长江荆江河段沙市三八滩演变机理分析

历史上荆江河段的河道变迁及原因作者：吴梦琪来源：《神州·上旬刊》2017年第04期摘要：蜿蜒型河段从整体看处在不断演变之中。

从平面变化看，随着凹岸冲刷和凸岸淤长进程的发生，其蜿蜒程度不断加剧，河长增加，弯曲度随之增大。

就其整个变化过程看，河弯在平面上不断发生位移，并且随弯顶向下游蠕动而不断改变其平面形状。

本文立足于方志资料，对各时期荆江河段的变迁历史进程，对荆江河段的河流地质作用及河谷地质结构进行分析，讨论关于属于蜿蜒型河段的荆江河段的河道演变原因。

关键词：荆江；河道变迁；河流作用长江出三峡，在宜昌进入中游后，穿过夹江对峙的虎牙山、荆门山，河谷突然变得开阔起来，两岸不再是“猿声啼不住”了，而是进入“楚地阔天边，苍茫万顷连”的大平原。

由于长江进入平原后流经古荆州地区，所以，这段河道通称荆江。

荆江从湖北枝城到湖南洞庭湖的出口城陵矾，全长423公里。

其中又以藕池口为界，分为上荆江和下荆江。

下荆江是典型的婉蜒性河道，全长240公里的堤岸其实只有80公里的直线距离，江水在这里绕了16个大弯，所以，这里有了"九曲回肠"的说法。

1、荆江的变迁历史随着云梦泽的消亡，荆江堤防系统形成后，荆北通江的口穴先后被堵塞，与荆江的联系被切断，形成堤内独立的内荆河水系。

荆南地区穴口相应增多，相传北晋时杜预开凿调弦口华容河，东晋至南朝时形成沧水匡，南宋时出现太平口、虎渡河，后于1853年和1870年先后形成藕池、松滋二口。

另据地貌形态反映，广兴洲及君山一带也曾出现分流，因部分已湮塞，构成今三口分流的荆南网状水系。

自全新世以来，荆江地区经历了古湖泽的衰亡与洞庭湖的扩展；由荆北分流转向荆南分流；泥沙的沉积中心亦由荆北云梦泽转向荆南洞庭湖的巨大变化，形成新的水系格局。

顺治《江陵志余》之《志陵陆》“金堤”条提到，五代高季兴修筑金堤后，“江势改徙，堤迁于外”。

光绪《荆州府志》记，雍正十一年（1733年），在郝穴下十里处修建了周公堤，并立一碑，碑南半里堤外旧有三闾祠，六七十年后，“圮于江中”。

长江沙市河段近期河道演变分析【摘要】本文主要对长江沙市河段近期河道演变进行了深入分析。

在介绍了研究背景和研究目的，为后续内容提供了基础。

正文部分分别从河道演变特征、演变原因、演变趋势预测、演变影响评估和对策措施等方面展开讨论。

结论部分对本文进行了总结，并提出了未来研究的展望。

通过本文的研究，可以更深入地了解长江沙市河段近期河道演变的情况，为相关部门制定有效的管理措施提供参考。

【关键词】长江、沙市河段、河道演变、分析、特征、原因、趋势、预测、影响评估、对策措施、总结、展望。

1. 引言1.1 研究背景长江是中国最大的河流，其流域范围广阔，涵盖了许多重要城市和产业区。

沙市河是长江的重要支流之一，河道的演变对周边地区的生态环境和经济发展有着重要影响。

近年来，随着城市化进程的加快和人类活动的不断增加，沙市河段的河道演变情况备受关注。

研究沙市河段近期河道演变情况，有助于了解河道演变的特征、原因和趋势，为未来的河道管理和保护提供科学依据。

通过分析沙市河段河道演变的特征，可以揭示河道变化的规律和特点，为制定相应的对策和措施提供参考。

评估河道演变对当地生态环境和经济发展的影响，可以帮助相关部门更好地协调河道管理与发展之间的关系，实现河流资源的可持续利用。

本篇文章将对长江沙市河段近期河道演变进行深入分析，旨在为解决沙市河段河道演变问题提供科学依据和参考，推动生态环境保护和可持续发展工作的开展。

1.2 研究目的研究目的是为了深入分析长江沙市河段近期河道演变的情况，探讨其演变特征、原因、趋势预测以及影响评估。

通过研究，可以为河道管理部门提供科学依据，制定针对性的对策措施，减缓河道演变的速度，保护河道生态环境。

本研究还旨在总结长江沙市河段近期河道演变的特点，为未来相关研究提供参考和借鉴，促进长江流域的可持续发展。

通过详细的研究与分析，可以全面了解长江沙市河段的演变过程、规律和影响因素，为长江流域的生态环境保护和河道管理工作提供理论支持和科学依据。

长江沙市河段近期河道演变分析长江是中国最长的河流，沿线承载着中国九成以上的货物和七成以上的煤炭运输，对经济发展起着举足轻重的作用。

作为长江的支流之一，沙市河段的河道演变一直备受关注。

近期，沙市河段的河道演变情况引起了广泛关注，对此进行分析和研究，对有效防洪、保护生态环境、维护长江健康发展具有重要意义。

一、长江沙市河段的地理概况长江沙市河段位于长江中游干流的枝江至宜昌段，全长约120公里，是一个湖沼交错的平原地区。

沙市河的发源地在湖北省钟祥市，流经荆门市、京山市、宜昌市等地，最终汇入长江。

河道两侧地势平坦，水域广阔，是典型的冲积平原地貌。

1. 水位变化近年来，长江沙市河段的水位有着明显的变化。

由于气候变化、水文情况等多种因素的综合影响，河段水位有时偏高，有时偏低，给沿岸居民的生产和生活带来了一定的困扰。

特别是在汛期，水位的突然上涨对当地的农田和村庄造成了严重损失。

2. 河道漂移长江沙市河段的河道漂移情况较为普遍。

由于江水的冲刷和冲淤作用，河道的位置和形态经常发生变化。

部分地区甚至出现了河道移位导致的淹没和退化现象。

这不仅加大了防洪工作的难度，还对当地的生态环境造成了一定的影响。

3. 河床淤积由于长年的冲刷和泥沙淤积，长江沙市河段的河床出现了严重的淤积现象。

这不仅使得河道的航道变浅，对船只的通行造成了一定的困难，也影响了当地的灌溉和供水工程。

1. 自然因素长江沙市河段位于中国的丘陵湖泊平原区，气候温暖湿润，多雨高湿，水文情况较为复杂。

繁多的气候和水文变化因素，使得长江沙市河段的河道演变较为频繁，随之带来了水位、河道漂移、河床淤积等问题。

2. 人为因素近年来，随着当地经济的快速发展，人类活动对长江沙市河段的河道演变也产生了一定的影响。

不合理的土地开发、过度的水资源利用、乱堆乱放以及非法采砂等行为，都对河道的变化起到了推动作用。

3. 工程影响长江沙市河段涉及的沿线城市和乡村已经实施了一系列的水利工程，例如河道疏浚、水库建设等。

长江沙市河段近期河道演变分析近年来，长江流域经历了频繁的极端气候事件和构造运动，对长江沙市河段的河道演变造成了一定的影响。

本篇文章着重分析了近期长江沙市河段的河道演变情况，主要包括河道形态、河岸侵蚀和堆积等方面。

首先，近期长江沙市河段的河道形态日益复杂。

每年春夏季节，受洪水冲击影响比较严重，部分沙洲和石头会被水流带走，形成新的河岸或河床，导致河道变化不断。

尤其是2016年，长江流域遭遇了强降雨和洪水，沙市河段更是受到了极大的冲击，引起了河道高度变化。

同时，随着地质构造的变化和沉降作用，河床深度不断下降，河道变浅，流速加快，河道侵蚀和摩擦增强，进一步加剧了河道形态的变化。

其次，河岸侵蚀现象在长江沙市河段表现较为明显。

长期以来，长江流域的农村生产活动和城市建设活动对河流环境造成了一定的影响，包括水土流失和沿岸植被破坏等问题，导致了河岸的松散和坍塌。

此外，洪水和强风也会加速河道搬运和河岸侵蚀，造成严重的土地和房屋损失。

