第二节 三峡工程泥沙问题研究的内容和研究方法

一、主要研究内容

三峡工程泥沙问题涉及水库泥沙淤积与长期使用，库区淹没，水库变动回水区航道与港区的冲淤变化，枢纽通航建筑物和电站的正常运行，以及枢纽下游河床冲刷和河道演变对防洪、航运影响等一系列重要而复杂的技术问题。研究的主要内容包括：

（1）水库泥沙淤积和水库长期使用。

（2）水库变动回水区泥沙淤积对航道、港区以及洪水位的影响。

（3）坝区泥沙淤积对枢纽通航建筑物和电站运行的影响。

（4）枢纽下游河床冲刷和河道演变对防洪、航运、取水和江湖关系的影响。

（5）三峡水库上游地区来沙变化趋势。

二、基本研究方法

在三峡工程长期论证过程中，对工程泥沙问题一直采用原型观测与调查、泥沙数学模型计算和泥沙实体模型试验相结合的基本研究方法。

原型观测与调查方面，包括坝址及其上下游河段水文、地形、地质、地貌、河道演变等基本资料观测；重点河段河道演变过程观测；国内外已建水库的调查研究等。

泥沙数学模型计算和泥沙实体模型（简称泥沙模型）试验方面，采用一维泥沙数学模型进行水库泥沙淤积和坝下游冲刷计算；水库变动回水区重点河段、坝区以及坝下游重点河段冲淤则进行泥沙实体模型试验和二维泥沙数学模型计算。

在三峡工程长期论证过程中，研究工作具有以下特点：

（1）重视多学科和多部门的协作。泥沙问题涉及多门学科和多部门。研究过程中应用地质、地理、水文、河流力学等学科对河道演变、泥沙岩性组成、悬移质和推移质泥沙来源与输移等进行综合研究。研究过程中还实行设计、科研、水文与河道观测、工程施工，以及枢纽运行管理等单位的协作，力求研究结果更为可靠和切合实际。

（2）多单位协作研究，重大问题多单位平行研究。三峡工程泥沙问题是三峡工程关键技术问题之一，1958年国家科学技术委员会和中国科学院成立三峡科研领导小组，组织全国科研单位和高等学校协作研究。1986—1995年，国家科学技术委员会将三峡工程泥沙问题研究列入“七五”、“八五”国家重点科技攻关项目，组织全国科研单位和高等学校共同研究。1996年起，三峡工程泥沙问题研究工作按照国务院三峡工程建设委员会办公室泥沙课题专家组制定的“九五”、“十五”、“十一五”研究计划组织全国科研单位、高等学校、设计单位和运行管理部门共同开展研究工作。

对于重大问题，组织两个以上单位按统一的条件和要求分别平行研究，及时交流讨论，集思广益，相辅相成，使研究工作更深入，对关键性的问题得出论据充分的结论。

（3）充分利用丹江口和葛洲坝水利枢纽工程实践经验。丹江口和葛洲坝水利枢纽是长江干支流上建设的大型水利枢纽，在设计、施工阶段和运行以来，有关单位就泥沙问题进行了大量原型观测与研究工作，积累了系统的原型观测资料和丰富的实践经验，为解决三峡工程泥沙问题提供了极其重要的有利条件。

（4）研究工作从难从严，注意留有余地。三峡工程泥沙问题的研究时段从枢纽运行初期直到水库泥沙淤积和坝下游冲刷基本平衡阶段，以全面研究枢纽运用各阶段的工程泥沙问题。

为了使三峡工程泥沙问题研究成果充分可靠，在三峡工程可行性重新论证阶段和设计阶段，各项泥沙数学模型计算和实体模型试验采用的上游来水来沙条件均未考虑三峡水库上游新建水库和水土保持工程的拦沙效果。为了保证研究成果偏于安全，采用的上游来水来沙条件为1961—1970年典型年系列的实测水沙资料，该系列年来水、来沙量较实测长系列年略偏大，并且包括丰水丰沙年、中水中沙年和小水少沙年；另外，三峡工程技术设计阶段，在水库按1961—1970年系列年循环运行70年的过程中，还于运行至30年、50年和70年时分别加入含有1954年丰水丰沙年的1954年、1955年连续两年来水来沙条件。