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user: 3. 三堆子站建站以来的泥沙变化情况 3.1. 悬移质输沙总量变化情况 从表1可以看到，受金沙江中游及雅砻江水电站逐步投入使用影响，该站也即乌东德等四电站的入库泥沙近年来逐步减少。其中2010年后悬移质输沙量较2010年前减少幅度约68.61%。 Table 1 Annual suspended sediment transport in Sanduizi hydrological statio 时间段 年径流量(108 m 3 ) 年输沙量(10 4 t) 年输沙量均值(10 4 t) 年输沙量变化率(%) 2008年 1252 5310 5723 2009年 1211 6570 2010年 1119 5290 2011年 884 1660 1797 -68.61 2012年 1238 5570 2013年 967 1620 2014年 1123 2000 2015年 984 1290 2016年 1117 1700 2017年 1119 969 2018年 1379 1050 2019年 1099 589 2020年 1328 1520 表1. 三堆子水文站悬移质泥沙年输沙量统计表 3.2. 悬移质输沙量年内变化情况 表2及图1分别给出了三堆子站含沙量变化过程及输沙量年内过程。三堆子站输沙主要集中在7~9月，枯水时水流含沙量多在0.1 kg/m 3 以下，之后随着流量的增加含沙量逐渐增加，多于7、8月含沙量达到最大，7月最大月均含沙量为1.03 kg/m 3 。上游观音岩电站2008年底开工建设，2010年大江截流，2015年首台机组发电，三堆子水文站2010年后汛期含沙量明显偏少，汛期输沙量占全年的百分比也有较明显的降低。总体来看，2010年后，三堆子站汛期入库水流含沙量明显降低，汛期入库沙量明显减少，就年内分配比来看，汛期输沙量占全年的百分比也在逐步降低 [ 3 ]。 Table 2 Monthly sediment discharge in the Sanduizi statio 输沙量(10 4 t) 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 全年 2008年 19.4 18.4 20.4 32.4 86.0 619 1497 1945 658 292 89.7 26.4 5310 2009年 4.85 5.95 15.4 23.7 34.3 513 2060 2641 822 327 84.8 39.4 6570 2010年 38.3 24.4 34.6 49.8 71.0 262 2070 1253 1052 340 74.1 18.9 5290 2011年 23.3 10.9 25.0 31.6 60.5 311 624 247 171 71.2 42.5 42.1 1660 2012年 39.4 24.1 27.1 49.2 69.1 358 2009 836 1830 208 69.7 54.6 5570 2013年 28.7 29.0 40.7 42.8 82.8 288 544 141 293 53.3 36.8 35.9 1620 2014年 53.0 34.1 61.1 46.7 42.6 104 434 919 195 55.4 22.8 34.6 2000 2015年 25.3 11.8 20.4 16.6 18.7 57 133 276 617 58.9 25.5 32.4 1290 2016年 16.8 13.2 28.4 43.8 44.5 443 351 95.7 498 64.4 85.7 11.6 1700 2017年 16.7 14.3 7.9 18.1 19.9 263 216 83.6 247 67.6 9.00 6.90 969 2018年 9.40 7.50 10.3 7.9 11.8 98.2 401.8 193 212 80.1 10.7 8.60 1050 2019年 15.2 8.7 10.4 16.7 28.9 47.4 98.6 65.6 240 28.1 23.3 6.50 589 2020年 14.5 7.30 18.0 13.0 17.5 81.1 305.3 236 788 15.7 15.8 7.60 1520 均值 23.5 16.1 24.6 30.2 45.2 265 826 687 586 128 45.4 25.0 3198 表2. 三堆子站输沙量年内过程统计表 图1. 三堆子多年悬移质输沙量年内变化过程图 3.3. 三堆子悬移质泥沙组成 三堆子泥沙来源于金沙江上中段和雅砻江，通过对石鼓、攀枝花站的资料进行分析对比(表3)，石鼓集水面积占攀枝花站的82.64%，1990年前石鼓站输沙量占攀枝花输沙量46.8%，小于两站同时期径流量之比80.46%，1991~1998年间石鼓站及攀枝花站输沙量增加，且输沙量之比上升至59.0%，表明输沙量的增加以石鼓站上游为主；1999~2010年间两站输沙量减少，且输沙量之比下降至55.7%，表明石鼓站上游区域输沙量减少的程度更大；2010年后，两站输沙量之比大幅增加，且均超过100%。