通过实地调查和卫星遥感技术分析，我们可以看到近期长江沙市河段右岸的侵蚀现象尤为显著，部分农田已被冲刷，建筑物也遭到了侵蚀和摧毁。

最后，长江沙市河段也存在较明显的堆积现象。

近年来，长江上游地区的淤积和长江三峡工程的运用也加剧了长江下游的堆积现象。

堆积一方面引起河势流速降低，另一方面容易引起洪水的堵塞，并增加水道维护和治理成本。

通过卫星遥感和实地考察的结果，我们发现长江沙市河段右岸上游部分区域淤积情况较为明显，河床沉积物严重影响着河流交通的通行，给当地居民带来了很大的不便。

综上所述，长江沙市河段的河道演变受到了很多因素的影响，特别是气候变化、地质构造变化和人类活动等因素，使得河道形态、河岸侵蚀和堆积等问题日益突出。

因此，我们需要采取更加有力的措施，加强治理力度，保护长江的生态环境，确保社会经济的可持续发展。

长江荆江河段沙市三八滩演变机理分析
彭严波;段光磊
【期刊名称】《人民长江》
【年(卷),期】2006(037)009
【摘要】三八滩位于长江上荆江沙市河弯,所在荆州市是长江中下游重点防洪城市.近年来,特别是1998年大水后,三八滩滩体及主支汊演变剧烈,对下游河势产生了较大影响,引起泥沙专家广泛关注.依据沙市河段近40 a水沙资料和地形成果分析,表明三八滩汊道段断面过流面积、三八滩特征值与河段来水来沙具有良好的相关关系.三八滩的演变主要受河段中高水出现时间和来沙影响.分析表明,连续丰水多沙年三八滩淤积,连续枯水少沙年冲刷,且含沙量的变化是主要因素.下荆江系统裁弯、葛洲坝水利枢纽运用、沮漳河改道及荆州长江大桥建设对三八滩演变也有一定影响.三峡水库蓄水后较长一段时期内,若上游过渡段河势不出现很大变化,三八滩在目前基础上将难以大幅淤长.
【总页数】2页(P82-83)
【作者】彭严波;段光磊
【作者单位】长江水利委员会,荆江水文水资源勘测局,湖北,荆州,434000;长江水利委员会,荆江水文水资源勘测局,湖北,荆州,434000
【正文语种】中文
【中图分类】TV147
【相关文献】
1.长江荆江河段典型洲滩演变机理初探 [J], 段光磊;彭严波;肖虎程;赵兵
2.长江中游沙市河段河床演变分析及趋势预测 [J], 李旺生;朱玉德
3.长江沙市河段近期河道演变分析 [J], 黄勇;袁晶;高宇;吴国君
4.长江口南汇边滩冲淤演变的多因子分析 [J], 付桂;严超
5.长江上游东溪口河段河床及滩险演变特性分析 [J], 李洪奇;林双;钟志强;王明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

收稿日期：2020-08-19基金项目：国家重点研发计划项目“洞庭湖江湖联通复杂河网综合整治技术及示范”（2017YFC0405305）作者简介：魏林云，女，工程师，主要从事水文技术管理工作。

E-mail ：*****************1研究背景汊道分流分沙变化规律的研究是河道演变及冲淤变化规律研究的基础，其研究结果可为长江中下游河道的防洪安全、河道综合整治、险工护岸和水利工程建设等提供参考。

监利乌龟洲汊道位于长江中游下荆江河段中部，属于典型的弯曲分汊型河道。

20世纪90年代以前，监利乌龟洲汊道的左汊为主汊；90年代以后右汊逐渐扩展，1993~1996年主流线过渡到右汊，右汊成为主汊。

许多学者对荆江河段的汊道及洲滩演变规律进行了研究，段光磊等［1］对荆江河段关洲、三八滩、乌龟洲3个典型洲滩演变机理和演变趋势进行了研究，认为上游河势变化、水沙变化和人类活动等对荆江河段典型洲滩的演变起着重要作用。

彭玉明等［2］重点研究了荆江汊道分流分沙变化及特性，并分析了汊道形成以及变化的原因，指出汊道的变化主要受上游河势变化和汊道自身的分流分沙比等因素的影响，采用简易法计算分流分沙比。

黄莉等［3］对监利河段河床演变规律进行了研究，认为乌龟洲左右汊的兴衰交替随着左右汊分流分沙比的变化而变化。

本文研究了近期乌龟洲汊道分流分沙变化及演变特性，对监利河段的河势变化有一定指导意义。

2河段概况及数据来源2.1河段基本情况监利河段位于荆江河段下段，属于典型的蜿蜒型河道，自塔市驿（荆136）至洞庭湖湖口城陵矶（荆185），长约91km ［4-6］。

受长江上游来水及洞庭湖洪水顶托的相互影响，监利河段演变剧烈复杂。

1999年以来，该河段实施了护岸加固工程，总体河势较稳定，但局部河段河势调整加剧。

该河段内主要分汊河段为乌龟洲汊道，将水流分为左、右两汊，见图1。

2.2数据来源本文采用2010~2018年乌龟洲分流分沙实测资料。

共布设3个测验断面对乌龟洲重点汊道分流分沙进行观测，即在进口、左汊、右汊各布设1个断面，长江下荆江监利河段乌龟洲汊道分流分沙变化及演变特征分析魏林云，李强，谢静红（长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局，湖北荆州434000）摘要：监利乌龟洲汊道位于长江中游下荆江河段中部，属于典型的弯曲分汊型河道。

第四节荆江水患险情成因及发展趋势分析一、 荆江水患险情状况“万里长江，险在荆江”，其险主要表现在高洪水位与荆北地面势差最大，荆江水患险情发生频次最高。

据现有史料统计，有约90％的溃口成灾均发生在荆江。

时间上，明、清以后，洪灾开始加重，且有愈到近代，洪灾频次愈高的特点。

荆江河段有史料记载及能访问到的溃口灾害有86处，从遥感图像解译分析，荆江段内溃口主要发育在四个地域，即沮漳河与长江的交汇段、荆州市至张家台段、彭市至郝穴段、监利至陶市段，有的同一地点有多次溃口发生，其形成的溃口扇在遥感图像上有明显的相互叠加的影像特征（图10）。

进入20世纪90年代以后，长江流域共发生过4次大洪水，即1991、1996、1998和1999年，尤其是后两次洪灾对荆江流域影响最大。

自7月3日第一次洪峰通过沙市算起，到9月22日最后一次洪峰通过洪湖螺山站止，荆江洪水历时81d，是历年洪水时间最长的一年。

洪水共经历了八次洪峰，第六次洪峰8月17日9时，水位高程45.22m，超过1954年水位0.55m，创历史新高，流量53700 m3/s。

汛期，荆江沿岸干、支、民堤中共发生各类险情1770处，其中重大险情有913处，特重大险情77处，全部险情中管涌占24%。

由于长时间行洪，为避免不必要的损失，有8处民垸主动扒口分洪，蓄洪面积523.8km2，另有21个民垸因溃堤而产生洪灾，受灾面积269km2。

二、 荆江水患险情成生的影响因素分析1．水文气候条件荆江地处长江中游的咽喉地段。

上承川江来水，右与洞庭湖交流，水情多变。

暴雨雨带在时间上通常由东南向西北推移，在正常情况下，长江上游和中游洞庭湖的洪峰不会遭遇，1998年雨带移动情况反常，长江干、支流和洞庭湖水系同时涨水，是造成本区大洪水的直接原因。

2．构造沉降作用荆江水患区为构造沉降形成的冲湖积平原区，属新华夏构造体系的第二沉降带中段。

构造对水患的影响主要体现在构造沉降上。

据据江汉盆地新构造运动及第四纪沉积研究和大地形变监测成果，荆州市的东南部，潜江、仙桃、监利、洪湖、天门、公安、石首一带为强烈沉降区，其沉降边界受活动断裂控制（见图11）。

