<4D6963726F736F667420506F776572506F696E74202D20CEE4BABAB4F3D1A7B5E4D0CDCBAEBFE2>

国 外 典 型 水 利 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 武 汉 大 学 1

主 要 内 容 1. 专 题 概 要 2. 阿 斯 旺 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 3. 伊 泰 普 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 4. 格 伦 峡 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 5. 胡 佛 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 6. 罗 贡 坝 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 7. 塔 坝 拉 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 8. 休 姆 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 9. 莱 茵 河 上 游 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 10. 典 型 水 库 对 河 流 健 康 影 响 评 价 11. 结 论 与 展 望 2

专 题 研 究 背 景 河 流 健 康 内 涵 健 康 的 河 流 水 量 充 足, 水 质 优 良 生 态 系 统 自 行 恢 复 能 力 良 好 水 体 的 各 种 功 能 发 挥 正 常 3

水 利 工 程 对 河 流 健 康 的 影 响 除 土 地 开 发 农 业 垦 殖 和 森 林 砍 伐 利 用 以 外, 兴 建 水 利 工 程 是 一 种 在 流 域 和 地 区 水 平 上 对 河 流 健 康 产 生 重 大 影 响 的 事 件 供 水 防 洪 灌 溉 发 电 航 运 渔 业 旅 游 推 动 经 济 发 展, 促 进 社 会 进 步 4

水 利 工 程 引 发 的 负 效 应 在 世 界 各 大 江 河 开 发 中 普 遍 存 在 莱 茵 河 : 渠 化 改 变 了 水 沙 组 合 河 床 冲 刷 非 洲 尼 罗 河 欧 洲 亚 洲 长 江 黄 河 与 印 度 河 科 罗 拉 多 河 : 大 量 用 水 工 程 河 道 萎 缩 断 流 水 质 恶 化 美 洲 亚 马 逊 河 密 西 西 比 河 尼 罗 河 : 阿 斯 旺 大 坝 改 变 了 水 沙 输 移 关 系 断 流 三 角 洲 后 退 密 西 西 比 河 : 大 量 水 坝 改 变 了 水 沙 过 程 湿 地 退 化 盐 水 入 侵 5

本 研 究 将 采 用 搜 集 大 量 的 已 有 研 究 成 果 的 方 式, 对 其 进 行 分 类 归 纳 分 析 和 综 合, 对 国 外 典 型 水 利 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 进 行 深 入 和 全 面 的 研 究 6

根 据 专 题 研 究 任 务, 选 择 国 外 典 型 水 利 枢 纽 作 为 本 专 题 的 研 究 对 象 其 中 世 界 著 名 水 利 工 程 包 括 : 如 表 -1 所 示 大 坝 名 称 阿 斯 旺 伊 泰 普 地 域 埃 及 开 罗 以 南 700km 的 尼 罗 河 东 岸 流 经 巴 西 和 巴 拉 圭 两 国 之 间 的 巴 拉 那 河 典 型 水 利 枢 纽 的 选 择 表 -1 典 型 水 利 工 程 运 行 年 份 ( 年 ) 1964 1982 装 机 容 量 ( 万 KW ) 210 1400 库 容 ( 亿 m3 ) 1620 290 运 用 方 式 蓄 洪 径 流 式 作 用 灌 溉 发 电 防 洪 发 电 格 伦 峡 美 国 亚 利 桑 那 州 科 罗 拉 多 河 1964 95 333 蓄 洪 运 用 灌 溉 发 电 胡 佛 美 国 内 华 达 州 科 罗 拉 多 河 1935 208 367 蓄 洪 运 用 发 电 航 运 灌 溉 7

大 坝 名 称 地 域 运 行 年 份 ( 年 ) 装 机 容 量 ( 万 KW) 库 容 ( 亿 m3 ) 运 用 方 式 作 用 罗 贡 坝 塔 吉 克 斯 坦 阿 姆 河 1989 360 133 梯 级 联 合 调 度 灌 溉 发 电 防 洪 塔 坝 拉 巴 基 斯 坦 Indus 河 1977 347.8 14.33 蓄 洪 运 用 灌 溉 防 洪 发 电 莱 茵 河 上 游 水 利 枢 纽 瑞 士 莱 茵 河 联 合 调 度 防 洪 航 运 发 电 休 姆 大 洋 洲 的 墨 累 河 1936 5 30 蓄 洪 运 用 灌 溉 防 洪 工 业 用 途 8

资 料 搜 集 具 体 资 料 的 收 集 : 专 业 网 站 查 阅 大 量 水 利 方 面 的 期 刊 和 会 议 论 文 资 料 查 阅 大 量 的 专 题 研 究 报 告, 例 如 美 国 地 调 局 的 研 究 报 告 世 界 银 行 的 各 种 水 利 工 程 评 估 报 告 等 9

研 究 内 容 国 外 典 型 水 利 枢 纽 修 建 后 上 游 库 区 与 河 道 的 淤 积 过 程 国 外 典 型 水 利 枢 纽 修 建 后 下 游 河 道 的 冲 刷 过 程 国 外 典 型 水 库 运 行 方 式 对 上 下 游 河 道 冲 淤 过 程 的 影 响 国 外 典 型 骨 干 水 利 枢 纽 对 水 环 境 与 生 态 的 影 响 10

主 要 内 容 1. 专 题 概 要 2. 阿 斯 旺 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 3. 伊 泰 普 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 4. 格 伦 峡 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 5. 胡 佛 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 6. 罗 贡 坝 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 7. 塔 坝 拉 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 8. 休 姆 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 9. 莱 茵 河 上 游 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 10. 典 型 水 库 对 河 流 健 康 影 响 评 价 11. 结 论 与 展 望 11

2.1 尼 罗 河 古 埃 及 文 明 的 发 祥 地, 埃 及 的 母 亲 河 干 流 全 长 约 6825km, 流 域 面 积 290 万 km 2 年 径 流 量 变 化 :400-1500 亿 m 3 共 建 造 过 7 座 水 坝 和 水 库, 用 于 年 调 节 或 长 期 调 节 水 量 尼 罗 河 流 域 12

2.1 阿 斯 旺 水 利 枢 纽 多 年 调 节 水 库 ( 主 要 任 务 是 灌 溉 发 电 防 洪 航 运 ) 水 位 182 m 时 库 容 1620 亿 m 3 水 位 147 m 时 死 库 容 为 310 亿 m 3 正 常 蓄 水 位 175m 有 效 库 容 900 亿 m 3 阿 斯 旺 水 利 枢 纽 13

2.2 阿 斯 旺 大 坝 修 建 后 上 游 库 区 与 河 道 的 淤 积 过 程 阿 斯 旺 年 平 均 来 水 量 840 亿 m 3, 年 平 均 来 沙 量 1.34 亿 t 阿 斯 旺 14

2.2.1 变 动 回 水 区 泥 沙 淤 积 形 态 及 分 析 正 常 蓄 水 位 175m 死 水 位 147m 图 2-4 建 坝 前 后 不 同 测 站 上 游 河 床 高 程 沿 程 变 化 ( 建 坝 前,--1973 年, 1985 年, 1998 年 ) 变 动 回 水 区 位 置 呈 三 角 洲 淤 积 形 态, 前 坡 段 洲 面 段 尾 部 特 点 较 明 显, 且 随 时 间 向 坝 前 推 进 建 坝 后 至 1985 年 为 水 库 的 主 要 淤 积 时 段, 以 后 水 库 淤 积 幅 度 放 缓 1985 1998 年 的 河 床 淤 积 后, 其 高 程 普 遍 高 于 死 水 位 147m, 有 效 库 容 损 失 15

变 动 回 水 区 泥 沙 淤 积 形 态 及 分 析 表 2-4 纳 赛 尔 湖 平 均 悬 移 质 含 沙 量 浓 度 分 布 和 床 沙 组 成 情 况 泥 沙 颗 粒 粒 径 沿 程 变 小 1976 1980 年 平 均 河 床 淤 积 物 以 沙 粒 为 主 ; 1998 年 淤 积 物 以 沙 粒 和 粉 粒 为 主 16

2.2.2 常 年 回 水 区 泥 沙 淤 积 形 态 及 分 析 范 围 : 变 动 回 水 区 至 坝 前 水 深 较 大, 淤 积 程 度 较 轻, 相 关 资 料 较 少 17

2.2.3 坝 前 异 重 流 排 沙 采 取 了 异 重 流 排 沙 的 方 法 以 减 轻 坝 前 泥 沙 淤 积 问 题 据 估 计, 平 均 有 1.34 亿 t 泥 沙 进 入 纳 赛 尔 湖, 其 中 97% 淤 积 在 湖 内, 剩 下 的 3%( 每 年 400 万 t) 利 用 异 重 流 通 过 阿 斯 旺 高 坝 流 入 尼 罗 河 下 游 河 段 阿 斯 旺 大 坝 采 取 的 异 重 流 排 沙 措 施, 有 别 于 我 国 三 门 峡 水 库 等 的 运 用, 不 会 对 水 库 带 来 较 大 影 响 18

2.3 阿 斯 旺 大 坝 修 建 后 下 游 河 道 的 冲 刷 过 程 水 沙 输 移 变 化 河 势 调 整 冲 刷 影 响 阿 斯 旺 大 坝 下 游 19

2.3.1 阿 斯 旺 下 游 河 道 水 沙 输 移 变 化 含 沙 量 恢 复 : 建 坝 后 直 到 1967 年 以 后 下 游 基 本 达 到 冲 淤 平 衡 床 面 粗 化 : 建 坝 前, 尼 罗 河 下 游 阿 斯 旺 大 坝 到 三 角 洲 拦 河 坝 之 间 河 段 河 床 中 值 粒 径 的 平 均 值 约 为 0.22mm; 建 坝 以 后, 这 一 数 值 增 大 到 0.23 至 0.42mm 水 力 特 征 变 化 : 流 量 降 低 水 深 下 降 平 均 流 速 减 小 过 水 断 面 面 积 减 小 表 2-9 洪 峰 流 量 期 间 哈 纳 提 (Hanadi) 测 站 建 坝 前 后 各 项 水 力 特 征 条 件 流 量 m 3 ( /s) 水 深 (m) 平 均 流 速 (m/s) 过 水 断 面 面 积 (m 2 ) 最 大 河 宽 (m) 建 坝 前 8200 11.2 1.50 5500 487 建 坝 后 2350 5.9 0.84 2800 474 20