表明受区间电站蓄水影响，泥沙在库区大量落淤。攀枝花站集水面积占三堆子站的66.70%，从2008年后数据可以看到，攀枝花、三堆子站两站输沙量在2010年后均明显减少，但两站输沙比也明显减少，表明三堆子站输沙量的减沙主要是由于上游攀枝花站输沙量减少引起。 Table 3 Comparison table of sediment discharge at Shigu， Panzhihua and Sanduizi station 年份 石鼓站 (10 4 t) 攀枝花站 (10 4 t) 三堆子 (10 4 t) 输沙量比 (石鼓/攀枝花) 输沙量比 (石鼓/三堆子) 1966~1990年 2090 4468 46.8% 1991~1998年 3504 5944 59.0% 1999~2010年 3283 5898 5723 55.7% 57.4% 2011年 2210 1000 1660 221.0% 133.1% 2012年 4110 2210 5570 186.0% 73.8% 2013年 2050 568 1620 360.9% 126.5% 2014年 3560 743 2000 479.1% 178.0% 2015年 1190 256 1290 464.8% 92.2% 2016年 2860 553 1700 517.2% 168.2% 2017年 3200 323 969 990.7% 330.2% 2018年 5290 339 1050 1560.5% 503.8% 2019年 3780 198 589 1909.1% 641.8% 2020年 6280 212 1520 2962.3% 413.2% 表3. 石鼓、攀枝花、三堆子站输沙量对比表 3.4. 三堆子推移质输沙特性 从表4给出了三堆子站2007年来卵石推移质输沙量的统计值，可以看到2007年来随着上游来水影响，三堆子站各年卵石推移质输沙量差异较大，其中2011年输沙量最小，年输沙量7.5万t，2008年输沙量最多，年输沙量46.1万t，较2010年前相比，2010年后卵石推移质年输沙量偏少34.1%。 Table 4 Statistical table of sediment transport of pebble bed load at Sanduizi Statio 年份 年径流量(108 m 3 ) 年卵石推移质输沙量(10 4 t) 年输沙量均值(10 4 t) 年输沙量变化率(%) 2007年 1021 28.6 30.8 − 2008年 1252 46.1 2009年 1211 34.7 2010年 1119 13.6 2011年 883.9 7.5 20.3 −34.09% 2012年 1238 38.9 2013年 967.4 20.1 2014年 1123 41.7 2015年 984 12.8 20.3 −34.09% 2016年 1117 18.9 2017年 1119 14.3 2018年 1379 31.8 2019年 1099 3.57 2020年 1328 13.00 表4. 三堆子站卵石推移质输沙量统计表 从年内分配过程来看(表5)，三堆子站卵石推移质输沙主要集中在7~9月，2010年前7~9月卵石推移质输沙量占全年的93%以上 [ 4 ]。2010年后各年卵石推移质输沙总量略有减少，且以7~9月期间减少为主，使得其输沙量占全年的比例略有下降。根据年实测卵石推移质输沙率与流量相关关系进行分析，可以看到三堆子站卵石推移质输沙率随流量的增加也明显增加，但同流量下卵石推移质输沙率差异较大，相关关系较差，实测最大卵石推移质输沙率为233 kg/s (2014年7月18日) [ 5 ]。从2007~2020年点据分布情况来看，三堆子站流量在2000 m 3 /s左右时，开始观测到有卵石推移质输移；流量增加至7000 m 3 /s时，卵石推移质输沙率能保持在2 kg/s以上；流量增加至9000 m 3 /s时，卵石推移质输沙率能保持在10 kg/s以上；流量增加至10，000 m 3 /s时，卵石推移质输沙率能保持在20 kg/s以上。 Table 5 Statistical table of annual process of sediment transport of pebble bed load in Sanduizi Statio 卵石推移质输沙量(10 4 t) 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 全年 7~9月输沙量占全年百分比 2007年 0.0002 0 0 0.0001 0.152 0.231 6.57 7.91 12.3 1.41 0.038 0 28.6 93.6% 2008年 0 0 0 0.001 0.119 0.843 13.6 21 9.79 0.63 0.098 0.008 46.1 96.3% 2009年 0 0 0 0 0 0.265 10.3 20.6 2.38 1.07 0 0 34.7 95.9% 2010年 