前言

三峡工程是我国水电建设中的标志性工程，举世瞩目。2003年三峡水库蓄水运用以来，在防洪、发电、航运、水资源利用等方面发挥出巨大的综合效益。但在三峡工程运行中出现了一些新情况和新问题：一方面由于上游干支流水库建设，三峡入库水沙条件发生了大幅变化，在水库调度运用和坝下游河道冲刷方面面临着新的水沙情势；另一方面，随着水库淤积不断累积和坝下游大范围冲刷不断发展，一些泥沙问题的影响开始显现，如库区和坝下游局部河段航道泥沙问题、对洞庭湖和鄱阳湖的影响等。同时，国家推动长江经济带发展战略，建设长江黄金水道，对三峡工程运用提出了更高的需求。三峡水库蓄水运用后积累了系统的水文泥沙观测资料，也为进一步研究解决三峡工程泥沙问题打下了良好的基础。为了揭示三峡水库泥沙输移和坝下游河道冲刷规律，研究应对新的泥沙问题的措施，确保三峡工程长期安全运行，在新的水沙条件下进一步拓展综合效益，“十二五”国家科技支撑计划开展了“三峡水库和下游河道泥沙模拟与调控技术”项目研究。项目从三峡水库和下游河道泥沙运动规律、模拟技术、调控技术等方面开展了系统的研究，试图为进一步拓展三峡工程综合效益提供技术支撑。项目主要取得了如下几方面的成果：

（1）系统研究了三峡水库大水深强不平衡条件下的泥沙输移规律，首次揭示了三峡水库泥沙絮凝规律和坝下游河床二次粗化机理。阐明了长江中下游河道含沙量恢复过程和典型滩群演变与三峡水库水沙过程调节的响应关系等。

（2）提升了三峡水库和坝下游河道泥沙数学模拟技术，大幅提高了模拟精度；分析了三峡水库与下游河道一维泥沙数学模型精度的主要影响因素，改进完善了模型；研制了能模拟洞庭湖复杂水网和鄱阳湖的一二维耦合水沙数学模型；构建了二元结构岸滩侧蚀崩塌过程的理论模式，解决了岸滩侧蚀三维水沙动力学模拟中的网格自适应等关键技术。

（3）解析了长江上游典型流域的水沙变化特征，建立了上游水库群的拦沙计算模式，调查了人工采砂对三峡入库泥沙的影响；综合考虑自然变化和人类活动的影响，提出了符合未来发展趋势的三峡入库新水沙系列。

（4）揭示了长江与洞庭湖、长江与鄱阳湖江湖分汇关系调整机理及变化趋势，明晰了三峡水库蓄水运用、天然降雨径流变化、江湖冲淤以及流域用水量的增加等是引起近年江湖关系变化的重要因素，其中三峡水库运用和天然径流减少是主要影响因素，进而提出了以调控和水系整治相结合的两湖治理对策。

（5）开发了三峡工程运用后航道整治新技术，发明了透水坝头和台阶式坝头两种新型航道整治结构技术，提出了坝下游典型浅滩段航道整治参数、整治时机、整治措施与方案，并进行了应用示范，工程效果和生态效应显著。

（6）系统研究了新水沙情势下三峡水库汛限水位动态变化、城陵矶补偿调度、提前蓄水、沙峰排沙调度等技术，提出了三峡水库泥沙调控与多目标优化调度方案，并进行了应用示范，取得了显著成效。

本书是在项目研究成果的基础上总结提炼而成的，全书共分8章，各章主要编写人员如下：第1、2章由胡春宏、方春明执笔，第3章由吉祖稳、李丹勋、陈绪坚、王延贵、王党伟执笔，第4章由李丹勋、毛继新、刘春晶执笔，第5章由方春明、王敏、黄仁勇、关见朝执笔，第6章由陆永军、李国斌、姚仕明、左利钦、陆彦执笔，第7章由胡维忠、徐照明、要威执笔，第8章由周曼、胡挺、杨霞、方春明执笔；全书由胡春宏审定统稿。

本项目是在中国水利水电科学研究院、清华大学、南京水利科学研究院、长江勘测规划设计研究院、中国长江三峡集团公司、长江水利委员会科学院、武汉大学、国际泥沙研究培训中心、长江航道规划设计研究院等单位的共同努力下完成的，项目牵头单位为中国水利水电科学研究院，项目负责人为胡春宏。在研究过程中，项目组全体成员密切配合，相互支持，圆满完成了项目的研究任务，在此对他们的辛勤劳动表示诚挚的感谢！

泥沙的冲淤变化及影响是一个逐步累积的长期过程，并具有偶然性和随机性，随着三峡水库的运行，三峡工程泥沙问题将不断发展变化，书中涉及的一些内容仍需要深入研究。书中存在的欠妥和不足之处敬请读者批评指正。

2017年3月