2.3.2 阿 斯 旺 大 坝 修 建 后 下 游 河 道 河 势 调 整 特 点 (1) 河 道 摆 动 和 河 型 的 变 化 1 坝 下 游 局 部 河 段 主 槽 萎 缩 与 崩 岸 现 象 2 坝 下 游 河 岸 长 度 发 生 较 明 显 的 减 少 (2) 河 口 海 岸 岸 线 的 演 变 侵 蚀 始 于 1900 年, 至 1964 年 平 均 每 年 蚀 退 20m, 而 在 1964 至 1991 年 期 间, 海 岸 线 后 退 的 速 度 增 至 每 年 120 240m 岸 线 退 蚀 21

2.4 阿 斯 旺 高 坝 运 行 方 式 对 水 库 淤 积 的 影 响 分 析 坝 内 淤 积 形 态 运 行 方 式 : 蓄 洪 运 用 淤 积 形 态 : 三 角 洲 淤 积 淤 积 厚 度 : 最 大 达 到 30m 22

水 库 运 行 方 式 对 水 库 经 济 效 益 水 库 的 健 康 程 度 和 水 库 的 使 用 寿 命 等 的 综 合 分 析 水 库 效 益 防 洪 抗 旱 扩 大 土 地 种 植 面 积, 提 高 作 物 产 量 发 电 效 益 航 运 和 旅 游 业 的 发 展 纳 赛 尔 湖 渔 业 增 产 水 库 在 设 计 中 考 虑 到 高 程 147 米 以 下 的 死 库 容 为 310 亿 m 3, 500 年 的 泥 沙 淤 积 才 能 将 这 些 死 库 容 淤 满 23

2.5 阿 斯 旺 高 坝 运 行 方 式 对 坝 下 游 河 道 冲 淤 变 化 影 响 分 析 冲 刷 特 点 冲 刷 过 程 : 冲 刷 主 要 发 生 在 1964 年 大 坝 开 始 截 流 到 1970 年 大 坝 完 工 期 间, 冲 刷 深 度 不 到 1m 分 段 冲 刷 : 下 游 近 坝 段 河 床 下 切 较 下 游 河 床 下 切 略 微 明 显 一 些. 河 势 调 整 主 槽 萎 缩, 崩 岸 发 生 24

2.6 阿 斯 旺 高 坝 对 水 环 境 与 生 态 的 影 响 主 要 影 响 不 同 观 点 沙 漠 植 被 化 纳 赛 尔 湖 渔 业 增 产 土 地 盐 咸 化 水 体 富 营 养 化 棉 花 减 产 藻 类 增 加 游 水 草 问 题 流 行 病 的 发 病 文 物 被 淹 没 岸 坡 被 冲 刷 尼 罗 河 下 游 河 道 退 化 对 地 中 海 生 态 的 影 响 vs 纳 赛 尔 湖 和 下 游 尼 罗 河 的 水 质 都 是 比 较 好 的 纳 赛 尔 湖 的 水 清 澈 透 明, 船 行 碧 波 荡 漾 下 游 的 尼 罗 河 水 体 较 清, 水 面 没 有 漂 浮 物, 岸 边 也 没 有 明 显 的 污 染 带 主 要 措 施 手 工 机 器 化 学 (1990 年 后 禁 止 ) 生 物 等 除 草 方 法 水 草 措 施 文 物 淹 没 问 题 水 质 监 控 阿 斯 旺 大 坝 的 修 建 有 利 有 弊, 自 运 行 以 来 在 生 态 环 境 监 测 方 面 积 累 了 丰 富 的 数 据, 这 些 成 果 和 结 论 如 纳 赛 尔 湖 的 水 质 问 题 下 游 河 床 的 冲 刷 问 题 等 为 以 后 的 工 程 提 供 较 好 的 参 考 意 义 25

2.7 本 章 小 结 (1) 绝 大 部 分 来 沙 都 被 拦 在 库 区, 库 尾 的 淤 积 体 呈 三 角 洲 淤 积 体 发 展 的 规 律 水 库 运 行 后 90% 以 上 的 来 沙 都 淤 积 在 库 中, 但 由 于 库 容 大 来 沙 量 相 对 较 少, 因 此 泥 沙 淤 积 对 水 库 的 寿 命 影 响 有 限 (2) 下 游 河 道 表 现 为 冲 刷 具 体 表 现 为 主 槽 萎 缩 崩 岸 发 生 河 势 蜿 蜒 形 态 变 化 (3) 阿 斯 旺 高 坝 运 行 后, 在 发 电 航 运 防 洪 灌 溉 供 水 和 旅 游 业 等 方 面 给 社 会 和 经 济 发 展 作 出 了 较 大 贡 献 对 水 环 境 与 生 态 的 不 利 影 响 : 土 壤 盐 碱 化 水 质 出 现 不 同 程 度 的 恶 化 水 生 物 栖 息 环 境 不 同 程 度 的 改 变 文 物 和 景 观 的 破 坏 等 几 个 方 面 通 过 成 立 相 关 的 研 究 和 监 督 机 构 兴 建 一 系 列 工 程 等 措 施 从 一 定 程 度 上 减 缓 了 由 于 水 库 枢 纽 的 运 行 所 带 来 的 不 利 影 响 26

1. 专 题 概 要 2. 阿 斯 旺 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 3. 伊 泰 普 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 4. 格 伦 峡 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 5. 胡 佛 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 6. 罗 贡 坝 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 7. 塔 坝 拉 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 8. 休 姆 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 9. 莱 茵 河 上 游 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 10. 典 型 水 库 对 河 流 健 康 影 响 评 价 11. 结 论 与 展 望 27

3.1 巴 拉 那 河 伊 泰 普 大 坝 全 长 5290km, 流 域 面 积 280 万 km 2 流 域 内 降 水 丰 富, 主 流 水 量 充 沛 巴 拉 那 河 流 域 28

伊 泰 普 水 利 枢 纽 靠 其 上 游 干 支 流 水 库 调 节, 一 般 常 年 按 径 流 电 站 运 行 水 库 水 位 变 化 不 大 伊 泰 普 湖 长 170km, 最 大 水 深 170m, 蓄 水 290 亿 m 3 伊 泰 普 水 利 枢 纽 29

3.2 伊 泰 普 水 电 站 修 建 后 上 游 库 区 与 河 道 的 淤 积 过 程 正 常 蓄 水 位 220m 有 效 库 容 190 亿 m 3 入 库 点 位 于 瓜 伊 拉 站 ( 距 坝 址 约 150km) 巴 拉 那 河 含 沙 量 较 低, 平 均 年 输 沙 量 估 计 为 4500 万 t 30

3.3 伊 泰 普 水 电 站 修 建 后 下 游 河 道 的 冲 刷 过 程 伊 泰 普 大 坝 水 流 变 化 冲 刷 影 响 伊 泰 普 水 电 站 下 游 31

坝 下 游 Santa Fe 处 水 流 变 化 特 点 ( 距 坝 约 600km ) 洪 水 的 最 高 和 最 低 水 位 差 有 一 定 程 度 的 减 小 年 最 低 水 位 增 加, 洪 水 过 程 延 长 32

3.3.2 坝 下 游 冲 刷 近 坝 处 河 道 和 两 岸 发 生 冲 刷 : 约 80% 的 泥 沙 被 拦 截 在 伊 泰 普 电 站 和 雅 西 利 塔 水 电 站 之 间 支 流 泥 沙 入 汇 : 在 下 游 由 于 巴 拉 圭 河 的 支 流 Bermejo 河 向 此 处 输 送 了 85% 的 泥 沙, 使 得 其 水 流 含 沙 量 恢 复 到 了 建 坝 前 的 水 平 33

3.4 伊 泰 普 大 坝 运 行 方 式 对 水 库 经 济 效 益 水 库 使 用 寿 命 等 影 响 的 综 合 分 析 水 库 效 益 经 济 发 展 发 电 效 益 旅 游 业 的 发 展 航 运 的 发 展 运 行 方 式 : 径 流 式 运 用 使 用 寿 命 : 最 少 可 以 使 用 200 年 34

3.5 伊 泰 普 水 电 站 对 水 环 境 与 生 态 的 影 响 主 要 影 响 植 被 破 坏 和 恢 复 鱼 类 的 影 响 水 质 影 响 气 候 的 影 响 主 要 措 施 文 物 保 护 与 移 民 安 置 水 环 境 保 护 植 物 品 种 和 森 林 的 保 护 鱼 类 的 保 护 与 水 产 养 殖 保 护 区 的 建 立 环 境 保 护 基 本 规 划 与 政 策 法 规 各 种 措 施 试 图 将 电 站 对 区 域 内 的 水 环 境 与 生 态 的 不 利 影 响 最 小 化 35

3.7 本 章 小 结 (1) 水 库 的 有 效 寿 命 至 少 为 350 年 最 近 进 行 的 测 深 数 据 表 明, 在 库 尾 和 某 些 支 流 的 河 口 处 有 少 量 泥 沙 淤 积 (2) 几 乎 所 有 的 泥 沙 都 被 拦 截 在 伊 泰 普 水 电 站 和 雅 西 利 塔 水 电 站 库 区 内, 电 站 运 行 后 沙 量 减 少 80%, 坝 下 游 河 道 发 生 冲 刷 由 于 支 流 伯 米 州 河 向 此 处 输 送 了 85% 的 泥 沙, 使 得 其 水 流 含 沙 量 恢 复 到 了 建 坝 前 的 水 平 (3) 大 坝 蓄 水 运 行 后, 在 发 电 航 运 防 洪 灌 溉 供 水 和 旅 游 业 等 方 面 给 社 会 和 经 济 发 展 作 出 了 较 大 贡 献 对 水 环 境 与 生 态 的 不 利 影 响 主 要 表 现 在 植 被 的 破 坏 水 质 的 影 响 鱼 类 的 影 响 气 候 的 变 化 等 几 个 方 面 通 过 成 立 相 关 的 研 究 和 监 督 机 构 建 立 生 物 保 护 区 加 强 保 护 水 环 境 与 生 态 的 教 育 兴 建 一 系 列 工 程 等 措 施 从 一 定 程 度 上 减 缓 了 由 于 水 库 枢 纽 的 运 行 所 带 来 的 不 利 影 响 36

