地震后上游崩塌、滑坡、泥石流大量增加,导致水库淤积加重,严重影响水库的功能和寿命。2013年7月,连续的强降雨及山洪泥石流,使得泥沙在水库大量淤积。为了减淤,紫坪铺水库泄洪排沙,导致下泄流水浊度严重超标,自来水厂无法取水,造成成都主城区及郊县大面积停水。
2008年10月,雅安青衣江上游华能的雨城电站、铜头电站泄水排沙,导致水库中大量淤泥被带入河道,河水浑浊度一度高达9万多度,超过正常数百倍,河中鱼类死亡,自来水厂停止制水,13万人的雅安市区全城停水。
对于三峡工程泥沙专家组提出的机械疏浚和优化水库调度两个措施,范晓表示并不乐观。"以三峡船闸的下引航道为例,以现有挖泥船的疏浚能力,根本无法与泥沙的淤积强度相抗衡。而且,机械疏浚的大量成本是由三峡公司完全承担还是由国家财政以及其它受影响的团体来继续买单,也是一个问题。"范晓说。
至于优化调度,中国工程院院士林秉南曾提出"双汛限"方案,即在汛前以及汛期达到一定流量的洪水时,将水位降至135米,进行冲库排沙。"但这几乎不可能实现,因为自2008年蓄水超过170米以来,汛限水位一直是145米,实际运行多在146米以上,而且从8月下旬开始,水位就保持在150米左右并开始逐步抬升,'蓄清排浑'常常变成了'蓄清蓄浑'。"范晓表示,此举不仅意味着断航、给发电带来绝大损失,可能相反还会加速三峡水库的泥沙淤积。
原标题:四川省地矿局区域地质调查队范晓谈三峡水库泥沙淤积: "泥沙俱下"仍然是纸上谈兵