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长江水库河道泥沙淤积成因规律综述

文档作者：徐威震文档来源：重庆市水利电力建筑勘测设计研究院有限公司		更新日期： 2026年07月23日	点击数：
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LOW CARBON WORLD 2021/7
长江水库河道泥沙淤积成因规律综述
徐威震
（重庆市水利电力建筑勘测设计研究院有限公司，重庆 401120）
【摘 要】为解决长江水库河道泥沙淤积问题袁本文通过查阅关于长江主要河段以及主要湖泊泥沙淤积的文献袁总结归纳出长
江泥沙淤积的主要成因规律袁并提出对于水库和河道淤积治理措施的建议遥 结果表明院长江的泥沙淤积一方面受到河道自身条
件所产生的回水变动尧横流环流以及流速重分布的影响袁另一方面潮流作用所带来的涨潮和落潮也将影响长江淤积情况袁而人
类工程活动也对长江淤积起到至关重要的作用遥
【关键词】水库泥沙淤积曰回水变动曰潮流作用
【中图分类号】TV145 【文献标识码】A 【文章编号】2095-2066（2021）07-0146-02
0 引言
近年来，我国长江航运事业发展迅猛，影响长江航道发展
的重要因素之一是长江的淤积问题。由于河段和水库的淤积
所带来的碍航问题也层出不穷，长江河段的淤积问题不但对
通航起到了阻碍作用，而且还容易引发洪涝灾害。尤其在汛期
的时候，当水库发生淤积时，水库的调蓄能力将会减小，洪水
水位抬高将会产生严重的洪涝危险，威胁下游居民的安全和
生产。本文分析长江主要河段和湖泊的泥沙淤积成因规律，总
结出影响长江泥沙淤积的几种重要的作用规律，对长江泥沙
淤积的治理起到一定的帮助作用。
1 回水变动作用规律
回水一般是水流受物体作用产生水流的分离所致，其平
面呈现环形流动，山区河流出现回流的地区较多。
有关专家发现长江上游溪洛渡水库、向家坝水库等水利
工程的建设，将引起来水来沙条件的变化，进而改变三峡工程
回水变动河段的淤积侵蚀过程。根据水和沉积物特征、边界的
二维数学模型拟合正交曲线坐标系统预测沉降的时空变化的
重庆，三峡工程是变动回水区的一部分，结果表明，在没有上
游水库的天然水文系列条件下，凹岸线、回流流区和宽浅河段
的海湾沉积严重。
有关专家通过进行实地调查以及分析资料，研究鄱阳湖
泥沙来源，在此基础上得出：淤长江汛期时候，由于顶托或倒
灌的作用，泥沙大部分都淤积在湖内，倒灌作用则加剧了泥沙
在湖口处的淤积；于长江泥沙倒灌现象受异重流影响突出，是
鄱阳湖淤积的原因之一；盂泥沙淤积的主要来源是上游来沙
和流域水土流失以及河岸的坍塌。
2 环流作用规律
环流也是泥沙淤积的重要原因，浅滩上游的弯曲深槽在
水流的离心力作用下会产生指向深槽的单向环流。同样的在
下游的弯道深槽也会产生一个单向环流，而上游则正好相反，
其环流形态不稳定。弯道环流使凹岸冲刷，凸岸淤积。
重庆交通大学的张帅帅[1]等利用三峡水库成库初期实测
资料分析长江典型弯曲型河段龙王沱以及牛屎碛河段的泥沙
淤积特性，得出弯曲河道天然时水动力轴线一般紧靠凹岸，由
于弯后凸岸在洪水期形成大面积的掩护区，造成泥沙大量淤
积，而三峡蓄水后，水位抬高，主流带趋直、流速和比降减缓，
以及汛后泥沙冲刷力度减弱，都使泥沙淤积更为严重，淤积主
要发生在弯道背后，并且弯曲半径越小，淤积强度越大，弯道
越宽阔淤积越强。
3 潮流作用规律
李九发[2]认为长江河口的浑浊带淤积的主要来源是泥沙