1. 专 题 概 要 2. 阿 斯 旺 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 3. 伊 泰 普 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 4. 格 伦 峡 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 5. 胡 佛 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 6. 罗 贡 坝 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 7. 塔 坝 拉 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 8. 休 姆 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 9. 莱 茵 河 上 游 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 10. 典 型 水 库 对 河 流 健 康 影 响 评 价 11. 结 论 与 展 望 37

4.1 科 罗 拉 多 河 全 长 2333km 先 后 兴 建 了 14 座 控 制 性 水 库 和 32 项 灌 溉 工 程 在 美 国 境 内 的 水 库 总 库 容 达 740 亿 m 3, 约 是 美 国 境 内 年 平 均 径 流 量 的 3.6 倍 科 罗 拉 多 河 流 域 38

格 伦 峡 水 利 枢 纽 与 位 于 其 下 游 的 胡 佛 大 坝 等 大 型 水 利 工 程 共 同 作 用, 完 成 农 业 灌 溉 发 电 和 旅 游 的 目 的 格 伦 峡 水 利 枢 纽 39

格 伦 峡 坝 修 建 后 上 游 库 区 与 河 道 的 淤 积 过 程 大 坝 最 大 年 径 流 量 260 亿 m 3,1971-2000 年 平 均 年 径 流 量 约 为 148 亿 m 3 河 流 年 均 含 沙 量 大, 约 27.5kg/m 3 在 科 罗 拉 多 大 峡 谷 处 测 得 年 均 输 沙 量 为 1.81 亿 t, 平 均 含 沙 量 11.6kg/m 3 水 库 经 过 了 17 年 的 运 行 时 间 至 1980 年 才 第 一 次 达 到 其 正 常 蓄 水 位 1128m 40

4.2 格 伦 峡 坝 修 建 后 上 游 库 区 与 河 道 的 淤 积 过 程 库 长 289km, 为 峡 谷 型 水 库 1963 年 总 库 容 333 亿 m 3, 死 水 位 1064m, 正 常 蓄 水 位 1128m, 有 效 库 容 257 亿 m 3, 水 库 面 积 653 km 2 1986 年 库 容 减 少 到 323 亿 m 3, 库 内 已 淤 积 10.7 亿 m 3, 大 量 泥 沙 淤 积 在 水 库 尾 部 死 水 位 以 上 的 有 效 库 容 内 格 伦 峡 41

4.2.1 库 区 主 要 淤 积 资 料 来 源 及 分 析 1986 年 最 高 运 行 水 位 3700feet 1986 年 最 低 运 行 水 位 3681feet 死 水 位 3491feet (1064m) 淤 积 最 为 严 重 变 动 回 水 区 :209-289km 三 角 洲 淤 积 体 形 态 显 著 随 水 库 运 行 时 间 加 大, 淤 积 加 大, 前 坡 段 向 坝 前 推 进 洲 面 段 抬 高 库 尾 有 部 分 河 床 出 露 210-263km 42 (2004 美 国 垦 务 局 报 告 )

库 区 主 要 淤 积 资 料 来 源 及 分 析 (2005 美 国 地 质 调 查 局 与 国 家 公 园 报 告 ) 43

4.2.3 中 间 段 泥 沙 冲 淤 约 距 坝 95-209km 范 围 内 河 床 淤 积 较 少 程 度 较 轻 且 较 均 匀 的 分 布 于 河 床 上 44

4.2.4 近 坝 段 泥 沙 淤 积 特 点 及 形 态 分 析 坝 前 泥 沙 淤 积 显 示 出 逐 年 增 加 的 趋 势, 建 坝 前 至 1986 年 为 坝 前 泥 沙 淤 积 的 主 要 阶 段, 近 坝 段 泥 沙 淤 积 幅 度 自 坝 前 向 上 游 减 小, 支 流 的 入 汇 与 淤 积 高 程 的 抬 升 45

4.2.5 库 区 泥 沙 淤 积 主 要 影 响 因 素 来 水 条 件 的 影 响 持 续 干 旱 库 水 位 较 低 2002 年 3 月 2003 年 3 月 干 旱 导 致 海 特 港 地 附 近 的 淤 积 三 角 洲 河 床 外 露 46

库区泥沙淤积主要影响因素 ¾ 库区地形条件的影响 位于美国大峡谷地区 属于比较明显的峡谷型水库 由相对狭窄的河道进入湖面较宽处时 泥沙落淤 库尾 近坝段 47

4.3 格 伦 峡 大 坝 修 建 后 下 游 河 道 的 冲 刷 过 程 水 沙 输 移 变 化 河 势 调 整 冲 刷 影 响 Glen Canyon 下 游 河 道 示 意 图 48

4.3.1 水 沙 输 移 变 化 建 坝 前 : 河 道 每 年 在 7 月 至 翌 年 3 月 期 间 发 生 淤 积, 在 春 汛 (4 6 月 ) 期 间 发 生 冲 刷, 床 面 泥 沙 发 生 粗 化 建 坝 后 : 上 游 泥 沙 供 给 量 减 少 90% 以 上, 大 坝 刚 开 始 蓄 水 时, 坝 下 游 支 流 ( 主 要 是 paria 河 ) 入 汇 的 泥 沙 对 下 游 产 生 影 响, 床 面 泥 沙 发 生 细 化 悬 移 质 含 沙 量 增 大 ; 大 坝 蓄 水 开 始 泄 流 以 后, 支 流 泥 沙 的 影 响 逐 渐 弱 化, 悬 移 质 含 沙 量 开 始 降 低, 床 面 泥 沙 粗 化 1983 年 大 坝 蓄 到 正 常 水 位 以 后, 床 面 泥 沙 发 生 粗 49化

4.3.2 近 坝 处 河 道 变 化 特 点 近 坝 处 到 坝 下 第 一 个 主 要 支 流 Paria 河 之 间 约 20km 的 河 道 演 变 特 点 : 局 部 河 岸 冲 刷 河 岸 侵 蚀 量 小 于 河 床 主 河 道 平 均 河 宽 减 少 可 能 是 洪 水 流 量 的 减 少 引 起 的 50

4.3.3 冲 刷 影 响 分 析 冲 刷 过 程 :1965 年 的 泄 流 期 间, 河 床 冲 刷 最 大, 以 后, 泥 沙 冲 刷 速 率 迅 速 减 小 1965 年 1975 年 之 间, 大 坝 的 下 泄 水 量 偏 小, 河 床 泥 沙 的 冲 刷 速 率 达 到 最 小 1975 年 1990 年 之 间, 部 分 断 面 发 生 不 同 程 度 的 冲 刷, 部 分 断 面 保 持 冲 淤 平 衡 浅 滩 和 深 潭 的 冲 刷 : 浅 滩 和 深 潭 的 冲 刷 形 态 差 别 较 大 总 的 来 说, 深 潭 中 的 河 床 冲 刷 深 度 要 超 过 浅 滩 下 游 浅 滩 上 的 冲 刷 深 度 随 离 坝 距 离 的 增 加 而 减 少 51

河 道 断 面 变 化 坝 下 游 15.8km 处 断 面 形 态 调 整 坝 下 游 10.3km 处 断 面 形 态 调 整 52

4.4 格 伦 峡 大 坝 运 行 方 式 对 水 库 淤 积 的 影 响 分 析 淤 积 形 态 的 影 响 : 库 尾 主 要 呈 现 出 三 角 洲 淤 积 形 态, 中 间 库 段 主 要 呈 带 状 淤 积 形 态 淤 积 特 点 的 影 响 : 水 库 淤 积 平 衡 的 年 限 较 长 53

水 库 运 行 方 式 对 水 库 经 济 效 益 水 库 的 健 康 程 度 和 水 库 的 使 用 寿 命 等 的 综 合 分 析 水 库 效 益 农 业 灌 溉 发 电 兴 利 旅 游 娱 乐 1963-1986 年, 淤 积 10.7 亿 m 3 泥 沙,23 年 内 每 年 淤 积 4550 万 m 3 泥 沙 如 按 照 这 个 淤 积 速 度, 并 考 虑 到 电 站 的 安 全 运 行, 电 站 至 少 可 以 使 用 200 年 54

4.5 格 伦 峡 大 坝 对 水 环 境 与 生 态 的 影 响 主 要 影 响 低 温 水 的 影 响 幼 鱼 和 昆 虫 的 死 亡 大 坝 下 游 栖 息 地 被 改 变 综 合 评 价 格 伦 峡 大 坝 的 建 设 对 各 方 面 的 影 响 有 利 有 弊 大 坝 建 成 多 年 后, 负 面 作 用 就 显 露 出 来, 并 随 着 时 间 的 推 移 变 得 日 益 严 重 但 通 过 制 定 大 峡 谷 保 护 法 案 对 电 站 进 水 口 结 构 进 行 研 究 人 造 洪 水 试 验 采 用 适 应 性 管 理 等 从 一 定 程 度 上 抑 制 了 不 利 影 响 55

4.6 本 章 小 结 (1) 水 库 运 行 后 90% 以 上 的 来 沙 都 淤 积 在 库 中, 库 尾 的 淤 积 体 呈 三 角 洲 淤 积 体 发 展 的 规 律 但 由 于 库 容 大 来 沙 量 相 对 较 少, 因 此 泥 沙 淤 积 对 水 库 的 寿 命 影 响 有 限 (2) 大 坝 蓄 水 运 行 后, 下 游 河 道 表 现 为 冲 刷 其 下 游 浅 滩 (riffle) 和 深 潭 (pool) 的 冲 刷 形 态 差 别 较 大, 深 潭 的 冲 刷 深 度 超 过 浅 滩, 近 坝 处 到 坝 下 第 一 个 主 要 支 流 Paria 河 之 间, 局 部 河 岸 的 冲 刷 河 岸 的 侵 蚀 量 小 于 河 床, 主 河 道 平 均 水 面 宽 减 少 (3) 大 库 蓄 水 运 行 后, 在 发 电 航 运 防 洪 灌 溉 供 水 和 旅 游 业 等 方 面 给 社 会 和 经 济 发 展 作 出 了 较 大 贡 献 对 水 环 境 与 生 态 的 不 利 影 响 : 低 温 水 的 影 响 幼 鱼 和 昆 虫 的 死 亡 大 坝 下 游 栖 息 地 被 改 变 土 地 盐 碱 化 加 重 等 几 个 方 面 通 过 制 定 大 峡 谷 保 护 法 案 对 电 站 进 水 口 结 构 进 行 研 究 人 造 洪 水 试 验 采 用 适 应 性 管 理 等 从 一 定 程 度 上 减 缓 了 由 于 水 库 枢 纽 的 运 行 所 带 来 的 不 利 影 响 56