收稿日期:２０１８－０５－１０作者简介:汪记锋ꎬ男ꎬ荆州市长江勘察设计院ꎬ工程师.㊀㊀文章编号:１００６－００８１(２０１８)０７－００２４－０５湖北荆江河道演变监测及分析项目综述汪记锋１㊀㊀刘国亮１㊀㊀张艳霞２(１.荆州市长江勘察设计院ꎬ湖北荆州㊀４３４０００ꎻ㊀２.湖北省水利厅ꎬ湖北武汉㊀４３００００)㊀㊀摘要:三峡水库的蓄水运用改变了大坝下游河段的来水来沙过程ꎬ造成荆江河道沿程冲刷ꎬ可能引起局部河段河势变化ꎬ对荆江防洪造成威胁ꎮ对荆江河段重点河段开展原型观测ꎬ在此基础上首次提出监测导线分析法㊁岸坡稳定性评估体系等监测方法ꎮ综合荆江河道历史演变规律㊁重点河段１０ａ来原型观测及岸坡稳定评估ꎬ分析得出荆江总体河势变化特征及演变趋势ꎮ荆江河道演变监测及分析项目为湖北省水利厅及时了解河道变化情况提供了科学依据ꎬ可指导荆江防汛ꎬ并为部分河道整治工程提供河势演变的理论依据ꎮ关键词:河道演变ꎻ河道监测ꎻ荆江河段中图法分类号:Ｐ６４１㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.１５９７４/ｊ.ｃｎｋｉ.ｓｌｓｄｋｂ.２０１８.０７.００７㊀㊀由于荆江河段距离三峡大坝较近ꎬ２００３年６月三峡水库蓄水运用后ꎬ在较长时期内难以恢复其下泄的严重次饱和水流含沙量ꎮ因此ꎬ荆江河道的冲刷不仅发生时间早ꎬ冲刷幅度也较大ꎬ引起局部河段的河势调整ꎮ２００７~２０１６年开展了荆江河道演变监测及分析项目ꎬ经过１０ａ来不断摸索总结监测分析方法ꎬ在传统的典型断面比较法㊁冲刷坑面积法㊁最深点分析法等基础上ꎬ首次提出了监测导线分析方法ꎬ并综合影响岸坡稳定各因素之间关系ꎬ整理了一套 岸坡稳定性综合评估体系 ꎮ荆江河道演变监测分析成果可为荆江防洪及河道工程建设管理提供决策支持ꎮ目前ꎬ国内外学者模拟预测河床(含河岸)横向变形的研究方法主要包括:经验方法㊁极值假说方法和水动力学－土力学方法[１]ꎮ对崩岸预测理论方面的研究方法还不成熟ꎬ预测结果往往与实际情况相差较大ꎬ距离实际应用仍存在差距ꎮ荆江河道演变监测及分析项目采用传统及创新的分析方法ꎬ能够较全面地反映近岸河床变化情况ꎬ实现了原来定性判断到定量分析的转变ꎬ便于实际操作ꎮ１㊀项目背景三峡水库已于２００３年６月蓄水运用ꎬ同年１１月蓄水至１３９ｍꎬ２００６年１０月坝前水位抬高至１５６ｍꎬ２００８年汛后开始试验性蓄水ꎬ同年１１月抬高至１７２.８ｍꎬ此后自２０１０年起连续５ａ成功蓄水至１７５ｍꎮ三峡水库的蓄水运用改变了坝下游河段的来水来沙过程ꎬ尤其是来沙过程ꎬ必将引起坝下游河段发生新的演变ꎬ会对河道防洪㊁河势以及堤岸稳定等方面带来一定影响ꎮ荆江河道的冲刷可能对现有水流顶冲范围内与贴岸段的未护段岸线以及已护工程的稳定造成不利影响ꎬ同时由于长期冲刷可能引起局部河段的河势调整ꎮ尤其是上荆江河段ꎬ发生冲刷时间更早ꎬ且沙市河弯㊁郝穴河弯等河段的迎流顶冲段ꎬ堤外基本无滩ꎬ一旦因冲刷而引起岸线的崩塌ꎬ将对荆江防洪安全构成极大威胁ꎮ因此ꎬ开展三峡水库蓄水运用后荆江河道监测与分析研究工作是十分必要的ꎮ为及时了解荆江河段河道演变规律ꎬ进行河势演变监测和分析ꎬ为河道治理和领导决策提供科学依据ꎬ以加强河道崩岸的可预见性ꎬ避免崩岸的突发性ꎬ争取崩岸整治的主动性ꎮ２００６年７月起开展荆江河道演变监测及分析工作ꎬ至２０１６年１２月ꎬ已连续监测１０ａꎮ２㊀监测范围及方法２.１㊀监测范围水下监测仅对重点河段进行监测ꎮ重点河段确定的主要原则是:①近年崩岸剧烈及河床变化较大４２的岸段ꎻ②堤外滩地较窄或者无滩ꎬ迎流顶冲ꎬ深泓贴岸ꎬ防洪地位重要及对河势变化较大的岸段ꎮ根据 全面监测ꎬ重点加强 的原则ꎬ该项目又将重点监测河段划分为３类:(１)近年来崩岸严重的河段ꎬ如文村夹㊁北门口㊁茅林口等河段ꎮ(２)深泓贴岸迎流顶冲ꎬ无滩及窄滩的河段ꎬ如沙市观音矶到谷码头㊁冲和观到郝穴㊁公安河湾等河段ꎮ(３)应急性的测量ꎬ即突然发生崩岸的河段ꎮ主要监测方法是定时半江水道地形测量和岸上定期观测ꎮ第一类河段７５ｋｍꎬ每年测量两次ꎬ汛前一次ꎬ汛后一次ꎻ第二类河段９５ｋｍꎬ每年测量一次ꎬ在汛后实施ꎻ第三类是应急测量２ｋｍꎮ保持监测范围相对固定ꎮ根据河势变化情况ꎬ在年度任务中局部调整监测河段类型及范围ꎮ以谷码头至观音矶为例ꎬ局部监测范围导线图见图１ꎮ６００图１㊀谷码头至观音矶段监测导线(部分)平面布置２.２㊀测量方法２.２.１㊀控制测量据查勘ꎬ测区内有国家二㊁三等平面和高程控制点ꎮ平面系统为北京５４坐标系ꎬ高斯正形投影ꎬ３ʎ分带ꎮ高程系统为１９５６年黄海高程系ꎮ在荆江河段ꎬ以国家二㊁三等平面控制点为引据点布设Ｄ级ＧＰＳ控制网ꎮ沿监测河段按划分每５ｋｍ布设一对可通视Ｄ级ＧＰＳ点ꎬＧＰＳ点布置在大堤堤肩上ꎮ最少联测１２个国家级二㊁三等平面控制点ꎮ以国家二等高程控制点为引据点布设四等水准路线ꎮ用ＮＡ２型水准仪按四等水准测量规范施测ꎮ最少联测２０个以上二等水准点ꎮ每公里高差中数中误差应小于３ｍｍꎮ一级导线测量用ＴＯＰＣＯＮ全站仪按５ᵡ级导线测量规范施测ꎬ以静态ＧＰＳ点为引据点ꎬ沿监测河段平均每５００ｍ布设一个埋石导线点ꎮ导线测角中误差应小于５ᵡꎬ最弱点点位中误差应小于５ｃｍꎮ２.２.２㊀水下地形测量测图比例尺为１ʒ２０００ꎬ在Ｄ级ＧＰＳ控制点或５ᵡ导线点上设置基站ꎬ用ＲＴＫ＋回声仪测量ꎮＧＰＳ水下地形测量采用垂直于河道的断面法测量ꎬ断面间距约为３０ｍꎬ测量至深泓线以外ꎮ一般宽度约３００ｍꎬ个别重点险段为４００ｍꎮ２.３㊀荆江河势查勘原型观测采用定量的重点河段半江水下地形测量与定性的实地查勘相结合ꎮ定性的实地查勘主要是定期㊁不定期的陆上查勘ꎻ每年下半年汛后安排一次河势查勘ꎬ一般在１０月中旬至１１月上旬ꎮ河势查勘采用乘船方式ꎬ从枝城到城陵矶行经近３４０ｋｍꎬ重点查勘湖北㊁湖南荆江河段两岸的河势变化及新老险工㊁险段ꎮ通过听介绍㊁看河势㊁查现场㊁座谈会等形式ꎬ理论联系实际ꎬ增强感观认识ꎮ通过河道实际发生的河势变化验证河道演变分析结果的有效性ꎬ合理调整河道演变分析结论ꎮ２００７~２０１３年采用普通照相机拍照的方式记录现场情况ꎮ２０１４~２０１６年改进了查勘方法:采用查勘记录仪记录拍照地点地理坐标信息ꎬ定位行船航迹线ꎻ无人机航拍俯瞰总体河势及岸坡情况ꎻ重点河段岸坡土料取样ꎬ实验采集土料物理力学指标数据ꎮ２.