摘要：三峽水庫修建完成后，“高峽出平湖”的愿景終于成真。三峽大壩在攔蓄江水的同時又?jǐn)r截了泥沙，長江中游的輸沙率呈現(xiàn)出減少的趨勢，不少人表示疑惑：長江中游流失的泥沙去哪兒了？中游輸沙量減少的原因，一是和長江上游的綠化工程有關(guān)，從源頭上減少了水土流失...
三峽水庫修建完成后，“高峽出平湖”的愿景終于成真。三峽大壩在攔蓄江水的同時又?jǐn)r截了泥沙，長江中游的輸沙率呈現(xiàn)出減少的趨勢，不少人表示疑惑：長江中游流失的泥沙去哪兒了？
中游輸沙量減少的原因，一是和長江上游的綠化工程有關(guān)，從源頭上減少了水土流失；二是和三峽水庫的建成、蓄水有關(guān)。1993年，大壩成功截流；2003年以來，三峽水庫蓄水，2010年首次蓄水至175m的正常水位。據(jù)觀測，下游枝城站的實測輸沙量仍在減少，三峽庫區(qū)的泥沙淤積量與日俱增。
所以，三峽水庫不僅是一個“超級蓄水池”，還是一個“大型攔沙池”，而水和沙都有重要的資源利用價值。從資源儲備的角度看，三峽水庫無疑是長江最大的“寶庫”！
無論是水資源的儲備能力，還是泥沙的淤積特征，都和三峽水庫的蓄水狀態(tài)密切相關(guān)。在長江遭遇嚴(yán)重干旱的背景下，三峽水庫的水資源顯得愈加珍貴。
從蓄水能力來看，三峽水庫在國內(nèi)水庫中首屈一指。根據(jù)滿庫狀態(tài)下的蓄水量，即393億m3計算，三峽水庫在全國湖庫中排名第四，前三位分別是青海湖（1050億m3）、納木錯（768億m3）、色林錯（630億m3）；如果只在淡水湖庫中排名，那么可以排到第一位。
在175m的正常水位下，三峽水庫的蓄水量超過了丹江口水庫的290億m3，龍灘水庫的273億m3，也超過了鄱陽湖的260億m3。作為中國第一大淡水水體，三峽水庫為何這么能蓄水呢？
首先，該水庫屬于河道型水庫，兩岸高山丘陵連綿不斷，提高了蓄水水位，最深處達(dá)到了320m深，壩前緩水區(qū)的平均深度也超過100米；
其次，三峽水庫并不是單獨的一段長江干流，還包含流量豐富的支流，比如磨刀溪、澎溪河、烏江、大寧河等等，支流與水庫交匯形成了廣闊的庫灣，提高了蓄水水量；
最后，雖然三峽水庫的平均寬度只有1.6km，但在長度上卻更有優(yōu)勢，長達(dá)663km，因此蓄水面積超過了1000平方公里。
泥沙淤積是水庫面臨的一大難題，在長江上游的梯級水庫中，淤沙的問題也普遍存在。
2019年發(fā)表在《水利水電快報》上的一篇文獻(xiàn)顯示，大渡河的龔嘴水庫運行37年后，庫區(qū)達(dá)到了66.3%的淤積率，興利庫容因此減少了18%。嘉陵江的碧口水庫運行38年后，泥沙量也達(dá)到了3.05億m3，損失庫容占總庫容的58.5%。淤沙對水庫庫容的影響，由此可見一斑。
三峽水庫和重慶河段淤沙模擬圖
三峽水庫也不例外！在建庫之前，水利專家就對三峽工程進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼撟C，充分考慮到了泥沙淤積對水庫壽命的影響。專家組分析：三峽水庫是一個清水水庫，天然輸沙量遠(yuǎn)低于黃河，如果采用“蓄清排渾”的方式，運行80~100年后將達(dá)到?jīng)_淤平衡。屆時，水庫仍將保持86%的防洪庫容和92%的興利庫容。
再考慮到調(diào)度優(yōu)化（中小洪水排沙）、植樹造林固沙、上游金沙江水庫提前攔沙等有利影響，三峽水庫的運行無須擔(dān)心泥沙的影響。
實際的水文監(jiān)測也打消了最初的擔(dān)憂。我們來看一組數(shù)據(jù)：在70~80年代，三峽庫區(qū)上游的年均輸沙量高達(dá)4.8億噸，90年代下降到了3.5億噸，2003年~2009年進(jìn)一步減少到2.1億噸。
而最新的數(shù)據(jù)則顯示，三峽庫區(qū)在2021年僅淤積了0.716億噸的泥沙，水庫排沙比達(dá)到13.4%；從2003年蓄水以來，庫區(qū)近20年的累計淤沙量為20.484億噸，平均每年淤積1億多噸。
這說明兩點信息：一，泥沙淤積遠(yuǎn)低于預(yù)期，不足以影響到水庫的安全庫容；二，庫區(qū)泥沙的儲備量頗為豐富，具有巨大的利用價值。
在這20億噸泥沙中，又有粗砂和細(xì)沙之分，分別沉降在不同的庫段。背后的原理是：根據(jù)泥沙的沉積分選效應(yīng)，上游的帶沙水流最先進(jìn)入回水區(qū)的末端，粗泥沙最先沉降；水流繼續(xù)向大壩方向推進(jìn)，沉積泥沙的粒徑由粗變細(xì)；在壩前的常年回水庫段，泥沙粒徑最細(xì)。