1. 专 题 概 要 2. 阿 斯 旺 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 3. 伊 泰 普 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 4. 格 伦 峡 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 5. 胡 佛 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 6. 罗 贡 坝 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 7. 塔 坝 拉 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 8. 休 姆 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 9. 莱 茵 河 上 游 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 10. 典 型 水 库 对 河 流 健 康 影 响 评 价 11. 结 论 与 展 望 57

5.1 胡 佛 水 利 枢 纽 工 程 主 要 开 发 目 标 是 防 洪 航 运 灌 溉 城 市 生 活 工 业 用 水 和 发 电 米 德 湖 最 大 容 量 367 亿 km 2 胡 佛 水 利 枢 纽 58

死 水 位 272.8m 死 库 容 123.6 亿 m 3 最 大 库 容 367 亿 m 3 主 要 流 域 :Gregg Basin Temple Basin Virgin Basin Boulder Basin 主 要 支 流 :Overton Arm 西 北 部 Las Vegas Wash 59

5.2 胡 佛 大 坝 修 建 后 上 游 库 区 与 河 道 的 淤 积 过 程 60

5.2.1 变 动 回 水 区 泥 沙 淤 积 形 态 分 析 2001 年 1963 年 1948 年 1935 年 位 于 距 坝 70 110miles(112.6-177km) 的 范 围 内 较 明 显 的 三 角 洲 状 淤 积 体 形 态, 前 坡 段 顶 点 洲 面 段 前 坡 段 向 坝 前 推 进, 顶 高 程 抬 高 1963 年 前, 淤 积 速 度 较 快 ;1963 年 格 兰 峡 建 坝 后, 预 计 速 度 减 缓 61

5.2.2 常 年 回 水 区 泥 沙 淤 积 形 态 分 析 距 坝 约 8-112km(5-70miles) 范 围 内 沿 程 淤 积 较 均 匀 支 流 Overton Arm 62

5.2.3 拉 斯 维 加 斯 湾 位 于 Boulder Basin 的 西 北 角, 与 拉 斯 维 加 斯 城 毗 邻 Las Vegas Wash, Gypsum Wash, Government Wash 的 淤 积 是 拉 斯 维 加 斯 湾 泥 沙 淤 积 的 主 要 部 分 淤 积 最 为 严 重 的 是 Las Vegas Wash 1935 年 水 库 蓄 水 后, 大 量 泥 沙 淤 积 于 拉 斯 维 加 斯 湾 至 2001 年 泥 沙 淤 积 体 积 达 568 万 m 3 63

5.3 胡 佛 大 坝 修 建 后 下 游 河 道 的 变 化 垦 务 局 1935-1943 的 监 测 资 料 表 明, 大 坝 运 行 的 第 一 年, 被 冲 刷 的 区 域 为 坝 下 游 42km 处, 冲 刷 较 严 重, 大 部 分 河 道 都 被 冲 刷 到 了 基 岩, 河 道 平 均 冲 深 1.7m 1936 年 延 伸 到 坝 下 游 69km 处, 冲 刷 区 域 逐 年 向 坝 下 游 发 展 到 1940 年, 冲 刷 区 域 发 展 到 坝 下 游 156km 处 1940 年 底, 坝 下 游 156km 区 域 内 冲 刷 约 3560 万 m 3 1943 年 对 下 游 河 道 冲 刷 进 行 了 最 后 一 次 观 测, 观 测 表 明, 距 坝 124km 的 区 域 内 冲 刷 约 8000 万 m 3 后, 河 段 变 得 相 对 稳 定 在 这 一 区 域 内, 河 道 冲 刷 深 度 从 0.3m 到 3m 不 等 64

建 坝 后 前 5 年, 最 大 冲 刷 值 达 5m, 中 值 粒 径 最 大 达 到 44mm, 研 究 区 域 内, 坝 下 游 3km 处 的 粗 化 现 象 最 明 显 建 坝 前, 近 坝 段 泥 沙 主 要 有 细 沙 组 成, 中 值 粒 径 约 为 0.23mm 65

5.4 胡 佛 大 坝 运 行 方 式 对 水 库 淤 积 的 影 响 分 析 运 行 方 式 : 蓄 洪 运 用 淤 积 形 态 : 变 动 回 水 区 呈 现 出 明 显 得 三 角 洲 淤 积 形 态, 常 年 回 水 区 主 要 呈 带 状 淤 积 形 态 使 用 寿 命 : 由 于 库 容 大 来 沙 量 相 对 很 少 ( 格 伦 峡 大 坝 修 建 后 ), 因 此 水 库 使 用 寿 命 影 响 有 限 水 库 效 益 防 洪 发 电 灌 溉 通 航 及 旅 游 城 市 及 工 业 供 水 66

5.5 胡 佛 大 坝 运 行 方 式 对 坝 下 游 河 道 冲 淤 变 化 影 响 分 析 大 坝 运 行 的 第 一 年, 下 游 河 道 的 冲 刷 较 严 重 冲 刷 距 离 逐 年 增 大, 直 到 1940 年 底 冲 淤 平 衡 1943 年 对 下 游 河 道 冲 刷 进 行 了 最 后 一 次 观 测, 观 测 表 明, 距 坝 124km 的 区 域 内 冲 刷 后, 河 段 变 得 相 对 稳 定 在 这 一 区 域 内, 河 道 冲 刷 深 度 从 0.3m 到 3m 不 等 67

5.6 胡 佛 大 坝 对 水 环 境 与 生 态 的 影 响 主 要 影 响 水 质 恶 化 科 罗 多 拉 生 态 环 境 用 水 矛 盾 加 大 对 鱼 类 的 影 响 水 库 引 发 地 震 主 要 措 施 喷 泉 等 工 程, 引 入 太 阳 蒸 发 池 或 进 行 渠 道 衬 砌, 修 建 井 群 净 化 水 厂 排 水 渠 扩 建 工 程 等 改 善 下 游 河 道 环 境 水 质 恶 化 河 口 湿 地 减 少 多 种 野 生 动 物 灭 绝 或 濒 临 灭 绝 等 问 题, 采 取 的 措 施 之 一 是 人 造 洪 水 采 取 增 加 环 境 用 水 份 额, 签 署 新 的 用 水 协 议 人 造 洪 水 兴 建 污 水 处 理 工 程 人 工 制 造 沉 淀 物 科 罗 拉 多 河 盐 碱 控 制 计 划 等 一 系 列 措 施 来 尽 量 减 小 其 不 利 影 响 68

5.7 本 章 小 结 (1) 水 库 运 行 后 90% 以 上 的 来 沙 都 淤 积 在 库 中, 库 尾 的 淤 积 体 呈 三 角 洲 淤 积 体 发 展 的 规 律 泥 沙 淤 积 对 水 库 的 寿 命 影 响 有 限 (2) 下 游 河 道 表 现 为 冲 刷 运 行 的 第 一 年, 下 游 河 道 冲 刷 较 严 重, 大 部 分 河 道 都 被 冲 刷 到 了 基 岩, 其 后 冲 刷 距 离 逐 渐 延 长 到 1940 年 底 ( 大 坝 运 行 5 年 ), 坝 下 游 156km 区 域 内 冲 刷 约 3560 万 m 3 ; 1943 年 后 河 段 变 得 相 对 稳 定 (3) 大 坝 运 行 后, 在 发 电 航 运 防 洪 灌 溉 供 水 和 旅 游 业 等 方 面 给 社 会 和 经 济 发 展 作 出 了 较 大 贡 献 对 水 环 境 与 生 态 的 不 利 影 响 : 水 质 恶 化 鱼 类 的 影 响 水 库 引 发 地 震 下 游 湿 地 面 积 大 幅 度 减 少, 野 生 生 物 失 去 生 存 条 件 等 几 个 方 面 目 前 采 取 了 增 加 环 境 用 水 份 额, 签 署 新 的 用 水 协 议 人 造 洪 水 兴 建 污 水 处 理 工 程 人 工 制 造 沉 淀 物 科 罗 拉 多 河 盐 碱 控 制 计 划 等 一 系 列 措 施 来 尽 量 减 小 其 不 利 影 响 69

1. 专 题 概 要 2. 阿 斯 旺 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 3. 伊 泰 普 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 4. 格 伦 峡 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 5. 胡 佛 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 6. 罗 贡 坝 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 7. 塔 坝 拉 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 8. 休 姆 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 9. 莱 茵 河 上 游 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 10. 典 型 水 库 对 河 流 健 康 影 响 评 价 11. 结 论 与 展 望 70

6.1 阿 姆 河 与 罗 贡 坝 中 亚 最 大 的 河 流, 全 长 2540km 年 平 均 含 沙 量 在 瓦 赫 什 河 附 近 大 约 为 4.24kg/m 3 在 克 尔 基 城 附 近 大 约 为 3.6kg/m 3 瓦 赫 什 河 是 组 成 阿 姆 河 的 第 二 大 河 流, 长 524km 71

6.1 阿 姆 河 与 罗 贡 坝 罗 贡 坝 位 于 瓦 赫 什 河 上, 坝 高 335 米, 是 世 界 上 最 高 的 土 石 坝 工 程 之 一 坝 址 以 上 流 域 面 积 3.07 万 km 2 多 年 平 均 流 量 645m 3 /s, 年 输 沙 量 为 1 亿 t 水 库 回 水 长 度 为 65~70km, 水 库 面 积 为 160km 2, 水 库 总 库 容 133 亿 m 3, 有 效 库 容 86 亿 m 3 72

6.2 水 库 经 济 效 益 分 析 发 电 罗 贡 电 站 作 为 梯 级 的 龙 头, 实 现 对 瓦 赫 什 河 上 游 水 量 的 调 节, 增 加 下 游 电 站 的 可 利 用 水 头, 有 效 地 解 决 了 塔 吉 克 斯 坦 国 内 能 源 短 缺 的 现 状 灌 溉 与 生 活 用 水 罗 贡 坝 蓄 水 以 后, 与 下 游 的 水 库 联 合 调 节, 解 决 了 流 域 内 2807km 2 灌 溉 面 积 的 用 水 问 题 73