的再悬浮。由于河口航道的来水来沙量大，潮流作用随之加
强，从而使潮波变形，协沙力加强。加之该河段位于盐水和淡
水的交换地带，河口来沙和海域来沙不断交错，使河床泥沙呈
不断悬浮和淤积状态。李国英[3]对我国主要江河淤积情况研究
发现：进入海河流域诸河口的泥沙为海相泥沙，河口发生淤积
的主要原因是潮波变形。
4 流速变化影响规律
河道水流流速的大小和分布对泥沙的运动将产生直接的
影响。水流流速快，则携沙量多，容易发生冲刷；而水流流速
慢，携沙量小，容易发生淤积，洪水淤积，枯水冲刷。
基于 1956 — 2015 年长江上游干流和支流水文资料，结
合 2003 — 2015 年库区地形资料，分析水沙变化对三峡库区
泥沙淤积影响得出库区细颗粒泥沙絮凝的原因为：三峡水库
在汛期时候的泄水量远远小于其蓄水能力，由于流速相对较
小，泥沙在库区停留时间长，从而导致大量的泥沙还没有到达
坝前就发生了絮凝和沉积。
通过对典型分汊河型青岩子河段的分析，得出分汊河段
水流进入分流区后，由于水位太高，水流趋向直线，导致汊道
流速大幅度减小形成缓流区域，从而造成严重的淤积；而在汇
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流区域，汇流的水流相互冲击和挤压，形成漩涡，导致水流消
能，流速减小从而形成淤积。
有关专家认为：长江中游泥沙淤积普遍大于冲刷，但冲淤
在时空上的分布和在河谷断面上的分布是不均匀的。长江中
游宜昌至城陵矶段和九江至大同段，冲淤程度超过或等于淤
积。淤积主要发生在以武汉为枢纽的罗山—武汉—黄石段，以
及洞庭湖和鄱阳湖。
5 人类活动作用规律
5.1 水土流失和围湖造田
随着人类社会的进步和发展，人类改变自然的能力也越
来越强大，而改造自然不可避免地会产生一系列的副作用。水
土流失便是人类活动造成的一种严重的副作用，其会导致水
分和土壤同时流失。
有关专家分析了巢湖古今的泥沙淤积状况得出巢湖泥沙
淤积的主要原因有：淤流域次生植被破坏严重，森林覆盖率降
低所带来的水土流失严重是巢湖淤积的主要原因；于围湖造
田和巢湖闸的修建等人为工程影响是导致巢湖湖泊面积减小
和淤积增加的直接原因；盂受亚热带季风影响巢湖夏季强烈
的降雨所造成的地面冲刷是导致淤积的又一重要原因。
5.2 大坝和河道工程
修筑大坝等一系列挡水工程会对水流的结构和流态产生
直接而显著的影响。同时，大坝对上游的泥沙将会有一定的拦
截作用，对泥沙的运动也会造成一定的影响。
通过分析金沙江、嘉陵江各个水文站的泥沙观测数据和
径流数据，并开展模型试验，处理上游水沙的变化对于重庆河
段的泥沙淤积的影响：淤短期的水沙变化主要和人类活动相
关，比如大坝工程和拦沙工程的修建、植被的破坏、水土的流
失、河道采砂等；于长江上游的水库修建对于三峡水库蓄水后
的重庆河段泥沙淤积有很大的影响。减少了来砂量，减小了淤
积总量，减缓了淤积的速率。
6 结论
（1）回水变动是长江河段淤积的重要原因，特别是在三峡
大坝上游区域。由于三峡大坝在蓄水期间，上游河道具有水库
和航道的双重特性，受到回水变动的影响十分容易发生泥沙
淤积。其中，在回水变动区内泥沙淤积情况尤为严重。
（2）环流和横流是泥沙横向输移的动力，也是沙质河床淤
积的一个重要因素。由于环流和横流的作用将发生凹岸冲刷，
凸岸淤积，最后由于水流的冲刷作用将会发生裁弯取直。而在
弯曲河流的两个反向弯道的过渡段上，环流的强度将减弱甚
至消失，横向泥沙运动也将削弱或停止。
（3）潮流作用也会造成泥沙的淤积。由于涨潮时水流的挟