４㊀监测分析方法在２００７~２００９年的河道演变分析中ꎬ采用的是典型断面分析法㊁冲刷坑面积变化法ꎮ典型断面分析法通过典型断面的冲淤变化来分析该河段的整体近岸河床变化情况ꎬ由于所选取的典型断面是间隔㊁不连续的ꎬ具有 代表 的局限性ꎬ不能全面地反映整个河段的变化情况ꎮ冲刷坑面积变化法通过跟踪近岸河床变化剧烈岸段冲刷坑的面积变化来分析重点河段的近岸冲淤变化情况ꎬ由于冲刷坑的选取通常都是弯道迎流顶冲段㊁矶头等重点河段ꎬ不能代表全河段的情况ꎬ只能真实反映局部重点河段的近岸冲淤变化情况ꎮ典型断面分析方法是从横向来分析该典型断面的横向冲淤变化分布关系ꎬ形象㊁直观ꎬ而在纵向上具有不连续性ꎬ无法对其进行量化分析ꎮ考虑到传统典型断面分析法㊁冲刷坑面积变化５２法的种种局限性ꎬ在该项目２００８年度报告中ꎬ首次提出并使用 监测导线分析法 对近岸河床冲淤变化进行分析ꎮ该分析法通过近岸河床变化的若干因素确定一定数量的监测导线平面控制点ꎬ并将这些平面控制点连接成一条平顺的曲线ꎬ该曲线为监测导线ꎬ通过监测导线在不同时段的沿程高程变化来研究近岸河床的分析方法ꎮ按以下内容要素确定监测导线的平面位置:①荆江水下护岸工程的守护宽度一般在５０~７０ｍꎻ②近岸深槽的内边缘线距多年平均枯水位线６０~１５０ｍꎻ③荆江水下护岸工程的水毁一般是从水下坡脚前沿开始ꎬ逐渐向河岸方向发展ꎬ最终引起岸线崩塌ꎻ④枯水位水边线的不平顺性ꎻ⑤枯水期近岸主流线的顺畅ꎮ监测导线法分析近岸河床变化ꎬ可全面直接反映监测岸段沿线近岸河床的变化情况ꎬ克服典型断面法分析近岸河床变化的代表局限性ꎬ达到可直接发现监测岸段近岸河床冲淤变化的沿程(顺水流方向ꎬ纵向)分布关系ꎬ具有总体量化分析的特点ꎮ通过监测导线纵向上的连续性ꎬ可以明显发现近岸河床冲淤变化的情况ꎮ以谷码头至观音矶河段为例进行具体分析ꎮ三峡水库蓄水运用以来ꎬ该河段演变过程为:沙市观音矶~谷码头段近岸河床经历了较大幅度ң冲淤窄幅调整ң进一步小幅冲刷ꎻ在年内同一水文时段内ꎬ沿程各分区段间呈冲淤交替变化(上段冲刷下段淤积或下段冲刷上段淤积)ꎻ在年内不同水文时段内ꎬ沿程各分区段近岸河床冲淤变化主要表现为汛期冲刷㊁汛后中枯水期回淤的冲淤交替变化特点ꎮ２００６年６月到２０１６年１１月期间该段近岸河床历年总的冲刷情况是:水下坡脚前沿平均冲刷幅度５.１１ｍꎻ冲刷幅度较大的区段主要集中在桩号７５８＋２００~７５５＋２００段ꎬ冲刷量主要发生在２００６年６月到２００８年１１月期间ꎻ冲刷幅度较大的部位主要在水下坡脚附近ꎮ为更好地分析海量冲淤数据ꎬ２０１３年引入包络线ꎬ在冲淤监测导线高程沿程变化图上按间距２０ｍ选取最大值㊁平均值㊁最小值ꎬ进而连接成沿线高程高位包络线㊁沿线高程中位线㊁沿线高程低位包络线ꎬ完善了基于近岸地形监测成果资料的数据处理方法ꎮ为了发现监测岸段地形变化趋势和简化后续分析工作ꎬ２０１４年引入相关的时程变化图ꎬ以监测岸段近岸河床水下坡脚前沿的监测导线高程平均值㊁监测断面水下坡比值㊁冲刷坑面积和最深点高程值为基本资料ꎬ建立相关的时程变化图ꎮ一般来说ꎬ从时程变化图可以判断监测岸段的各个区段目前的状况和近几年可能的变化趋势ꎮ２.５㊀岸坡稳定性评估体系影响荆江河道岸坡稳定的因素有:近岸河床的冲淤变化ꎬ护岸工程的质量㊁守护范围和运行年限ꎬ近岸河床的水下坡度变化ꎬ岸坡的地质条件㊁来水来沙条件等ꎮ河道岸坡出现不稳定现象不是偶然的ꎬ都有隐患产生㊁积累和爆发的过程ꎬ为了便于荆江河道的防洪安全管理ꎬ应对有防洪安全隐患的岸段进行及时治理ꎬ需要弄清荆江河道岸坡稳定状态ꎬ根据影响荆江河道岸坡稳定的多方面因素ꎬ进行综合评估分类ꎮ综合考虑影响荆江河道岸坡稳定的各个因素ꎬ参考河道行洪安全管理惯例和气象预报提示惯例ꎬ将岸坡稳定风险评估分为一般㊁二级设防㊁一级设防㊁警戒４个等级ꎬ对应的颜色提示分别为蓝色岸段㊁黄色岸段㊁橙色预警岸段㊁红色预警岸段ꎮ３㊀主要成果４０多年来ꎬ荆江河道经历了下荆江裁弯㊁葛洲坝工程和三峡水库蓄水运用㊁系统的护岸工程和航道整治工程㊁荆南四河和洞庭湖的淤积萎缩等ꎬ现在的荆江河道演变基本是人类活动控导影响下的演变ꎬ具有趋向稳定性特点ꎮ３.１㊀枯水、漫滩洪水河势总体格局在葛洲坝工程㊁三峡工程等干流上游大型水库联合调度作用下ꎬ荆江枯水期水情呈相对平稳状态ꎬ加之航道工程和护岸工程逐段对枯水河床起到明显的控制作用ꎬ工程实施后使整治河段的滩槽平面位置相对确定㊁枯水河势格局长期稳定ꎬ河势变化主要表现为工程保护区域前沿砂质河床的冲淤交替变化㊁以及其变化所引起的主流线小范围摆动ꎮ葛洲坝㊁三峡等干流上游大型水库联合调度ꎬ使大洪峰流量被消减调平ꎬ荆江洪水漫滩的水情概率变小ꎻ沿江护岸工程使岸线基本稳定ꎬ护滩工程使洲体冲刷调整处于可控状态ꎬ对河势变化可能有影响的河床边界现基本被护岸㊁护滩工程所控制ꎬ主流的摆动范围基本稳定在某个区域ꎻ在水情被控制㊁河床边界基本稳定的情况下ꎬ荆江的洪水河势格局逐渐６２被工程所控制ꎬ主流基本被限定在一定区域内摆动ꎻ限定区域内的河床呈冲淤调整变化和少量的崩岸点ꎬ不影响荆江总体洪水河势格局ꎮ表１㊀上㊁下荆江河段分时段冲淤深度统计ｍ年份上荆江下荆江荆江枯水基本平滩枯水基本平滩枯水基本平滩２００３－０.１３－０.１－０.０９－０.２６－０.２９－０.２５－０.１９－０.１９－０.１８２００４－０.２２－０.２２－０.１９－０.３２－０.３５－０.２７－０.２６－０.２８－０.２３２００５－０.２３－０.１８－０.１９－０.１４－０.１６－０.０８－０.１９－０.１７－０.１３２００６０.０５０.０４０.０３－０.１７－０.１５－０.１１－０.０５－０.０５－０.０５２００７－０.２４－０.２１－０.１５－０.０４－０.０２０.０２－０.１４－０.１２－０.０６２００８－０.０３－０.０３－０.０１０－０.０１０－０.０２－０.０２０２００９－０.１５－０.１３－０.１１－０.３１－０.２９－０.１９－０.２２－０.２－０.１５２０１０－０.２－０.１８－０.１５－０.０８－０.０６－０.０４－０.０６－０.１２－０.０９２０１１－０.３５－０.３－０.２４－０.１１－０.０８－０.０４－０.２３－０.２－０.１４２０１２－０.１９－０.