6.3 罗 贡 坝 对 水 环 境 与 生 态 的 影 响 主 要 影 响 施 工 对 环 境 的 影 响 阿 姆 河 入 海 流 量 日 益 减 少, 甚 至 断 流 咸 海 和 滨 咸 海 区 生 态 环 境 出 现 一 定 程 度 地 恶 化 74

6.4 本 章 小 结 瓦 赫 什 河 是 阿 姆 河 水 量 的 主 要 来 源, 承 担 着 流 域 附 近 多 个 国 家 的 灌 溉 任 务 罗 贡 坝 蓄 水 运 行 后, 在 发 电 航 运 防 洪 灌 溉 供 水 和 旅 游 业 等 方 面 给 社 会 和 经 济 发 展 作 出 了 较 大 贡 献 罗 贡 坝 等 梯 级 大 坝 的 修 建, 对 水 环 境 及 生 态 造 成 一 定 程 度 的 影 响, 使 得 流 入 咸 海 的 水 量 减 少 土 地 盐 碱 化 湿 地 及 植 被 遭 到 破 坏 75

1. 专 题 概 要 2. 阿 斯 旺 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 3. 伊 泰 普 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 4. 格 伦 峡 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 5. 胡 佛 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 6. 罗 贡 坝 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 7. 塔 坝 拉 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 8. 休 姆 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 9. 莱 茵 河 上 游 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 10. 典 型 水 库 对 河 流 健 康 影 响 评 价 11. 结 论 与 展 望 76

7.1 印 度 河 和 塔 贝 拉 水 利 枢 纽 印 度 河 : 中 国 境 内 的 狮 泉 河 克 什 米 尔 巴 基 斯 坦 阿 拉 伯 海 印 度 河 总 流 域 面 积 为 103.4 万 km 2, 干 流 长 约 2900km, 平 均 年 径 流 2070 亿 m 3, 年 输 沙 量 约 为 5.4 亿 ~6.3 亿 t, 平 均 含 沙 量 3kg/m 3 印 度 河 流 域 水 系 示 意 图 77

7.1 塔 贝 拉 水 利 枢 纽 工 程 主 要 开 发 目 标 是 灌 溉 发 电 防 洪 是 巴 基 斯 坦 西 水 东 调 的 关 键 工 程, 为 季 节 性 调 节 水 库 工 程 于 1968 年 开 工,1976 年 正 式 蓄 水 发 电 总 库 容 137 亿 m 2, 有 效 库 容 115 亿 m 3 图 7-4 塔 贝 拉 大 坝 及 周 围 主 要 控 制 工 程 分 布 示 意 图 78

7.2 塔 贝 拉 大 坝 修 建 后 上 游 库 区 与 河 道 的 淤 积 过 程 对 26 年 间 库 区 泥 沙 淤 积 统 计 与 分 析, 如 表 所 示 1974-1979 年 的 6 年 间, 泥 沙 淤 积 总 量 为 8.91 亿 m 3, 年 平 均 淤 积 量 1.49 亿 m 3 ;1979 年 后 淤 积 速 度 放 缓, 至 1983 的 4 年 间, 泥 沙 淤 积 总 量 减 少 为 3.26 亿 m 3, 年 均 淤 积 量 减 小 至 0.815 亿 m 3 ;1984-1999 年 的 15 年 间, 年 均 淤 积 量 为 0.92 亿 m 3 自 水 库 1974 年 蓄 水 至 1999 年 测 量 数 据 终 止 年, 水 库 年 均 淤 积 速 度 为 1.06 亿 m 3 在 1979-1982 年 间, 由 于 干 旱 的 影 响, 使 得 河 流 来 水 量 减 小, 进 入 水 库 的 泥 沙 量 减 少, 实 际 年 均 淤 积 速 率 减 小 79

7.2.1 变 动 回 水 区 泥 沙 淤 积 形 态 分 析 1997 年 威 胁 坝 前 5 个 高 程 较 低 的 取 水 口 1984 年 1979 年 1974 年 图 7-7 库 区 河 床 高 程 逐 年 淤 高 1974 年 塔 贝 拉 水 库 蓄 水 后, 库 内 泥 沙 淤 积 量 逐 年 增 长, 三 角 洲 淤 积 体 顶 点 大 约 以 平 均 1km/y 的 速 度 向 坝 前 推 移, 现 已 位 于 距 坝 前 14km 处, 淤 积 高 程 为 416m 最 近 的 一 次 水 文 地 形 测 量 显 示, 距 坝 前 16-48km 范 围 内, 泥 沙 淤 积 厚 度 最 大 达 62m 80

7.2.1 库 区 淤 积 形 态 与 分 析 水 库 运 行 后 水 位 的 抬 升 以 及 库 内 泥 沙 的 大 量 落 淤, 对 支 流 的 影 响 较 明 显 在 塔 贝 拉 大 坝 上 游 100km 处 的 布 朗 度 河 含 沙 量 较 大, 泥 沙 颗 粒 组 成 较 粗, 塔 贝 拉 水 库 蓄 水 以 后, 布 朗 度 河 下 游 的 侵 蚀 基 准 面 抬 高, 泥 沙 在 河 口 处 淤 积, 形 成 拦 门 沙, 造 成 布 朗 度 河 下 游 的 水 位 壅 高, 淤 积 不 断 上 延, 造 成 了 布 朗 度 河 上 游 小 水 大 灾 的 局 面, 防 洪 任 务 加 重 这 一 现 象, 颇 类 似 中 国 的 三 门 峡 水 库 建 成 后 对 渭 河 水 位 的 影 响 81

7.2.2 上 游 巴 沙 大 坝 修 建 后 对 塔 贝 拉 大 坝 库 区 的 影 响 巴 沙 大 坝 建 于 塔 贝 拉 上 游 约 314km 的 印 度 河 上 经 过 巴 沙 大 坝 的 拦 蓄 作 用 后, 汛 期 洪 峰 削 减, 枯 季 巴 沙 大 坝 下 泄 流 量 增 加 巴 沙 大 坝 将 规 律 性 地 影 响 塔 贝 拉 大 坝 高 低 流 量, 改 变 流 量 过 程 巴 沙 大 坝 的 运 行 寿 命 为 80 年 巴 沙 大 坝 运 行 后, 进 入 塔 贝 拉 水 库 的 来 沙 量 可 被 大 大 减 少 至 现 今 来 沙 量 的 40%, 进 而 将 延 长 塔 贝 拉 大 坝 的 寿 命 82

7.3 塔 贝 拉 大 坝 修 建 后 下 游 河 道 的 冲 刷 过 程 水 沙 输 移 变 化 河 势 调 整 83

7.3.1 坝 下 游 水 沙 输 移 变 化 特 点 与 分 析 (1) 悬 移 质 输 沙 量 的 变 化 塔 贝 拉 大 坝 建 成 之 前, 悬 移 质 输 沙 量 大 约 在 每 年 2.87 3.23 万 吨 每 年 大 约 有 8 吨 的 泥 沙 在 下 游 淤 积 建 坝 后, 下 游 输 沙 量 减 少 到 每 年 5.2 吨 (2) 坝 下 游 径 流 量 减 小 为 了 满 足 灌 溉 取 水 的 需 要, 印 度 河 在 塔 贝 拉 下 游 河 段 共 修 建 了 6 座 拦 河 坝, 如 下 表 所 示 大 坝 与 拦 河 坝 的 建 设 使 得 下 游 灌 溉 工 程 取 水 量 增 多, 导 致 下 游 径 流 量 减 少 的 重 要 原 因 之 一 拦 河 坝 建 成 时 间 最 大 设 计 流 量 (m 3 /s) Chashma 1971 31152 Guddu 1962 33984 Jinnah 1946 26904 Kotri 1955 24780 Sukkur Taunsa 1932 1959 42480 21240 84

7.3.2 坝 下 河 势 调 整 特 点 (1) 下 游 近 距 离 河 道 的 河 势 调 整 塔 贝 拉 水 库 采 用 蓄 洪 运 用 后, 下 泄 水 流 含 沙 量 较 低 坝 下 游 到 卡 拉 巴 格 具 有 山 区 河 流 的 典 型 特 征, 河 床 抗 冲 刷 性 较 强, 河 床 下 切 变 形 的 幅 度 不 大 在 塔 贝 拉 大 坝 下 游 很 长 河 段 内, 水 流 含 沙 量 得 不 到 恢 复, 冲 刷 距 离 很 远, 一 直 影 响 到 下 游 易 冲 河 段 塔 贝 拉 水 库 对 径 流 过 程 的 调 节, 减 少 下 游 洪 水 漫 滩 的 机 会, 水 流 基 本 归 槽, 有 些 河 岸 组 成 为 新 生 代 洪 积 物 或 者 淤 积 物 组 成, 河 岸 的 抗 冲 性 能 较 弱, 河 床 发 生 一 定 程 度 的 展 宽 变 形 85

7.3.2 坝 下 河 势 调 整 特 点 (2) 下 游 远 距 离 河 道 的 河 势 调 整 印 度 河 下 游 ( 卡 拉 巴 格 以 下 ) 具 有 平 原 河 流 的 特 征, 河 流 的 纵 向 稳 定 系 数 较 小, 河 床 泥 沙 易 冲 刷 滩 槽 高 差 不 大, 沙 质 河 岸 的 抗 冲 能 力 不 强, 其 横 向 稳 定 系 数 很 小 同 时 水 流 的 含 沙 量 在 这 里 得 到 补 给, 造 成 下 游 河 道 河 床 下 切 和 展 宽 同 时 进 行, 其 中 下 切 变 形 为 主 塔 贝 拉 水 库 运 用 以 来, 下 游 河 床 高 程 平 均 下 降 1.5m, 由 原 来 的 洲 滩 密 布, 河 流 分 汊 的 平 面 形 态 逐 步 向 单 一 河 槽 演 变 86

7.3.2 坝 下 河 势 调 整 特 点 (3) 对 印 度 河 河 口 的 影 响 印 度 河 河 口 属 于 泥 沙 较 多 ( 含 沙 量 仅 次 于 中 国 的 黄 河 ), 尾 闾 河 道 改 道 频 繁 的 河 流 印 度 河 河 口 地 带 河 道 演 变 强 度 较 大 主 流 摇 摆 不 定 印 度 河 径 流 含 沙 量 达 2.49 kg/m 3, 河 口 三 角 洲 发 展 比 较 迅 速 印 度 河 河 口 地 区 的 年 来 水 量 由 1892 年 的 1850 亿 m 3 减 少 到 20 世 纪 90 年 代 的 123 亿 m 3 塔 贝 拉 水 库 与 曼 格 拉 水 库 运 用 以 前, 印 度 河 河 口 三 角 洲 以 每 年 11.8m 的 速 度 向 阿 拉 伯 海 淤 进, 造 陆 作 用 明 显, 是 典 型 的 河 海 两 相 型 河 口 两 库 蓄 水 运 用 以 后, 入 海 流 量 减 少, 携 带 的 沙 量 也 减 少 了 很 多, 海 岸 带 波 浪 流 侵 蚀 作 用 凸 现, 局 部 海 岸 线 逐 年 崩 退, 河 口 地 区 的 生 态 环 境 破 坏 比 较 严 重 87