沙量大于落潮时水流的挟沙量，因此当落潮时，水流流速小，
无法将涨潮时所带来的泥沙挟走，造成了泥沙淤积。同时，由
于涨潮所带来的泥沙再悬浮也会加重淤积现象。
（4）洪水和枯水期河床受到冲刷的部位不同。一般弯曲的
河流有高水取直和低水坐弯的规律，在洪、枯水流向变化大的
主槽部位常形成淤积的浅滩。河水汇流时产生的水流流速重
分布和旋涡也容易产生淤积现象。
（5）人类活动会对长江的泥沙淤积产生一定的影响。围湖
造田和不合理的植被开采将会造成严重的水土流失，增加河
流中的泥沙含量，造成下游河道的淤积，并且在汛期时容易造
成洪涝灾害。而在长江的上游和各个支流修筑大坝则会对上
游的泥沙起到一定的拦截作用，减小下游河流中的泥沙含量。
7 问题展望与建议
有关长江的水库河道淤积问题，多采用挖槽和修建整治
工程建筑物等方式来进行治理。但是通过整治工程治理后，回
淤的情况也时有发生。虽然可以通过物理模型来验证整治方
案是否会产生回淤，但如果边界条件发生变化（如上游修筑大
坝等工程措施），使河道的水沙输移状况发生了改变，从而导
致原本通过物理模型试验不会发生回淤的位置产生了淤积。
合理地考虑到上游的工程措施所带来的水沙条件的改变，根
据此来预测下游的淤积情况并制定相应的工程措施。
在做物理模型试验的时候便充分考虑到上游及下游可能
的工程措施，并根据此来进行充分的模型试验论证，采取相应
的预防性工程措施来预防边界条件变化所带来的泥沙回淤所
造成的影响。该方法能够更加全面地预防边界条件变化所带
来回淤影响。能够大大降低由于上游工程所带来的泥沙输移
规律的改变，考虑到更多的情况。通过物理模型论证得到的结
果相对更精确，更加接近实际的水沙运动规律情况。但是该方
法的工程造价大，要考虑到尽可能多的变化情况，就要做更多
的物理模型，从而导致工程的造价提高。可能出现考虑不完善
的情况。虽然短期的上下游工程可以预见，可以进行方案规
划。但是从长期来看，还会有新的工程，而新的工程将会导致
新的水沙条件变化。并且，即便是短期的工程，也有可能出现
工程停工等不确定因素，验证时间增长。由于要做多个物理模
型试验，而每个模型试验都要根据时间比尺来进行足量时间
的试验，所以试验耗时将增长。
也可以根据实际情况，建立泥沙输移和淤积的数学模型。
设定不同的变量来模拟可能改变的边界条件，计算出可能发
生的回淤河段。以此来优化整治工程，降低回淤的可能性，该
方法工程造价低。通过数学模型来模拟实际泥沙输移，相对于
物理模型试验，可以大大缩减造价，试验时间短。通过数学模
型可以快速得出淤积结果，相对于物理模型试验可以缩短更
多的试验时间，但是可靠性较低。由于计算机的运算能力有限
和现今的技术限制，数学模型无法完全再现泥沙的输移情况，
所以无法得出准确的输移和淤积情况。
参考文献
[1] 张帅帅，杨胜发，何洋，等. 长江弯曲型河段泥沙淤积特性分析[J].
水运工程，2013（3）：175-179.
[2] 李九发，何青，张琛.长江河口拦门沙河床淤积和泥沙再悬浮过
程[J].海洋与湖沼，2000，32（1）：101-109.
[3] 李国英.我国主要江河泥沙淤积情况及治理措施[J].水利水电技
术，1997（4）：2-6.
收稿日期院2021-06-06
作者简介院徐威震（1987—），男，汉族，河南安阳人，硕士研究
生，工程师，主要从事水文水资源、水库河流泥沙淤积及水利
规划工作。
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