１９－０.１７－０.０４－０.０５－０.０２－０.１２－０.１２－０.０９２０１３－０.３－０.２６－０.１－０.０８－０.２－０.１８２０１４－０.２９－０.２６－０.２２－０.１６－０.１６－０.１２－０.２３－０.２１－０.１７２０１５－０.１７－０.１５－０.１２－０.０９－０.０７－０.０３－０.１３－０.１１－０.０８２００３~２０１５－２.４６－２.１７－１.８５－１.８３－１.７９－１.２－２.０７－２－１.５㊀注: － 表示冲刷ꎬ ＋ 表示淤积ꎬ２００３年具体是指２００２年１０月~２００３年１０月ꎮ３.２㊀河床冲淤调整变化三峡水库蓄水运用以来ꎬ２００２年１０月至２０１５年１０月ꎬ荆江河段枯水河槽累计冲刷泥沙７.０５１６亿ｍ３ꎬ年均冲刷量为０.５４亿ｍ３ꎬ远大于蓄水前１９７２~２００２年的年均冲刷量０.１３７亿ｍ３ꎮ以２０１３年荆江固定测量断面在沙市水文站流量５６４０ｍ３/ｓ(对应枯水河槽)㊁１００００ｍ３/ｓ(对应基本河槽)和３００００ｍ３/ｓ(对应平滩河槽)时的水面宽度为基本资料ꎬ计算确定上荆江平均河宽:枯水河槽１０４７ｍ㊁基本河槽１２２３ｍ㊁平滩河槽１５０３ｍꎻ计算确定下荆江平均河宽:枯水河槽９１４ｍ㊁基本河槽１００５ｍ㊁平滩河槽１６８５ｍꎻ上荆江河长１７１.７ｋｍ(荆３~荆８２)㊁下荆江河长１７５.５ｋｍ(荆８３~荆１８６)ꎮ计算上下荆江的平均冲刷深度:２００２年１０月~２０１５年１０月上㊁下荆江枯水河槽平均冲深分别为２.４６ｍ㊁１.８３ｍꎻ２００２年１０月~２０１５年１０月上㊁下荆江基本河槽平均冲深分别为２.１７ｍ㊁１.８０ｍꎻ２００２年１０月~２０１５年１０月上㊁下荆江平滩河槽平均冲深分别为１.８５ｍ㊁１.２０ｍꎮ上㊁下荆江河段分时段冲淤深度见表１ꎮ荆江不同的区间河道沿时程和流程呈冲淤交替变化ꎬ大多数地段河床总的情况是沿程冲刷ꎬ冲刷的部位主要是枯水河床ꎬ尤其是弯道凹岸中下段的近岸河床冲刷幅度相对较大ꎮ３.３㊀分汊㊁弯道㊁过渡段河势演变分汊性河段的的洲头冲刷后退㊁靠近主流的洲体侧缘崩塌ꎻ洲体一经人工控制ꎬ在比较长的时期内ꎬ出现洲体灭失和主支汊易位的概率较小ꎮ以关洲为例ꎬ见图２ꎮ图２㊀关洲近期平面(３５.０ｍ高程线)变化急弯段普遍出现主流撇弯切滩现象ꎬ弯道凸岸上边滩冲刷㊁下边滩有所回淤ꎻ弯道凸岸上边滩冲刷发展较快ꎬ弯道凸岸下边滩淤积相对较慢ꎬ但持续的时间相对较长ꎬ伴随着弯道顶冲点和凹岸近岸深槽向下游延伸ꎬ整个局部河段河势具有向下游缓慢蠕动的特点ꎮ弯道凹岸近岸河床冲刷区的调整变化ꎬ使得部分护岸工程段出现滑挫崩岸现象㊁护岸工程段紧邻７２下游的未护岸段出现崩岸现象ꎻ已护岸工程段出现滑挫崩岸现象对河势影响有限ꎬ但对防洪影响明显ꎻ未护岸段出现崩岸现象对河势影响明显ꎮ枯水河床冲刷使过渡段散滩游动性增强ꎬ在航道工程的控导作用下ꎬ散滩基本被稳定在规划设计的平面范围内淤长联片ꎬ枯水河势趋向稳定变化ꎮ３.４㊀历史险工段㊁河道崩岸特性从历史深槽的监测分析成果来看:其冲刷下切已基本到达了一个极值ꎬ历史深槽所在局部河段枯水河床的冲刷拓宽比冲刷下切要更容易ꎻ新深槽往往在弯道凹岸下段近岸河床逐步形成ꎻ主流线平面位置不因河道深槽的冲淤变化而调整ꎬ主流线平面位置变化影响河道深槽冲淤分布ꎮ随着荆江河段人类工程的密度加大ꎬ对河势的控制力度将逐步增强ꎬ在较长时期内ꎬ主流将被控制在一定平面范围内变动ꎬ河道崩岸是河道演变的表现形式之一[２]ꎮ部分护岸近岸河床长期冲刷下切ꎬ在不进行水下工程维护加固的前提下ꎬ水下工程将逐步水毁失效ꎬ相关护岸段岸坡稳定风险经历了相当长时间的积累ꎬ发生崩岸将是必然的ꎬ护岸段崩岸具有时间周期性ꎻ少量局部护岸段小范围区域可能提前出现崩岸ꎬ呈现偶发性ꎮ主流贴岸下行的未护岸段ꎬ近岸河床长期冲刷下切具有持续性ꎬ在不进行守护的前提下ꎬ河岸崩塌将持续较长的时期ꎮ２００６~２０１６年荆江河道崩岸统计见表２ꎮ表２㊀２００６~２０１６年荆江河道崩岸统计序号年份崩岸处数/处崩长/ｋｍ序号年份崩岸处数/处崩长/ｋｍ１２００６１３６.５９７２０１２１６１.４６２２００７１９２０.３３８２０１３１２４.０１３２００８７３.８５９２０１４１９１１.７４２００９２０.７１０２０１５２４２１.２３５２０１０６４.２８１１２０１６１４１０.５９６２０１１１１３.６１４㊀成果应用荆江河道演变监测及分析项目从２００７年开始ꎬ实施１０ａ来ꎬ每年进行河势查勘㊁水下地形测量㊁河道演变分析ꎬ编制年度河势查勘报告㊁河道演变分析成果报告等工作ꎬ并接受湖北省水利厅组织的专家验收ꎬ获得验收专家一致认可ꎮ根据河道监测分析成果ꎬ有助于确定荆江(湖北段)河势控制工程及三峡后续工作项目的规划范围和工程实施的先后次序ꎬ作为部分河道工程项目申报㊁规划设计的技术支撑ꎮ目前ꎬ已在河势控制应急工程㊁崩岸应急整治工程㊁码头防洪评价等方面得到了具体应用ꎬ效果良好ꎮ年度监测分析成果报告提供了荆江河道实时变化动态ꎬ为准确把握防汛重点㊁及时有效应对突发险情和应急整险提供了技术支持ꎮ５㊀结㊀语该项目探讨了荆江河势监测的分析研究方法ꎬ２００７年使用传统的典型断面比较法㊁冲刷坑面积法㊁最深点分析法ꎻ２００８年对研究方法进行了创新ꎬ首次提出了监测导线分析方法ꎻ２００９~２０１０年在监测导线分析方法的基础上ꎬ结合传统分析方法ꎬ综合影响岸坡稳定各因素之间关系ꎬ整理了一套 岸坡稳定性综合评估体系 [３]ꎻ２０１３年引入包络线ꎬ完善了基于近岸地形监测成果资料的数据处理方法ꎻ２０１４年引入相关的时程变化图ꎬ用于发现监测岸段地形变化趋势和简化后续分析工作ꎮ通过以上分析评估体系ꎬ可以较全面㊁完整地反映荆江河道监测岸段岸坡稳定性状况ꎬ并对其进行风险预警ꎮ目前岸坡稳定性综合评估体系还不够完善ꎬ希望通过不断的研究探讨ꎬ逐步修订完善综合评估体系ꎬ摸索出荆江河道的演变规律ꎬ为荆江河道的治理提供科学决策ꎮ参考文献:[１]㊀余文畴ꎬ卢金友.长江河道崩岸与护岸[Ｍ].北京:中国水利水电出版社ꎬ２００８.[２]㊀姚仕明ꎬ岳红艳ꎬ何广水ꎬ等.长江中游河道崩岸机理与综合治理技术[Ｍ].北京:科学出版社ꎬ２０１６. [３]㊀何广水ꎬ朱勇辉ꎬ邓彩云ꎬ等.湖北荆江河段２０１６年度河道监测成果分析报告[Ｒ].武汉:长江科学院ꎬ２０１７.(编辑:唐湘茜)８２。