7.4 水 库 运 行 方 式 对 库 区 泥 沙 淤 积 及 灌 溉 防 洪 的 影 响 (1) 水 库 运 行 方 式 对 库 区 泥 沙 淤 积 影 响 塔 贝 拉 水 库 自 1991 年 起, 水 库 运 行 最 低 水 位 由 402.4m 上 调 至 1995 年 的 418.9m, 以 减 缓 三 角 洲 淤 积 体 向 坝 前 推 进 的 速 度, 对 库 区 泥 沙 淤 积 起 到 一 定 的 作 用 上 游 巴 沙 大 坝 修 建 后, 减 缓 了 库 区 泥 沙 的 淤 积 速 度, 延 长 水 库 使 用 寿 命 (2) 灌 溉 提 供 灌 溉 用 水 约 120 亿 m 3, 对 发 展 巴 基 斯 坦 经 济 起 着 重 要 作 用 (3) 防 洪 水 库 能 蓄 积 年 平 均 径 流 量 的 15% 塔 贝 拉 运 行 水 位 为 396 472m, 当 出 现 可 能 最 大 洪 水 时, 水 位 可 抬 高 到 474.4m 88

7.5 塔 贝 拉 大 坝 对 水 环 境 与 生 态 的 影 响 主 要 影 响 对 地 下 水 位 的 影 响 对 野 生 生 物 的 影 响 对 水 质 的 影 响 89

7.6 本 章 小 结 (1) 塔 贝 拉 大 坝 库 区 绝 大 部 分 来 沙 都 被 拦 在 库 区, 三 角 洲 淤 积 体 发 展 的 规 律 较 为 明 显 (2) 塔 贝 拉 大 坝 蓄 水 运 行 后, 只 有 2 3% 的 细 沙 被 冲 泄 到 坝 下, 大 坝 下 游 受 到 冲 刷 坝 下 游 近 距 离 河 段 内, 河 势 较 稳 定 远 距 离 河 段 内, 河 床 高 程 平 均 下 降 1.5m, 河 流 分 汊 的 平 面 形 态 逐 步 向 单 一 河 槽 演 变 印 度 河 河 口 三 角 洲 发 展 比 较 迅 速 (3) 对 水 库 水 质 地 下 水 位 和 野 生 物 有 一 定 程 度 的 影 响, 水 库 为 候 鸟 提 供 了 庇 护 巢 同 时 不 会 产 生 污 染 和 臭 气 90

1. 专 题 概 要 2. 阿 斯 旺 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 3. 伊 泰 普 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 4. 格 伦 峡 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 5. 胡 佛 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 6. 罗 贡 坝 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 7. 塔 坝 拉 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 8. 休 姆 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 9. 莱 茵 河 上 游 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 10. 典 型 水 库 对 河 流 健 康 影 响 评 价 11. 结 论 与 展 望 91

8.1 墨 累 - 达 令 河 和 休 姆 水 利 枢 纽 澳 大 利 亚 最 大, 也 是 唯 一 发 育 完 整 的 水 系, 由 墨 累 河 及 数 十 条 大 小 支 流 组 成 墨 累 河 干 流 长 2530km, 河 道 比 降 大, 从 源 头 的 1430m 下 降 至 150m 达 令 河 是 最 大 的 支 流 全 长 2740km,, 流 域 面 积 65 万 km 2 图 8-1 澳 大 利 亚 境 内 墨 累 - 达 令 河 水 系 92

达 特 芒 斯 大 坝 休 姆 大 坝 图 8-2 墨 累 - 达 令 河 河 床 纵 剖 面 示 意 图 休 姆 大 坝 是 墨 累 河 下 游 供 水 和 灌 溉 的 一 座 大 型 调 蓄 水 库 水 库 在 192m 最 高 运 行 水 位 时, 库 容 达 30.38 亿 m 3, 库 区 淹 没 面 积 达 201.9km 2, 水 电 站 装 机 容 量 为 5 万 kw 库 区 集 水 面 积 为 1.53 万 km 2 图 8-3 休 姆 水 电 站 枢 纽 93

8.2 休 姆 大 坝 与 上 游 达 特 芒 斯 大 坝 对 水 量 的 调 节 作 用 达 特 芒 斯 大 坝 主 要 用 来 配 合 休 姆 水 库 进 行 径 流 调 节, 在 枯 水 年 时 下 泄 清 水, 保 证 休 姆 水 库 的 运 行 ; 洪 水 时 蓄 水, 减 轻 下 游 休 姆 水 库 的 洪 水 压 力, 并 为 汛 后 灌 溉 发 电 做 好 准 备 与 休 姆 大 坝 相 比, 达 特 芒 斯 大 坝 径 流 调 节 历 时 较 长, 属 多 年 调 节 水 库 据 统 计, 在 较 长 时 间 段 内, 达 特 芒 斯 大 坝 有 近 30% 的 年 份 库 水 位 接 近 最 高 蓄 水 位 除 了 供 给 城 市 工 农 业 用 水 以 外, 通 过 两 库 的 调 蓄, 达 到 延 长 洪 水 历 时 降 低 峰 值 最 终 起 到 防 洪 减 灾 的 作 用 94

8.3 休 姆 大 坝 修 建 后 对 下 游 河 道 的 影 响 休 姆 至 亚 拉 沃 加 河 段 河 道 ( 坝 下 233km) 研 究 结 果 主 要 有 : 1) 河 床 冲 刷 已 达 到 相 对 平 衡, 河 床 粗 化 ( 砾 石 ) 2) 历 史 上, 河 道 在 洪 泛 区 内 横 向 摆 动, 现 今 此 河 段 仍 表 现 出 摆 动 的 特 点, 水 利 枢 纽 建 设 对 河 型 的 影 响 尚 不 清 楚 3) 由 于 长 时 间 的 流 量 控 制, 使 得 水 位 在 小 范 围 之 内 变 化, 河 岸 土 质 被 软 化, 最 终 导 致 崩 岸 的 发 生 4) 由 于 支 汊 对 主 汊 的 分 流 作 用, 使 得 主 汊 流 量 减 少 剧 烈 95

5) 休 姆 水 库 对 泥 沙 的 积 蓄 及 清 水 下 泄 作 用, 使 得 河 道 冲 刷 程 度 加 剧 6) 洪 水 期 对 河 床 的 冲 刷 几 率 较 高, 且 冲 刷 主 要 发 生 在 主 槽 7) 河 道 内 的 水 大 多 为 灌 溉 所 用, 包 括 汛 前 的 弃 水 由 于 各 种 情 况 的 下 泄 水 流 较 为 复 杂, 各 自 对 河 床 冲 刷 的 影 响 作 用 不 能 进 行 定 量 分 析 8) 其 他 因 素 如 植 被 的 生 长 船 只 停 靠 等 均 对 河 道 侵 蚀 起 到 一 定 的 作 用 96

8.4 休 姆 大 坝 运 行 方 式 休 姆 水 库 运 用 的 四 个 主 要 阶 段 分 别 为 : 1) 蓄 水 阶 段 : 自 灌 溉 期 末 月 的 五 月 中 旬 至 晚 冬 或 来 年 春 天, 准 确 时 间 需 依 当 年 的 气 候 条 件 和 灌 溉 需 要 来 确 定 2) 下 泄 阶 段 : 在 农 作 物 生 长 旺 季, 休 姆 水 库 下 泄 水 量, 大 约 需 要 一 个 月 的 时 间 达 到 南 澳 大 利 亚, 所 以 下 泄 过 程 必 须 提 前 至 少 一 个 月 的 时 间 3) 提 前 下 泄 阶 段 : 当 冬 春 季 水 库 水 位 较 高 来 流 较 大 时, 水 库 通 常 会 提 前 下 泄 一 定 水 量, 为 汛 期 防 洪 腾 空 一 部 分 库 容, 同 时 也 为 下 游 的 用 水 提 供 来 源 4) 溢 洪 道 泄 洪 阶 段 : 当 水 库 超 过 防 洪 高 水 位 时, 溢 洪 道 启 用, 并 与 发 电 机 灌 溉 阀 门 一 起 向 下 游 泄 洪 97

8.5 休 姆 大 坝 下 游 水 环 境 及 生 态 情 况 Norris 对 休 姆 大 坝 下 游 的 环 境 和 生 态 状 况, 做 出 了 系 统 评 价 并 给 出 了 如 下 几 点 结 论 : 1 自 墨 累 河 源 头 至 河 口 的 整 个 区 域 内, 鱼 类 繁 殖 情 况 在 差 - 极 差 范 围 内 2 大 型 脊 椎 动 物 种 群 健 康 状 况 为 差, 并 自 源 头 至 河 口, 健 康 状 况 越 来 越 差 3 水 生 植 物 状 况 不 佳, 并 随 河 道 主 支 汊 的 变 化 流 量 的 变 化 而 发 生 变 化 4 湿 地 质 量 明 显 下 降 由 于 水 利 枢 纽 的 建 设, 湿 地 不 再 间 歇 性 的 淹 没, 湿 地 资 源 流 失 5 水 文 条 件 在 墨 累 河 各 大 区 域 内 均 为 差, 在 一 定 范 围 内, 洪 泛 区 洪 水 出 现 频 率 及 持 续 时 间 均 发 生 了 较 大 变 化 98

8.5 休 姆 大 坝 下 游 水 环 境 及 生 态 情 况 6 整 条 河 流 的 河 滨 栖 息 地 健 康 状 况 均 为 差, 同 时, 水 滨 植 被 和 河 床 组 成 情 况 均 受 到 影 响 7 在 墨 累 河 上 划 分 的 5 个 区 域 内, 洪 泛 区 情 况 为 差 8 河 流 所 携 带 的 营 养 成 分 悬 移 质 泥 沙 情 况 均 被 评 为 差, 并 越 靠 近 河 口 处 问 题 越 加 明 显 9 在 墨 累 河 下 游, 河 流 盐 碱 度 下 降, 由 于 引 水 灌 溉 和 盐 分 拦 截 效 应, 河 道 盐 碱 度 情 况 得 到 改 善 99

