入湖河流尾闾段的河性及航道整治

第18卷第1期2002年　3月长沙交通学院学报JOURNALOFCHANGSHACOMMUNICATIONSUNIVERSITYVol.18No.1Mar.2002

文章编号:1000-9779(2002)01-0049-07

入湖河流尾闾段的河性及航道整治

胡旭跃,黄伦超,沈小雄,程永舟

(长沙交通学院河海工程系,湖南长沙　410076)

摘　要:沅水尾闾段水网纵横,航道条件错综复杂,洪道中发育有复杂分汊、弯曲等河型;水文条件不仅受沅水干流的影响,且受洞庭湖其它水系及长江的来水来沙影响。其特殊的地质条件和周边环境,加上洪水对两岸的威胁,河段亟待进行综合治理。在沅水尾闾段水文特点分析的基础上,提出了航道整治措施,其航道整治方法具有一定的典型性和代表性;对入湖尾闾段航道整治一般特点进行了分析,在航道选线和处理航道整治与洪道整治的关系方面,对类似工程具有借鉴意义。关键词:河流;航道;洪道;整治;尾闾中图分类号:U617 文献标识码:A Ξ

1　河段概况与航道现状

沅水是湖南省第二大河流,发源于贵州省都匀云雾山,在金紫进入湖南,经黔城、沅陵、桃源、常德、

德山等主要城镇后,在坡头注入西洞庭的目平湖。沅水是湘西和黔东南地区通往长江及沿海城市的重

要水上通道,黔城以上为上游,黔城至沅陵为中游,沅陵至德山为下游,德山以下为沅水入湖尾闾段。

沅水入湖尾闾段(德山～坡头),是洞庭湖区常德至鲇鱼口1000t级航运建设工程重点整治河段之

一,河段形势见图1。该河段主要有新兴咀至安彭港滩群、鱼子桥至宝塔山滩群、接港至坡头滩群等。

图1　沅水入湖尾闾段形势及整治工程布置图1.1　新兴咀至安彭港滩群新兴咀至安彭港滩群距常德18.6km,河段平面呈复杂的多汊形态,由南支、北支及人工开挖的金

石河交错而成。汊道与大汛洲、小汛洲交织在一起。北支长9.0km,宽300～500m,南支长12.0km,宽300～400m,大汛洲、小汛洲高程为30～33m,金石河宽80～100m,长7.0km,横穿南支后在安彭

Ξ收稿日期:2001-11-08作者简介:胡旭跃(1962—),男,长沙交通学院副教授.港与干流汇合,形成南北两支加金石河三分水流的鹅头型汊道。在安彭港汇流处,有小洲及安彭洲将汇

流处河道分为左、中、右三汊,两洲形似两片树叶,两头尖,中间宽,长分别为2100m和750m,宽分别

为700m和250m,顶部高程分别为33.5m和34.3m。目前通航汊为北支,但在新兴咀分流处弯曲半

径仅400m,汇流处安彭港有一段长约350m的浅段,水深约1.6～1.8m,航宽60m左右。

1.2　鱼子桥至宝塔山滩群鱼子桥至宝塔山河段全长23km,位于常德与汉寿县交界地段,紧接新兴咀至安彭港汊道河段,由

大洲尾及龙打吉两个反向弯道组成“S”型河型。仓儿总段(黑神庙段)洪水河宽一般为1500～2000m,右岸边滩纵向长5.5km,宽300～420m,高程29.0～34.5m。此段河道出现局部缩窄,枯水河道宽仅