第５０卷第１期２０１９年１月㊀㊀人㊀民㊀长㊀江Ｙａｎｇｔｚｅ㊀Ｒｉｖｅｒ㊀㊀Ｖｏｌ.５０ꎬＮｏ.１Ｊａｎ.ꎬ２０１９收稿日期:２０１８－０６－０７基金项目:国家重点研发计划项目(２０１６ＹＦＣ０４０２３０１)作者简介:黄㊀勇ꎬ男ꎬ工程师ꎬ硕士ꎬ主要从事内河航道工程设计ꎮＥ－ｍａｉｌ:２８５６０３２７＠ｑｑ.ｃｏｍ通讯作者:袁㊀晶ꎬ女ꎬ教授级高级工程师ꎬ博士ꎬ主要从事水沙数值模拟㊁河床演变等研究ꎮＥ－ｍａｉｌ:１３４７１６５４＠ｑｑ.ｃｏｍ㊀㊀文章编号:１００１－４１７９(２０１９)０１－００１８－０６长江沙市河段近期河道演变分析黄㊀勇１ꎬ袁㊀晶２ꎬ高㊀宇３ꎬ吴国君１(１.湖北省交通规划设计院股份有限公司ꎬ湖北武汉４３００５１ꎻ㊀２.长江水利委员会水文局ꎬ湖北武汉４３００１０ꎻ㊀３.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室ꎬ湖北武汉４３００７２)摘要:沙市河段是上荆江河势较为复杂的河段之一ꎬ也是航道治理的重点河段之一ꎮ根据三峡水库蓄水以来沙市河段实测地形资料以及沙市水文站的实测水文资料ꎬ从来水来沙㊁深泓平面㊁洲滩㊁深槽以及横断面变化等方面系统分析了沙市河段的近期河道演变特性ꎮ结果表明:①三峡水库蓄水后ꎬ沙市河段整体呈现冲刷的趋势ꎬ深泓平面摆动集中在分汊段ꎬ沿程洲滩冲刷萎缩ꎬ横断面冲淤时有发生ꎬ２０ｍ深槽冲刷发展ꎬ接近贯通ꎮ②受到沿程护岸工程以及洲滩守护工程等的影响ꎬ该河段总体河势基本稳定ꎬ但局部河段内仍会有所调整ꎮ③河段尚未达到冲淤平衡ꎬ未来一段时间内ꎬ河段仍将以冲刷为主ꎬ若无人工干预ꎬ滩槽演变趋势将延续近期的变化ꎬ由此对防洪㊁航运等方面带来的影响值得关注ꎮ关㊀键㊀词:河道演变ꎻ来水来沙ꎻ冲刷ꎻ三峡水库蓄水ꎻ沙市河段中图法分类号:ＴＶ８５㊀㊀㊀文献标志码:ＡＤＯＩ:１０.１６２３２/ｊ.ｃｎｋｉ.１００１－４１７９.２０１９.０１.００４㊀㊀长江作为中国的第一长河ꎬ有着 黄金水道 之称ꎬ提高其航道标准对于沿江城市的发展起着重要作用ꎮ然而ꎬ随着长江上㊁下游航道条件的改善ꎬ宜昌至安庆段航道逐渐成为了长江黄金水道的 瓶颈 [１－２]ꎬ沙市河段作为重点河段位于其中的上荆江段ꎬ该河段的综合治理是否科学有效至关重要ꎮ三峡水库蓄水后ꎬ坝下游的水沙条件发生了很大改变ꎬ使得长江中下游干流河床的冲淤平衡状态被打破ꎬ河床沿程冲刷强度明显增大ꎬ并逐步向下游发展[３]ꎬ且下游分汊河段的主流摆动现象也更加显著[４]ꎬ需要不断认识坝下游河道的演变特性ꎮ此外ꎬ三峡水库建成后ꎬ长江中下游的防洪能力虽然得以提高ꎬ但防洪形势却依然严峻[５]ꎬ长江中下游河道仍需不断治理ꎬ而荆江作为长江中下游河势最为复杂的河段ꎬ进行整治的首要任务则是继续实施河势控制工程ꎬ进一步稳定有利河势ꎬ并对其中的重点河段进行综合整治[６]ꎬ这便需要对河段的河道演变特性有着清楚地认识ꎮ多年来ꎬ众多学者对荆江河段的河道演变特性开展了大量研究[７－１３]ꎬ其中沙市河段更是受到广泛的关注[１４－１９]ꎮ本文则是在此前研究的基础上ꎬ根据三峡水库蓄水以来至２０１６年沙市河段实测地形资料以及沙市水文站的实测水文资料ꎬ从来水来沙㊁深泓平面㊁洲滩㊁深槽以及横断面等的变化来系统地分析沙市河段近期的河道演变特性ꎬ为今后的河道治理提供科学的依据ꎮ１㊀河段概况沙市河段上起陈家湾ꎬ下迄观音寺ꎬ全长约３３ｋｍꎬ属弯曲分汊河型ꎬ主要由太平口过渡段㊁三八滩分汊段及金城洲分汊段组成ꎬ河势见图１ꎮ沙市河段位于三峡水库坝下游沙质河床起始段ꎬ河床冲刷强度较大ꎬ但该段两岸已基本形成完整的人工护岸岸线ꎬ总体河势得以保持稳定ꎬ局部河床冲淤调整仍较剧烈ꎬ主要表现为汊道的交替发展和洲滩的冲淤变化ꎮ㊀第１期㊀㊀㊀黄㊀勇ꎬ等:长江沙市河段近期河道演变分析图１㊀沙市河段河势Ｆｉｇ.１㊀ＲｉｖｅｒｒｅｇｉｍｅｏｆＳｈａｓｈｉＲｅａｃｈ２㊀近期演变分析２.１㊀来水来沙条件三峡水库运行后ꎬ随着上游来沙的减少ꎬ近几年长江中下游来沙也明显减少ꎬ２０１６年三峡入库输沙量０.４２２亿ｔꎬ比２００３~２０１５年的平均值偏少７６％ꎬ而且２０１６年出库输沙量仅有０.０８８４亿ｔꎬ占入库输沙量的２０.９５％[２０]ꎬ说明进入坝下游河段的输沙量进一步减少ꎮ根据沙市水文站资料统计ꎬ沙市河段在三峡水库蓄水前１９９１~２００２年多年平均含沙量和输沙量分别为０.８８９ｋｇ/ｍ３和３.５５亿ｔꎬ蓄水后２００３~２０１６年为０.１５０ｋｇ/ｍ３和０.５７亿ｔꎬ年输沙量减少８４％ꎬ使得下游河道冲刷进一步加剧ꎮ此外ꎬ水位也是反映水沙条件的重要指标之一ꎬ图２给出了沙市水文站在蓄水前后的月平均水位变化ꎮ图２㊀三峡水库蓄水前后沙市站月平均水位变化Ｆｉｇ.２㊀ＡｖｅｒａｇｅｍｏｎｔｈｌｙｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆＳｈａｓｈｉＳｔａｔｉｏｎｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＲｅｓｅｒｖｏｉｒｉｍｐｏｕｎｄｍｅｎｔ从图２中可以看出ꎬ在三峡水库蓄水前后ꎬ年内的水位变化规律未有较大的改变ꎬ表现为７~９月水位较高ꎬ１~３月水位较低ꎮ２.２㊀深泓平面变化深泓在沙市河段进口陈家湾附近偏右ꎬ经太平口心滩分为两汊ꎬ太平口心滩段和三八滩段之间的过渡区河宽偏大ꎬ深泓摆动频繁ꎮ２０１１年深泓由上游南槽过渡到下游三八滩北汊ꎬ但近几年三八滩深泓改走南汊ꎬ基本形成由上游南槽到下游三八滩南汊的走势ꎮ而后水流出三八滩分汊段进入瓦口子汊道分为两汊ꎬ但随着右汊的淤积ꎬ自２０１１年起ꎬ深泓只走左汊ꎬ贴凹岸而下ꎬ至观音寺处ꎬ河宽减小ꎬ深泓位置靠近左岸ꎬ且近期内基本稳定ꎮ可见ꎬ沙市河段的深泓摆动主要集中在河湾分汊段(见图３)ꎮ图３㊀沙市河段深泓平面变化Ｆｉｇ.３㊀ＰｌａｎｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈａｌｗｅｇｉｎＳｈａｓｈｉＲｅａｃｈ２.３㊀洲滩变化２.３.１㊀太平口心滩太平口心滩位于沙市河段长直过渡段的狮子碑至筲箕子之间ꎬ２０世纪８０年代中前期开始形成ꎬ９０年代初期滩体规模较大ꎮ三峡水库蓄水后ꎬ太平口心滩呈先淤涨后冲刷的态势ꎬ滩头先上提后下移ꎬ面积也是先增大后减小ꎬ滩顶最大高程有所增加ꎮ如表１所示ꎬ２００３~２００６年ꎬ滩顶高程增加３.２ｍꎬ自２００８年开始ꎬ太平口心滩滩顶高程超过３６ｍꎬ滩头淤积上提ꎬ尾部低滩也逐步淤积下延ꎬ使滩体面积增至２.１３ｋｍ２ꎬ２００９年滩体面积达到有实测资料以来的最大值ꎬ滩头较２００３年上提１.８８ｋｍꎻ至２０１１年ꎬ滩面窜沟回淤消失ꎮ此后ꎬ受到９１㊀㊀人㊀民㊀长㊀江２０１９年㊀清水下泄 的影响ꎬ同时还受到近几年北槽以及太平口心滩区域持续非法采砂的影响ꎬ北槽逐渐冲深下切ꎬ滩体面积逐渐萎缩ꎬ主要是滩头冲刷下移ꎬ２０１６年较２００９年滩头冲退约１８７０ｍꎬ滩体持续淤高ꎬ至２０１６年１１月ꎬ太平口心滩高程增至３８.