8.6 休 姆 大 坝 的 综 合 效 益 经 济 效 益 社 会 文 化 价 值 供 水 与 灌 溉 水 力 发 电 旅 游 农 业 移 居 价 值 休 闲 价 值 娱 乐 价 值 100

8.7 本 章 小 结 (1) 休 姆 大 坝 与 上 游 的 达 特 芒 斯 大 坝 下 游 的 亚 拉 沃 加 堰 等 水 利 工 程 联 合 运 用, 完 成 对 汛 枯 季 水 量 的 再 分 配 (2) 休 姆 大 坝 蓄 水 运 行 后, 下 游 河 道 冲 刷, 主 要 表 现 为 三 个 方 面 : 一 河 岸 侵 蚀, 河 宽 日 益 加 大 ; 二 河 床 冲 刷 明 显, 河 床 粗 化 三 支 汊 的 发 展, 造 成 崩 岸 明 显, 农 田 房 屋 受 损, 支 汊 对 主 汊 的 分 流 作 用, 使 得 主 汊 流 量 减 少 剧 烈 (3) 大 坝 运 行 后, 在 供 水 灌 溉 水 力 发 电 防 洪 和 旅 游 业 等 方 面 给 社 会 和 经 济 发 展 作 出 了 较 大 贡 献 对 水 环 境 与 生 态 的 不 利 影 响 : 水 滨 栖 息 地 的 破 坏 湿 地 资 源 的 流 失 植 被 的 破 坏 水 质 的 影 响 水 生 物 的 影 响 等 几 个 方 面 澳 大 利 亚 政 府 通 过 成 立 相 关 的 研 究 和 监 督 机 构 加 强 保 护 水 环 境 与 生 态 的 教 育 兴 建 一 系 列 工 程 等 措 施 从 一 定 程 度 上 减 缓 了 由 于 水 库 枢 纽 的 运 行 所 带 来 的 不 利 影 响 101

主 要 内 容 1. 专 题 概 要 2. 阿 斯 旺 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 3. 伊 泰 普 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 4. 格 伦 峡 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 5. 胡 佛 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 6. 罗 贡 坝 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 7. 塔 坝 拉 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 8. 休 姆 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 9. 莱 茵 河 上 游 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 10. 典 型 水 库 对 河 流 健 康 影 响 评 价 11. 结 论 与 展 望 102

9.1 莱 茵 河 上 游 水 利 枢 纽 工 程 与 莱 茵 河 全 长 1320km,, 流 域 面 积 22.44 万 km 2, 河 口 多 年 平 均 流 量 2500m 3 /s,, 年 径 流 量 790m 3 亿, 年 输 沙 量 350 万 t 从 河 源 至 巴 塞 尔 为 阿 尔 卑 斯 莱 茵 河 ; 巴 塞 尔 至 宾 根 称 为 上 莱 茵 河 ; 从 宾 根 至 科 隆 称 为 中 莱 茵 河 ; 从 科 隆 至 潘 内 尔 登 称 为 下 莱 茵 河 图 9-1 莱 茵 河 流 域 水 系 示 意 图 103

9.1 莱 茵 河 上 游 水 利 枢 纽 工 程 与 莱 茵 河 阿 尔 卑 斯 莱 茵 河 干 支 流 上 共 建 水 电 站 56 座, 总 装 机 容 量 476 万 kw, 年 发 电 量 116 亿 kw h 上 莱 茵 河 侧 运 河 共 建 水 电 站 8 座, 总 装 机 容 量 117.7 万 kw, 年 发 电 量 71.75 亿 kw h 104

9.2 莱 茵 河 中 下 游 河 道 整 治 中 莱 茵 河 : 为 了 改 善 通 航 条 件, 自 1880 年 以 来, 进 行 了 长 期 的 河 道 整 治 工 作 通 过 整 治 使 通 航 水 深 ( 等 值 水 位 以 下 ) 达 到 1.7~ 2.1m 下 莱 茵 河 : 上 游 坝 群 运 行 以 来, 下 莱 茵 河 河 床 冲 刷, 每 年 水 位 下 降 约 4cm 为 了 控 制 河 床 冲 刷, 采 取 了 抛 投 推 移 质 泥 沙 建 丁 坝 顺 坝 等 措 施 河 口 : 修 建 了 1 座 壅 水 堰, 以 增 加 流 量 和 水 深 105

9.3 莱 因 河 上 游 水 利 枢 纽 综 合 效 益 分 析 发 电 : 阿 尔 卑 斯 莱 茵 河 和 上 莱 茵 河 干 支 流 上 共 建 水 电 站 64 座, 总 装 机 容 量 594.2 万 kw, 年 发 电 量 187.8 亿 kw h 防 洪 : 阿 尔 卑 斯 莱 茵 河 和 上 莱 茵 河 所 修 电 站 数 目 多, 但 库 容 较 小, 基 本 没 有 调 蓄 能 力 航 运 : 莱 茵 河 通 航 里 程 约 1642km, 干 流 通 航 里 程 860km 上 游 坝 群 运 行 后, 中 下 游 利 用 各 种 整 治 工 程 以 减 小 其 对 航 道 所 带 来 的 不 利 影 响 106

9.4 上 游 坝 群 对 水 环 境 与 生 态 的 影 响 主 要 影 响 水 质 恶 化 洪 灾 隐 患 增 大 生 态 系 统 破 坏 主 要 措 施 控 制 化 学 污 染 公 约 控 制 氯 化 物 污 染 公 约 防 治 热 污 染 公 约 莱 茵 河 2000 年 行 动 计 划 (RAP) 洪 水 管 理 行 动 计 划 等 等 上 游 坝 群 在 发 电 防 洪 通 航 及 旅 游 等 方 面 带 来 积 极 影 响 但 多 年 来 水 资 源 的 大 规 模 开 发 利 用, 导 致 了 生 态 环 境 的 恶 化 莱 茵 河 沿 岸 各 国 政 府 通 过 成 立 相 关 的 研 究 和 监 督 机 构 制 定 保 护 公 约 等 方 式, 从 一 定 程 度 上 减 缓 了 这 些 不 利 影 响 107

9.5 本 章 小 结 (1) 莱 茵 河 上 游 ( 包 括 阿 尔 卑 斯 莱 茵 河 和 尚 莱 茵 河 ) 水 利 资 源 的 利 用 较 为 充 分 (2) 莱 茵 河 上 游 坝 群 运 行 后, 中 下 游 河 道 冲 刷, 为 防 止 河 道 冲 刷 以 及 由 此 给 河 道 带 来 的 各 种 安 全 隐 患, 从 上 莱 茵 河 到 河 口 采 取 了 各 种 整 治 工 程 (3) 上 游 坝 群 在 发 电 防 洪 通 航 等 方 面 带 来 积 极 影 响 但 多 年 来 水 资 源 的 大 规 模 开 发 利 用, 导 致 了 生 态 环 境 的 恶 化 莱 茵 河 沿 岸 各 国 政 府 通 过 成 立 相 关 的 研 究 和 监 督 机 构 制 定 保 护 公 约 等 方 式, 从 一 定 程 度 上 减 缓 了 这 些 不 利 影 响 108

1. 专 题 概 要 2. 阿 斯 旺 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 3. 伊 泰 普 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 4. 格 伦 峡 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 5. 胡 佛 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 6. 罗 贡 坝 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 7. 塔 坝 拉 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 8. 休 姆 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 9. 莱 茵 河 上 游 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 10. 典 型 水 库 对 河 流 健 康 影 响 评 价 11. 结 论 与 展 望 109

10 典 型 水 库 对 河 流 健 康 影 响 评 价 在 学 习 国 内 外 河 流 健 康 评 价 方 法 的 基 础 上, 结 合 对 典 型 水 库 已 有 成 果 的 分 析 与 经 验 判 断, 采 用 定 性 与 定 量 分 析 相 结 合 的 分 析 法, 确 定 分 类 层 与 各 分 类 层 对 应 的 指 标 层, 以 及 各 分 类 层 和 相 应 的 指 标 层 对 应 的 权 重 通 过 判 断 典 型 水 库 影 响 的 河 段 的 健 康 状 况 处 于 何 种 等 级, 对 典 型 水 库 对 河 流 健 康 影 响 进 行 综 合 评 价 在 评 价 中, 主 要 从 自 然 属 性 和 社 会 属 性 的 影 响 两 个 方 面 进 行 分 析 其 中 自 然 属 性 从 四 个 方 面 来 考 虑 : 河 流 水 文 特 征 物 理 构 造 特 征 水 环 境 状 况 水 生 物 影 响 ; 社 会 属 性 从 两 个 方 面 考 虑 : 人 类 服 务 功 能 水 利 管 理 水 平 评 价 结 果 如 表 所 示 : 110

表 -13 典 型 水 库 对 河 流 健 康 影 响 大 坝 河 流 运 行 方 式 影 响 ( 状 态 ) 阿 斯 旺 尼 罗 河 蓄 洪 一 般 伊 泰 普 巴 拉 那 河 径 流 较 好 格 伦 峡 科 罗 拉 多 河 蓄 洪 一 般 胡 佛 科 罗 拉 多 河 蓄 洪 一 般 罗 贡 坝 阿 姆 河 联 合 调 度 一 般 塔 贝 拉 印 度 河 蓄 洪 较 好 休 姆 墨 累 - 达 令 河 联 合 调 度 好 莱 茵 河 上 游 坝 群 莱 茵 河 联 合 调 度 一 般 111

总 的 说 来, 大 坝 对 河 流 健 康 的 影 响 程 度 有 限, 通 过 适 当 的 补 偿 措 施 能 从 一 定 程 度 上 降 低 工 程 对 河 流 的 不 利 影 响 由 于 搜 集 资 料 有 限, 典 型 水 库 对 河 流 健 康 的 影 响 程 度 的 评 价 仅 仅 是 一 个 初 步 探 讨, 在 此 仅 供 参 考! 112