0 0 0 0 0 0.143 5.06 4.16 4.09 0.176 0 0 13.6 97.9% 2011年 0 0 0 0 0 0.834 3.53 3.12 0.02 0 0 0 7.5 88.9% 2012年 0 0 0 0 0 2.667 21.2 5.88 7.54 1.51 0.046 0 38.9 89.0% 2013年 0 0 0 0 0 0.266 7.22 3.9 7.88 0.81 0 0 20.1 94.5% 2014年 0 0 0 0 0 0.114 18.8 12.8 8.52 1.56 0.012 0 41.7 96.2% 2015年 0 0 0 0 0 0.531 1 1.11 10.04 0.116 0 0 12.8 94.9% 2016年 0 0 0 0 0.071 1.20 9.57 1.35 5.44 1.22 0 0 18.9 86.6% 2017年 0 0 0 0 0 3.52 5.68 2.68 2.05 0.36 0 0 14.3 72.8% 2018年 0 0 0 0 0 0.23 7.58 9.43 13.1 1.56 0 0 31.9 94.3% 2019年 0 0 0 0 0 0.15 0.82 0.29 2.14 0.16 0 0 3.57 91.2% 2020年 0 0 0 0 0 0.28 3.00 6.27 3.11 0.31 0 0 13.0 95.2% 均值 0.0000 0.0000 0.0000 0.0001 0.0244 0.805 8.14 7.18 6.31 0.778 0.0139 0.0006 25.2 85.8% 表5. 三堆子站卵石推移质输沙量年内过程统计表 表6显示，2007至2020年间，三堆子站水文站卵石推移质级配变化幅度较小，粒径分配较均匀，卵石推移质最大粒径变化范围为181~307 mm，年中数粒径变化范围为30.7~46.0 mm，年平均粒径变化范围为42.4~63.1 mm。从各年实测卵石推移质中数粒径与流量相关关系进行分析，可以看到三堆子站卵石推移质中数粒径随流量的增加也逐渐增大，但同流量下各测次卵石推移质中数粒径有一定差异，相关关系较差。 Table 6 Statistical table of particle gradation of pebble bedload in Sanduizi Statio 年份 小于某粒径沙重百分数(%) 中数粒径(mm) 平均粒径(mm) 最大粒径(mm) 2 4 8 16 32 64 128 250 500 2007年 0 8.7 19.1 30.8 51.7 77.7 95.6 100 30.7 42.4 223 2008年 0 4.2 8.9 17.9 37.7 67 92.6 100 43.4 55.4 234 2009年 0 3.1 9.7 20.9 40.4 66.8 90.4 100 41.6 57.1 250 2010年 0 5.1 11.9 20.4 36.8 63.8 86 100 100 45.5 63.1 262 2011年 0 7.2 14.4 22.6 40.3 67.7 86.5 99.3 100 40.6 60.0 282 2012年 0 2.4 7.0 15.4 35.3 66.5 91.1 99.3 100 44.7 58.9 307 2013年 0 2.9 9.0 19.0 39.1 71.4 94.1 100 40.6 51.0 208 2014年 0 5.0 11.4 19.1 36.2 64.9 90.7 99.4 100 45.5 59.0 258 2015年 0 7.2 15.3 26.5 48.1 73.6 94.6 100 33.6 46.8 224 2016年 0 3.9 9.9 18.7 36.3 64.1 93.5 100 46.0 55.8 202 2017年 0 3.5 10.1 20.0 39.4 70.0 94.9 100 40.4 51.2 181 2018年 0 0.8 4.1 11.7 26.6 53.8 80.6 99.5 100 59.3 75.8 265 2019年 0 1.0 4.9 13.8 32.3 63.1 89.2 100 45.5 62.0 182 2020年 0 4.0 9.9 16.7 30.6 55.9 82.2 98.5 100 56.6 72.4 282 表6. 三堆子站卵石推移质颗粒级配统计表 表7给出了三堆子站2007年来沙质推移质输沙量的统计值，可以看到2007年来随着上游来水影响，三堆子站各年沙质推移质输沙量差异较大，其中2019年输沙量最少，年输沙量0.462万t，2008年输沙量最多，年输沙量8.64万t，较2010年前相比，2010年后沙质推移质年输沙量略偏少28.31%。 