４ｍꎮ表１㊀太平口心滩(３０ｍ)多年特征值变化Ｔａｂ.１㊀Ｍｕｌｔｉ－ｙｅａｒｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆＴａｉｐｉｎｇｋｏｕＣｅｎｔｒａｌＢａｒｃｈａｎｇｅｓ(３０ｍ)年份面积/ｋｍ２滩长/ｋｍ滩宽/ｍ滩顶高程/ｍ２００３０.９６４.６５３８０.０３２.４２００６１.６５３.６６７４７.７３５.６２００８２.１３６.１７４６０.６３６.０２００９２.２０６.１８４８０.０３６.３２０１１１.８４５.７８５９１.３３６.９２０１２１.８５５.７７５６８.８３７.５２０１４１.１４２.４７５１２.６３８.６２０１６０.６１１.９４４２２.２３８.４２.３.２㊀三八滩三八滩位于沙市河湾中部放宽段ꎬ由于滩体高程较低ꎬ且河床组成抗冲性较弱ꎬ历年来冲淤变形幅度均较大ꎬ尤其是滩体的中上段ꎬ滩体规模总体呈冲刷萎缩的趋势ꎬ三峡水库蓄水更是加速了这一发展过程ꎮ三峡水库蓄水后ꎬ三八滩年际单向冲刷明显ꎬ滩体规模锐减ꎬ航道部门对其实施守护工程后ꎬ滩体中上段２００６年后基本保持稳定ꎬ中下段仍不断冲刷萎缩ꎮ如表２所示ꎬ与２００３年相比ꎬ２００６年滩体右缘冲退约５５０ｍꎮ因此可见ꎬ２００４ꎬ２００５年两期三八滩应急守护工程后ꎬ三八滩右缘的冲刷并没有得到根本的限制ꎮ随着三八滩一期守护工程的实施ꎬ三八滩中上段将逐渐趋于稳定ꎬ但滩体中下段仍然不断冲刷萎缩ꎬ滩体长度由２００９年的３７６８ｍ减小到２０１６年１１月的１６５２ｍꎬ减幅达到５６.２％ꎬ滩体面积与蓄水初期(２００３年)相比ꎬ减小了约８５.２％ꎬ较一期守护工程实施前(２００８年)减小了约２６.９％ꎮ表２㊀三八滩(３０ｍ)多年特征值变化Ｔａｂ.２㊀Ｍｕｌｔｉ－ｙｅａｒｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆＳａｎｂａｓａｎｄｂａｒｃｈａｎｇｅｓ(３０ｍ)年份面积/ｋｍ２滩长/ｋｍ滩宽/ｍ滩顶高程/ｍ２００３２２１３４６３１０１２３６.８２００６７９.５３２８０４６５３３.８２００８４４.６２７６８２９９３３.７２００９４２.６３７６８２８４３４.３２０１１１６.２１５９５２０２３４.３２０１２１５.９１６６２１３８３４.１２０１４１６.３９１９１６９３４.１２０１６３２.６１６５２２５４３４.０２.３.３㊀腊林洲边滩腊林洲边滩自２０世纪５０年代以来ꎬ一直存在并以边滩的形式依附于沙市河湾进口凸岸侧ꎮ边滩形成之初ꎬ滩头曾上延至沙市河段进口陈家湾附近ꎬ有效地控制了河道的宽度ꎬ使之保持单一微弯的平面形态ꎮ三峡水库蓄水后ꎬ腊林洲中部低滩经历蓄水初期的冲刷切割后基本稳定ꎮ如表３所示ꎬ蓄水初期ꎬ腊林洲边滩中部低滩略有淤积ꎬ随着冲刷强度的不断发展ꎬ边滩逐步转淤为冲ꎬ滩体中部最大宽度由２００３年的１７６０ｍ减小为２００６年的１５１４ｍꎬ至２０１６年ꎬ中部低滩基本冲刷殆尽ꎬ高滩部分最大滩宽仅剩约１３４３ｍꎬ滩体面积略有减小ꎬ２０１６年相对于２００３年ꎬ减幅约４.７％ꎮ伴随三八滩中下段的萎缩ꎬ腊林洲下段低滩有向南汊内淤长的趋势ꎬ２００６~２００８年横向最大淤积幅度达到６２０ｍ左右ꎬ２００９年后淤积速度减缓ꎬ至２０１２年横向最大淤积幅度约２１０ｍꎬ之后下段低滩横向有所冲刷ꎬ２０１２~２０１６年横向最大冲刷幅度达到３４０ｍ左右ꎬ至２０１６年ꎬ滩尾略有下延ꎬ相对于２０１２年ꎬ下延４５０ｍ左右ꎮ表３㊀腊林洲边滩(３０ｍ)多年特征值变化Ｔａｂ.３㊀Ｍｕｌｔｉ－ｙｅａｒｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆＬａｌｉｎｓａｎｄｂａｒｃｈａｎｇｅｓ(３０ｍ)年份面积/ｋｍ２滩长/ｋｍ滩宽/ｍ滩顶高程/ｍ２００３６.３３７１００１７６０４０.８５２００６５.６７６４９０１５１４４０.８５２００８６.０７７０２０１３５４４０.８５２００９６.４３７０４０１５２２４０.８５２０１１６.３１７０４５１３４５４０.８５２０１２５.９２７０２２１３４０４０.８５２０１４６.２１７５５６１３４７４０.８５２０１６６.０３７４７５１３４３４０.８５２.３.４㊀金城洲金城洲于１９０１年开始出现ꎬ历史上称为金钟洲ꎮ江心洲滩的形成是与１９００年以后柳林洲岸线的崩退相应而生ꎮ三峡水库蓄水后ꎬ２００３~２００６年ꎬ金城洲由凸岸边滩切割成为心滩ꎬ洲头有所上提ꎬ如表４所示ꎬ洲尾冲刷约１５４０ｍꎬ使滩长减小４９０ｍꎬ同时心滩顶部高程淤高约１.９ｍꎻ２００６年以后ꎬ金城洲头部和尾部㊁吴家台边滩上段都处于冲刷状态ꎬ至２０１６年ꎬ与２００９年相比ꎬ滩头后退约８００ｍꎬ滩顶高程降低０.３ｍꎬ滩体下段冲刷萎缩ꎬ滩长减小了７０.４％ꎮ２.３.５㊀洲滩变化概述随着三峡水库蓄水后来水来沙条件的改变ꎬ沙市河段各洲滩总体呈现出冲刷萎缩的趋势ꎮ虽然多数洲滩都陆续实施了守护工程ꎬ对洲滩的稳定起到了一定作用ꎬ但没有实施守护工程的局部滩体仍然受到冲刷而萎缩ꎮ总体来看ꎬ太平口心滩近期呈现大幅萎缩ꎻ腊０２㊀第１期㊀㊀㊀黄㊀勇ꎬ等:长江沙市河段近期河道演变分析林洲高滩在蓄水初期有所崩退ꎬ中部低滩趋于萎缩ꎬ但守护后趋于稳定ꎻ三八滩则自三峡水库运行以来持续冲刷而萎缩ꎬ近期完全守护后滩形才基本稳定ꎻ金城洲近期滩体面积变化不大ꎬ但高滩部分却仍在冲刷缩小㊁滩尾切割ꎮ表４㊀金城洲(３０ｍ)多年特征值变化Ｔａｂ.４㊀Ｍｕｌｔｉ－ｙｅａｒｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆＪｉｎｃｈｅｎｇｓａｎｄｂａｒｃｈａｎｇｅｓ(３０ｍ)年份面积/ｋｍ２滩长/ｋｍ滩宽/ｍ滩顶高程/ｍ２００３－６３３８１２０２３４.９２００６３.３１５８４８８２２３６.８２００８２.３５４４７７９０１３６.３２００９２.２１４０３７９１２３６.１２０１１１.４６３３５０６４３３６.９２０１２１.３６３３５０６２４３６.８２０１４１.１３２００４５７１３６.２２０１６０.５４１１９５５１２３５.８２.４㊀深槽变化１９５９年至今ꎬ受河床普遍冲刷下切的影响ꎬ沙市河段内２０ｍ深槽基本全程贯通ꎬ２０ｍ深槽主要由３段组成ꎬ包括太平口右汊深槽㊁三八滩分汊段与瓦口子河段连接段内的深槽以及瓦口子深槽ꎮ本次研究将延伸至下游的马家咀深槽ꎬ各段深槽在三峡水库蓄水后的面积变化如表５所示ꎮ表５㊀沙市河段２０ｍ深槽面积变化Ｔａｂ.５㊀２０ｍｐｌａｎｅａｒｅａｃｈａｎｇｅｓｏｆｄｅｅｐｓｌｏｔ(２０ｍ)ａｔＳｈａｓｈｉＲｅａｃｈｋｍ２年份太平口深槽三八滩深槽瓦口子深槽马家咀深槽２００３０.２４１.２９４.１６１.２１２００８１.７１２.３７两段深槽贯通２００９１.９３１.４１两段深槽贯通２０１１４.９６两段深槽贯通２０１２１.９２１.４１两段深槽贯通２０１４１.２６１.２９两段深槽贯通２０１６２.０６２.