1. 专 题 概 要 2. 阿 斯 旺 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 3. 伊 泰 普 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 4. 格 伦 峡 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 5. 胡 佛 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 6. 罗 贡 坝 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 7. 塔 坝 拉 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 8. 休 姆 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 9. 莱 茵 河 上 游 水 利 枢 纽 工 程 建 设 对 河 流 健 康 影 响 的 研 究 10. 典 型 水 库 对 河 流 健 康 影 响 评 价 11. 结 论 与 展 望 113

11 结 论 主 要 结 果 : (1) 阿 斯 旺 高 坝 库 尾 的 淤 积 体 均 呈 三 角 洲 淤 积 体 发 展 的 规 律 泥 沙 淤 积 对 水 库 的 寿 命 影 响 有 限 蓄 水 运 行 后, 下 游 河 道 表 现 为 冲 刷 河 势 变 化 主 要 为 主 槽 萎 缩 崩 岸 发 生, 下 游 河 道 蜿 蜒 形 态 的 沿 程 变 化 与 流 量 有 关 阿 斯 旺 高 坝 蓄 水 运 行 后, 在 发 电 航 运 防 洪 灌 溉 供 水 和 旅 游 业 等 方 面 给 社 会 和 经 济 发 展 作 出 了 较 大 贡 献 对 水 环 境 与 生 态 的 不 利 影 响 主 要 为 土 壤 盐 碱 化 水 质 出 现 不 同 程 度 的 恶 化 水 生 物 栖 息 环 境 不 同 程 度 的 改 变 文 物 和 景 观 的 破 坏 等 几 个 方 面 通 过 成 立 相 关 的 研 究 和 监 督 机 构 兴 建 一 系 列 工 程 等 措 施 从 一 定 程 度 上 减 缓 了 由 于 水 库 枢 纽 的 运 行 所 带 来 的 不 利 影 响 114

(2) 伊 泰 普 大 坝 运 行 后, 在 库 尾 和 某 些 支 流 的 河 口 处 有 少 量 泥 沙 淤 积, 水 库 的 有 效 寿 命 至 少 为 350 年 坝 下 游 河 道 发 生 冲 刷 由 于 支 流 向 下 游 输 送 了 85% 的 泥 沙, 使 其 水 流 含 沙 量 恢 复 到 了 建 坝 前 的 水 平 伊 泰 普 大 坝 蓄 水 运 行 后, 在 发 电 航 运 防 洪 灌 溉 供 水 和 旅 游 业 等 方 面 给 社 会 和 经 济 发 展 作 出 了 较 大 贡 献 对 水 环 境 与 生 态 的 不 利 影 响 主 要 表 现 在 植 被 的 破 坏 水 质 的 影 响 鱼 类 的 影 响 等 几 个 方 面 通 过 成 立 相 关 的 研 究 和 监 督 机 构 建 立 生 物 保 护 区 加 强 保 护 水 环 境 与 生 态 的 教 育 兴 建 一 系 列 工 程 等 措 施 从 一 定 程 度 上 减 缓 了 由 于 水 库 枢 纽 的 运 行 所 带 来 的 不 利 影 响 115

(3) 格 伦 峡 泥 沙 淤 积 对 水 库 的 寿 命 影 响, 在 库 尾 的 淤 积 体 呈 三 角 洲 淤 积 体 发 展 的 规 律 水 库 库 蓄 水 运 行 后, 下 游 河 道 表 现 为 冲 刷 坝 下 游 浅 滩 (riffle) 和 深 潭 (pool) 的 冲 刷 形 态 差 别 较 大, 深 潭 的 冲 刷 深 度 超 过 浅 滩 格 伦 峡 大 库 蓄 水 运 行 后, 在 发 电 航 运 防 洪 灌 溉 供 水 和 旅 游 业 等 方 面 给 社 会 和 经 济 发 展 作 出 了 较 大 贡 献 对 水 环 境 与 生 态 的 不 利 影 响 : 低 温 水 的 影 响 幼 鱼 和 昆 虫 的 死 亡 大 坝 下 游 栖 息 地 被 改 变 土 地 盐 碱 化 加 重 等 几 个 方 面 通 过 制 定 大 峡 谷 保 护 法 案 对 电 站 进 水 口 结 构 进 行 研 究 人 造 洪 水 试 验 采 用 适 应 性 管 理 等 从 一 定 程 度 上 减 缓 了 由 于 水 库 枢 纽 的 运 行 所 带 来 的 不 利 影 响 116

(4) 胡 佛 大 坝 泥 沙 淤 积 对 水 库 的 寿 命 影 响 有 限, 在 库 尾 的 淤 积 体 呈 三 角 洲 淤 积 体 发 展 的 规 律 坝 下 游 河 道 表 现 为 冲 刷 胡 佛 大 坝 蓄 水 运 行 后, 在 发 电 航 运 防 洪 灌 溉 供 水 和 旅 游 业 等 方 面 给 社 会 和 经 济 发 展 作 出 了 较 大 贡 献 对 水 环 境 与 生 态 的 不 利 影 响 主 要 表 现 在 水 质 恶 化 鱼 类 的 影 响 水 库 引 发 地 震 下 游 湿 地 面 积 大 幅 度 减 少, 野 生 生 物 失 去 生 存 条 件 等 几 个 方 面 目 前 采 取 了 增 加 环 境 用 水 份 额, 签 署 新 的 用 水 协 议 人 造 洪 水 兴 建 污 水 处 理 工 程 人 工 制 造 沉 淀 物 科 罗 拉 多 河 盐 碱 控 制 计 划 等 一 系 列 措 施 来 尽 量 减 小 其 不 利 影 响 117

(6) 罗 贡 坝 蓄 水 运 行 后, 在 发 电 航 运 防 洪 灌 溉 供 水 和 旅 游 业 等 方 面 给 社 会 和 经 济 发 展 作 出 了 较 大 贡 献 但 罗 贡 坝 等 梯 级 大 坝 的 修 建, 对 水 环 境 及 生 态 造 成 一 定 程 度 的 影 响, 使 得 流 入 咸 海 的 水 量 减 少 土 地 盐 碱 化 湿 地 及 植 被 遭 到 破 坏 (7) 塔 贝 拉 大 坝 库 区 绝 大 部 分 来 沙 都 被 拦 在 库 区, 三 角 洲 淤 积 体 发 展 的 规 律 较 为 明 显 坝 下 游 河 道 表 现 为 冲 刷 塔 贝 拉 水 库 下 游 近 距 离 河 段 内, 河 势 较 稳 定 塔 贝 拉 水 库 下 游 远 距 离 河 段 内, 下 游 河 床 高 程 平 均 下 降 1.5m, 河 流 分 汊 的 平 面 形 态 逐 步 向 单 一 河 槽 演 变 塔 贝 拉 大 坝 蓄 水 运 行 后, 对 水 环 境 与 水 生 态 有 一 定 程 度 的 影 响 118

(7) 休 姆 大 坝 与 上 游 的 达 特 芒 斯 大 坝 下 游 的 亚 拉 沃 加 堰 等 水 利 工 程 联 合 运 用, 完 成 对 汛 枯 季 水 量 的 再 分 配 下 游 河 道 冲 刷, 主 要 表 现 为 三 个 方 面 : 一 河 岸 侵 蚀, 河 宽 日 益 加 大 ; 二 河 床 冲 刷 明 显, 河 床 粗 化 三 支 汊 的 发 展, 造 成 崩 岸 明 显, 农 田 房 屋 受 损, 支 汊 对 主 汊 的 分 流 作 用, 使 得 主 汊 流 量 减 少 剧 烈 大 坝 运 行 后, 在 供 水 灌 溉 水 力 发 电 防 洪 和 旅 游 业 等 方 面 给 社 会 和 经 济 发 展 作 出 了 较 大 贡 献 对 水 环 境 与 生 态 的 不 利 影 响 : 水 滨 栖 息 地 的 破 坏 湿 地 资 源 的 流 失 植 被 的 破 坏 水 质 的 影 响 水 生 物 的 影 响 等 几 个 方 面 澳 大 利 亚 政 府 通 过 成 立 相 关 的 研 究 和 监 督 机 构 加 强 保 护 水 环 境 与 生 态 的 教 育 兴 建 一 系 列 工 程 等 措 施 从 一 定 程 度 上 减 缓 了 由 于 水 库 枢 纽 的 运 行 所 带 来 的 不 利 影 响 119

(8) 莱 茵 河 上 游 坝 群 上 游 坝 群 运 行 后, 中 下 游 河 道 冲 刷 在 水 力 发 电 防 洪 和 旅 游 业 等 方 面 给 沿 岸 各 国 社 会 和 经 济 发 展 作 出 了 较 大 贡 献 由 于 上 游 水 电 资 源 的 充 分 开 发 以 及 沿 岸 国 家 排 污 等 原 因, 莱 因 河 水 环 境 与 生 态 现 状 主 要 表 现 在 水 质 恶 化 洪 水 危 害 和 生 态 系 统 破 坏 等 几 个 方 面 莱 茵 河 沿 岸 各 国 政 府 通 过 成 立 相 关 的 研 究 和 监 督 机 构 制 定 保 护 公 约 等 方 式, 从 一 定 程 度 上 减 缓 了 这 些 不 利 影 响 120

(9) 对 典 型 水 库 对 河 流 健 康 影 响 评 价 研 究 表 明 : 阿 斯 旺 大 坝 格 伦 峡 大 坝 胡 佛 大 坝 罗 贡 坝 休 姆 大 坝 莱 茵 河 上 游 坝 群 对 河 流 健 康 的 影 响 程 度 为 一 般, 伊 泰 普 大 坝 和 罗 贡 坝 对 河 流 的 健 康 影 响 评 价 为 较 好, 休 姆 大 坝 对 河 流 的 健 康 影 响 评 价 为 好 因 此, 总 的 说 来, 大 坝 对 河 流 健 康 的 影 响 程 度 有 限, 通 过 适 当 的 补 偿 措 施 能 从 一 定 程 度 上 降 低 工 程 对 河 流 的 不 利 影 响 由 于 本 报 告 搜 集 资 料 有 限, 评 价 方 法 有 待 于 进 一 步 完 善, 典 型 水 库 对 河 流 健 康 的 影 响 程 度 的 评 价 仅 仅 是 一 个 初 步 探 讨, 在 此 仅 供 参 考! 在 今 后 的 工 作 中, 将 搜 集 更 为 详 实 的 资 料, 对 评 价 方 法 评 价 指 标 等 作 进 一 步 的 研 究 121

参 考 文 献 谢 谢! 122