Table 7 Statistical table of sand bed load transport at Sanduizi Statio 三堆子站 年径流量(10 8 m 3 ) 年沙质推移质输沙量(10 4 t) 年输沙量均值(10 4 t) 年输沙量变化率(%) 2008年 1252 8.64 5.44 2009年 1211 4.36 2010年 1119 3.33 2011年 883.9 1.73 3.90 −28.31% 2012年 1238 6.24 2013年 967.4 2.37 2014年 1123 7.88 2015年 984 4.02 2016年 1117 8.22 3.90 −28.31% 2017年 1119 4.82 2018年 1379 2.21 2019年 1099 0.462 2020年 1328 1.05 表7. 三堆子站沙质推移质输沙量统计表 从三堆子站年内分配过程来看(表8)，沙质推移质输沙主要集中在汛期6~10月，2010年前汛期沙质推移质输沙量占全年的93%以上，2010年后各年沙质推移质输沙总量略有减少，且以汛期减少为主，使得其输沙量占全年的比例略有下降。点绘各年实测沙质推移质输沙率与流量相关关系图，可以看到点据分布较散乱，输沙率多在10 kg/s以下，实测最大沙质推移质输沙率为64.5 kg/s (2014年7月1日)。从2008~2020年点据分布情况来看，三堆子站流量在600 m 3 /s左右时，开始观测到有沙质推移质输移。 Table 8 Statistical table of annual process of sediment load transport in Sanduizi Statio 沙质推移质输沙量(10 4 t) 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 全年 汛期输沙量占全年百分比 2008年 0.004 0.003 0.003 0.004 0.022 0.117 0.937 4.17 3.05 0.269 0.049 0.006 8.64 99.13% 2009年 0.039 0.032 0.025 0.031 0.032 0.152 1.06 1.95 0.6 0.314 0.082 0.035 4.36 94.22% 2010年 0.02 0.01 0.015 0.015 0.041 0.082 0.909 0.8 1.01 0.329 0.067 0.029 3.33 95.23% 2011年 0.026 0.011 0.014 0.018 0.033 0.144 0.658 0.476 0.198 0.105 0.03 0.016 1.73 93.29% 2012年 0.017 0.007 0.008 0.016 0.055 0.289 2.97 1.12 1.18 0.47 0.08 0.026 6.24 97.50% 2013年 0.038 0.023 0.03 0.04 0.065 0.423 0.614 0.037 0.198 0.688 0.159 0.053 2.37 85.44% 2014年 0.159 0.134 0.11 0.07 0.186 0.868 1.66 1.32 0.929 2.09 0.314 0.04 7.88 89.51% 2015年 0.046 0.048 0.095 0.108 0.042 1.6 1.5 0.163 0.157 0.134 0.099 0.022 4.02 89.45% 2016年 0.488 0.233 0.415 0.164 0.834 2.11 0.63 0.244 1.22 0.452 1.09 0.342 8.22 66.79% 2017年 0.182 0.298 0.161 0.11 0.193 2 0.353 0.32 0.373 0.149 0.489 0.188 4.82 70.29% 2018年 0.171 0.073 0.190 0.093 0.179 0.381 0.354 0.201 0.246 0.102 0.114 0.107 2.21 66.20% 2019年 0.029 0.010 0.008 0.010 0.040 0.036 0.083 0.037 0.117 0.024 0.029 0.040 0.462 73.10% 2020年 0.062 0.223 0.080 0.049 0.112 0.171 0.086 0.166 0.070 0.011 0.005 0.013 1.05 58.67% 均值 0.099 0.085 0.089 0.056 0.141 0.644 0.909 0.846 0.719 0.395 0.201 0.071 4.25 84.50% 表8. 三堆子站沙质推移质输沙量年内过程统计表 2007至2020年间，三堆子站水文站沙质推移质级配分配较均匀，沙质推移质年中数粒径变化范围为0.298~0.574 mm，年平均粒径变化范围0.406~0.642 mm，各年沙质推移质粒径级配曲线见图2，表8。较2010年前比，2010年后三堆子站沙质推移质粒径小于0.5 mm的泥沙占比有所增加，粒径大于0.5 m的泥沙占比有所减少，中数粒径及平均粒径均有一定程度的减小。点绘多年实测沙质推移质中数粒径与流量相关关系图，可以看到点据分布较散乱，中数粒径多在0.2~0.6 mm之间。 图2. 三堆子站沙质推移质级配图