２０两段深槽贯通三峡水库蓄水后ꎬ研究河段内２０ｍ深槽以冲刷发展为主ꎮ２００３年上游两处深槽略有淤积ꎬ瓦口子深槽进一步冲刷发展ꎬ至２００８年ꎬ瓦口子深槽与马家咀深槽贯通ꎬ并不断下延ꎮ同时ꎬ太平口及三八滩深槽面积也出现了大幅增加ꎬ２０１１年两处深槽接近贯通ꎬ至２０１６年ꎬ太平口深槽的面积达到２００３年的８倍以上ꎮ从２０１２年开始ꎬ三八滩分汊段左汊深槽不断淤积萎缩ꎬ右汊深槽不断冲刷发展ꎬ至２０１６年ꎬ左汊深槽基本消失ꎬ右汊深槽接近贯通ꎮ从深槽的变化来看ꎬ近年来瓦口子和马家咀深槽相对稳定ꎬ处于贯通的状态ꎬ而三八滩分汊段深槽则变幅较大ꎬ深槽位置由三八滩左汊逐渐转移到右汊ꎬ至２０１６年ꎬ随着深槽的总体冲刷ꎬ沙市河段２０ｍ深槽全程接近贯通ꎮ２.５㊀横断面变化为了分析沙市河段河床的冲淤变化ꎬ选取了该河段的５个典型断面进行分析ꎬ分别为荆３２㊁荆４１㊁荆４８㊁荆５２和荆５６ꎬ具体断面位置见图１ꎮ典型断面的历年冲淤变化见图４ꎮ(１)荆３２断面位于太平口心滩中部ꎬ断面变化见图４(ａ)所示ꎬ是典型分汊河段的 Ｗ 型断面ꎮ２００３~２００８年ꎬ心滩左淤右冲ꎬ两侧河槽均有比较明显的冲刷ꎬ左㊁右槽内最大冲刷幅度均达到４.５ｍ左右ꎮ２００８~２０１６年ꎬ断面左㊁右槽仍然处于冲刷状态ꎬ心滩左缘处于淤积状态ꎬ最大高程接近２００６年的水平ꎮ近年来断面宽深比在２.９~３.７之间变化ꎮ(２)荆４１断面位于三八滩头部ꎬ总体呈 Ｗ 型ꎬ断面形态调整较为剧烈ꎬ断面变化见图４(ｂ)所示ꎮ２００３~２００６年ꎬ三八滩滩体逐渐冲刷降低ꎬ腊林洲边滩淤涨ꎬ断面左槽逐渐淤积萎缩ꎬ中心河床发育成槽ꎮ该期间原断面右槽一度刷深左移ꎬ但２００６年后出现较大幅度淤积萎缩ꎻ２００６~２０１２年ꎬ心滩仍然不断冲刷萎缩ꎬ断面左槽淤积但向右展宽ꎬ中心河床则有一定程度冲刷ꎬ原右槽大幅淤积几乎消失ꎬ２０１２~２０１６年ꎬ断面左槽淤积ꎬ中间河槽冲刷并向右展宽ꎮ近年来断面宽深比在５.２~５.９之间变化ꎮ(３)荆４５断面位于三八滩与金城洲之间的过渡段ꎬ总体呈 Ｕ 形ꎬ断面河宽较小ꎬ形态相对稳定ꎬ见图４(ｃ)所示ꎮ２００３~２００８年ꎬ深泓向右移动ꎬ左岸近岸河床淤积ꎬ而右岸近岸冲刷ꎬ平均淤积幅度约为３ｍꎮ中心两侧河床虽冲淤交替ꎬ但冲淤幅度相对较大ꎮ２００８~２０１２年ꎬ断面形态基本稳定ꎬ深槽段略有淤积ꎮ２０１２~２０１６年ꎬ深泓向左移动ꎬ左岸近岸河床冲刷ꎬ最大冲刷幅度约８.５ｍꎬ右岸近岸河床淤积ꎬ最大淤积幅度约６ｍꎮ近年来断面宽深比在２.２~２.５之间变化ꎮ(４)荆４８断面横跨金城洲中上部ꎬ总体呈 Ｗ 型ꎬ断面变化见图４(ｄ)所示ꎮ２００３~２０１２年金城洲洲体缩窄ꎬ断面左槽冲刷展宽ꎬ右槽再度刷深ꎬ最大冲刷幅度约为５ｍꎮ２０１２~２０１６年ꎬ断面左槽冲淤交替ꎬ并略有展宽ꎬ而右槽略有淤积ꎬ平均淤积幅度约２.５ｍꎮ近年来断面宽深比在３.５~５.６之间变化ꎮ(５)荆５２断面位于瓦口子与马家咀之间的顺直过渡段ꎬ断面变化见图４(ｅ)所示ꎮ２００３~２０１２年ꎬ断面中心深泓部分冲淤相间ꎬ但高程变化不大ꎬ左岸坡脚处最大冲刷幅度约７ｍꎬ右半河床略有冲刷ꎻ２０１２~２０１６年ꎬ左半河床基本稳定ꎬ右半河床平均淤积幅度约３ｍꎮ近年来断面宽深比在２.１~２.５之间变化ꎮ１２㊀㊀人㊀民㊀长㊀江２０１９年㊀图４㊀沙市河段典型断面历年冲淤变化Ｆｉｇ.４㊀ＳｃｏｕｒｉｎｇａｎｄｓｉｌｔａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｓｏｆｔｙｐｉｃａｌｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｉｎＳｈａｓｈｉＲｅａｃｈｏｖｅｒｙｅａｒｓ３㊀演变趋势分析三峡水库运行后ꎬ拦截了长江上游大部分泥沙ꎬ 清水 下泄ꎬ水库运用初期出库含沙量大幅度减少ꎬ且颗粒变细ꎬ改变了长江中下游来水来沙条件ꎬ在相当长的时间内ꎬ河床发生冲刷ꎬ引起河道的一系列变化ꎮ２００２年１０月至２０１６年１０月ꎬ荆江河段平滩河槽累计冲刷泥沙达９.２６５亿ｍ３ꎬ年均冲刷量为０.６６２亿ｍ３ꎬ远大于三峡蓄水前１９７５~２００２年的年均冲刷量０.１３７亿ｍ３ꎮ沙市河段冲刷量则占荆江冲刷量的２３.４％ꎬ居荆江各河段的首位ꎮ冲刷主要集中在枯水河槽ꎬ沙市河段枯水河槽冲刷量占平滩河槽冲刷总量近９５％ꎮ由于沙市河段为沙质河床ꎬ泥沙组成偏细ꎬ抗冲性较弱ꎬ加上上游沙卵石河段河床冲刷补给能力有限ꎬ河床冲刷剧烈ꎬ在今后一段时间内ꎬ沙市河段仍将持续冲刷ꎬ直至达到冲淤平衡ꎮ对于太平口心滩分汊段ꎬ三峡水库蓄水至今ꎬ南槽总体有所发展ꎬ分流比总体较为稳定ꎬ可见在蓄水初期ꎬ太平口心滩分汊段当前的滩槽格局基本上是适应新水沙条件的ꎮ但近期ꎬ北槽以及太平口心滩区域持续非法采砂的问题十分严重ꎮ因此ꎬ在未来ꎬ太平口心滩分汊段的变化除了与新水沙条件密切相关ꎬ在很大程度上还将受到采砂行为的影响ꎮ对于三八滩分汊段ꎬ北汊近期淤塞严重ꎬ南汊已成为绝对主汊ꎬ且与上游来流方向的衔接较为平顺ꎮ若无人为干预ꎬ预计在将来南汊分流将占绝对优势ꎮ这将非常不利于维持三八滩北汊作为主航道的稳定ꎮ此外ꎬ受上游水道主支汊转换以及三峡水库蓄水的影响ꎬ在水流持续冲刷下ꎬ金城洲尾冲刷切割独立成滩ꎬ右槽下段继续冲刷发展ꎮ受此影响ꎬ左槽放宽段出现浅区ꎬ不利于左槽航道条件的稳定ꎬ预计未来一段时期内航道条件仍将不稳定ꎮ同时ꎬ虽然在守护工程的作用下ꎬ沙市河段总体河势较为稳定ꎬ但仍存在一定的防洪风险ꎬ随着河床的冲刷ꎬ有可能会对两岸的堤防及岸坡产生不利影响ꎮ总之ꎬ在河段总体呈现冲刷的趋势下ꎬ若无人干预ꎬ滩槽演变趋势将延续近期的变化ꎬ并且会由此带来对防洪㊁航运等方面一系列的影响ꎮ４㊀结语从近期河道演变来看ꎬ沙市河段在三峡水库蓄水后ꎬ整体呈现冲刷的趋势ꎬ深泓平面摆动集中在分汊段ꎬ沿程洲滩总体冲刷萎缩ꎬ横断面冲淤时有发生ꎬ２０ｍ深槽冲刷发展ꎬ接近贯通ꎮ受到守护工程等的影响ꎬ河段总体河势近期基本稳定ꎬ但局部河段内仍会有所调整ꎮ在未来一段时间内ꎬ若无人工干预ꎬ滩槽演变趋势将延续近期的变化ꎬ并且会由此带来对防洪㊁航运等方面一系列的影响ꎮ因此ꎬ研究沙市河段的河道冲淤演变规律将为沙市河段的航道整治㊁港口码头建设等提供科学的依据ꎮ参考文献:[１]㊀卢金友ꎬ张细兵ꎬ孙贵洲.长江宜昌至安庆段近期河道演变与黄金水道治理[Ｊ].人民长江ꎬ２０１７ꎬ４８(５):１－７.[２]㊀杨传堂.加快建设长江黄金水道为长江经济带提供强力支撑[Ｊ].全球化ꎬ２０１４(８):５－１２.[３]㊀许全喜ꎬ朱玲玲ꎬ袁晶.长江中下游水沙与河床冲淤变化特性研究[Ｊ].人民长江ꎬ２０１３ꎬ４４(２３):１６－２１.２２㊀第１期㊀㊀㊀黄㊀勇ꎬ等:长江沙市河段近期河道演变分析[４]㊀朱玲玲ꎬ张为ꎬ葛华.三峡水库蓄水后荆江典型分汊河段演变机理及发展趋势研究[Ｊ].水力发电学报ꎬ２０１１(５):１０６－１１３. 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