中國典型水庫的懸沙百分比（紅線指示三峽水庫）
根據(jù)《河流泥沙顆粒分析規(guī)程》的規(guī)定，粒徑位于0.062mm~2mm之間的泥沙才能定義為“砂”，其中，粒徑大于0.1mm的為粗砂，小于0.1mm的為細(xì)砂。在三峽水庫中，粗砂的比例約為13.1%，排出率低，每年的入庫量約為6000~7000萬噸。
粗砂是常見的淤積成分，但經(jīng)濟(jì)價值更高。這是因為粗砂粒徑適宜，可直接用作建筑材料；長江中的粗砂經(jīng)過自然的洗滌刷過程，表面清潔圓潤，酸堿適中，不存在海砂固有的氯鹽問題，安全性也更有保證。在價格方面，天然河砂遠(yuǎn)高于機(jī)制砂和粗骨料，常年在130元/噸以上。
需要指出的是，粗砂不利于水庫的安全防洪，采挖粗砂有一定的必要性。
粗砂主要沉降在庫尾段，而庫尾又位于三峽水庫的上游，隨著常年淤積，上游庫段容易出現(xiàn)“翹尾巴”的現(xiàn)象，即河床主槽抬升，導(dǎo)致過洪能力變低，后果不堪設(shè)想。例如：黃河流域的三門峽水庫就存在“翹尾巴”的問題，導(dǎo)致潼關(guān)河段的河床抬升，影響到了渭河的防洪安全。
所以，三峽水庫中的粗泥沙可定時處理，合理清淤，一方面能提高上游的過洪能力，另一方面又能變廢為寶，可謂一舉兩得。
在長期高溫與干旱的影響下，長江的各大湖庫都出現(xiàn)了蓄水量減少的狀況。截至8月22日13時，三峽水庫的水位下降到了145.64m，汛限水位近在眼前。長江各站水位也普遍降低，比如：寸灘站為162.03m，宜昌站為41.62m，漢口站為16.69m，而大通站只有5.95m。
而每當(dāng)看到“長江支流水位下降”、“鄱陽湖瘦成閃電”等報道時，總有網(wǎng)友在下面評論：正是采砂清淤的好時候！但是，枯水期的采砂清淤還需要慎重。首先我們要明白，現(xiàn)在的長江采砂業(yè)受到水利部的嚴(yán)格管理，不能說采就采，說清就清。
上世紀(jì)八九十年代，長江采砂業(yè)形成規(guī)模，到2000年前后，年采砂量超過8000萬噸。河砂經(jīng)濟(jì)效益突出，被譽為“水下軟黃金”，但高價值也催生了偷采、盜采的亂象。
由于誘人的經(jīng)濟(jì)效益，個體戶大量涌入長江和兩湖地區(qū)，非法采砂的現(xiàn)象屢禁不止。有些采砂戶缺少安全意識，直接將河砂堆放在河道或灘涂，嚴(yán)重威脅汛期行洪、長江航運以及涉河建筑物的安全。
為規(guī)范采砂秩序，我國在2001年頒布了《長江河道采砂管理條例》，修改版本于2010年5月1日實施。根據(jù)長江河道的采砂規(guī)定，采砂可分為以下三種情況。
一是沿江各省市根據(jù)長江河道變遷、河勢變化、砂石補給等情況設(shè)定采砂規(guī)劃。
三是整治長江的主次航道，以維護(hù)長江航運為目標(biāo)。
結(jié)合上面三個方面，大規(guī)模的采砂在當(dāng)下并無必要。從河道形勢來看，長江來沙量小，河勢變動不大，兩岸基礎(chǔ)相對穩(wěn)定，河槽深度也保證了航運的安全余量。從防洪角度來看，三峽水庫的調(diào)度作用比清淤作用更有效，更安全也更省力，不需要通過大規(guī)模采砂來加深主槽。
另一方面，不規(guī)范的河道采砂反而有很多弊端，比如：采砂船在河床上制造出大小深淺不一的沙坑，會在水中引發(fā)漩渦和暗流，擾亂水體的穩(wěn)定性，不利于航運安全。再者，不同河段的地質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，在薄弱區(qū)采砂容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，增加安全隱患。
不過，大家也無需擔(dān)心資源無處利用，長江泥沙的資源化利用正在試點當(dāng)中。在2019年，國內(nèi)就針對壩前的淤沙進(jìn)行了試點開采，采砂點距離大壩33.8~43.1km，采砂區(qū)域水深近100m，淤沙深度超過10m，并且都不是地質(zhì)薄弱區(qū)和生態(tài)敏感區(qū)。
根據(jù)規(guī)劃，兩個清淤點的累積清淤量超過435萬m3，其中有200萬m3被投入到了宜昌市的重點項目建設(shè)中。總之，三峽庫區(qū)淤沙的綜合利用已受到國內(nèi)重視，科學(xué)合理地“資源化”將充分體現(xiàn)出三峽作為“寶庫”的價值。