800m,洪道堤顶高程37.8～38.2m。本河段内从上至下有鱼子桥、龙打吉、宝塔山三处浅段碍航,现有水深约1.3～1.4m,航宽60～80m左右。

1.3　接港至坡头滩群接港至坡头河段位于汉寿县境内,西洞庭湖的入口处,

洪水成湖,中、枯水河道复杂分汊,主要分为

南、中、北三汊。南汊由接港经煤炭咀、周文庙、熊家湾、十字河口、坡头至罗家洲,长13.5km,中、枯水

水流主要走南汊,该汊河道弯曲狭窄;中汊为直道,长10.5km,为水利部门

1955年沿洪道中心线开挖

的引河,也是中洪水期部分船舶的捷径航道;北汊是1954年老河槽,长12.0km(见图1)。目前Ⅳ级航

道的通航汊为南汊,现有航道尺度为水深1.6m,航宽70～80m,最小弯曲半径300m。

2　河段特性

河段上游有桃源水文站、常德水位站,下游有小河咀水文站,河段内有牛鼻滩及周文庙水位站,各站

都有较长时间的观测资料。分析各种资料,可知本河段具有以下特性。

2.1　水位、流量特性本河段的水位,不仅受沅水的影响,而且受洞庭湖水位的影响。每年的4～6月份为沅水干流的洪

水期,7～10月为洞庭湖水顶托壅水期,水位较高;11月至翌年3月为枯水期,水位较低。年水位过程线

呈多峰型,高水位时间较长,退水期水位下降较快;流量过程峰型尖瘦,流量变化较频繁。典型水位及流

量过程见图2、图3。

图2　小河咀站典型年(1985年)流量过程

图3　小河咀站典型年(1985年)水位过程05 长　沙　交　通　学　院　学　报 第18卷　本河段来水量丰富,桃源站多年平均流量为2003m3/s,最大流量为29100m3/s,最小流量为187

m3/s。径流在年内分配不均匀,桃源站年内最大流量是最小流量的106倍。沅水水流受湖水的顶托作用,流量及水位之间的关系较为复杂,既受干流来流多少的影响,又与洞

庭湖水位的高低有关,往往是同一水位下对应不同的流量,或同一流量对应不同的水位,水位流量关系

呈复杂的绳套型(见图4)。图4　

小河咀站典型水位-流量关系

2.2　比降、流速特性由于本河段位于沅水尾闾,洞庭湖高水期的壅水对本河段的水位影响较大,水面比降平缓,水流流速较小。由表1可见,在一般情况下,牛鼻滩～周文庙水位站的落差约为0.6～0.7m,7～10月份洞庭湖水位居高不下,本河段水面比降更加平缓,平均落差仅为0.22m。表1　牛鼻滩、周文庙站逐月平均水位统计表m

站名1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月

牛鼻滩27.6328.0928.4029.7130.7631.1130.6329.6829.3828.8528.5727.82周文庙27.0327.5027.8329.0330.0230.4430.3629.4929.2028.6128.0927.30落　差0.600.590.570.680.740.670.270.190.180.240.480.52

比降、流速随水位变化而变化。洪水期河面开阔,过水断面较大,水面比降较小,流速较低;枯水期水位下降,滩洲显露,比降开始回升。在洞庭湖水上涨期,由于湖水较枯,对沅水尾闾段壅水作用几乎没有或较小,河口比降较大;随着湖

泊水位的升高,壅水作用逐渐加大,水面比降变小。在洞庭湖水降落期,随着湖泊水位的降低,壅水作用逐渐减弱,比降也相应增加;至枯水期,壅水作用基本消失,比降最大。由于或多或少地受到下游湖水的顶托作用,其水面比降和流速比一般河流的水面比降和流速要小。

2.3　泥沙特性本河段的泥沙主要受沅水控制,沅水为典型的南方少沙河流。桃源站多年平均含沙量仅0.124

kg/m3,月平均最大含沙量为0.356kg/m3,最小含沙量为0.009kg/m3,实测最大含沙量为3.10kg/m3,最小实测含沙量为0,多年平均输沙率为248kg/s。与径流过程一样,年内来沙也不均匀,水文年度内4～7

月份来沙量较大,输沙量占全年输沙量的88%,一般情况下,沙峰与洪峰同步。通常情况下,春汛期受来流影响,含沙量较大,大量泥沙在洲滩淤积;洪水顶托期,水位维持高水状

态长达半年之久,含沙量也很小,泥沙较细;洪水顶托期结束,水位随退水而相应消落,湖滩岸线显露,水流归槽,比降加大,泥沙起动,河床冲刷,导致含沙量又有所加大。

2.4　地层岩性及工程地质条件洪道内边滩及心洲广泛分布第四系冲积堆积层(aLQ2)及(aLQ4)。

aLQ2:为更新统河湖相堆积。上部为灰黄色,黄色网纹粘土,含铁锰质结核,密实坚硬,分布于地下

3m左右,局部地表及河坎边可见出露。该层厚度较大,未揭穿到底。

aLQ4:河湖冲积堆积。上部为灰,灰褐色攘士,厚0～3m,可塑状;下部为灰褐析色,灰黑色淤泥或

淤泥质土,局部偶夹薄层粉细砂,厚3～15m。淤泥呈软塑～可塑状。由于堤外卵石层上覆粘土层厚仅3～5m,洪水时垸堤内侧容易出现漫水、涌水、沙基管涌现象。因15第1期 胡旭跃等:入湖河流尾闾段的河性及航道整治 此,疏浚措施应尽量避免靠近堤脚。

3　演变特点及整治沿革

3.1　演变特点

3.1.1　围湖成河后河势稳定

1954年以前,沅水和澧水在该河段左岸有小河口、苏家吉、龙打吉、小港四处汊流贯通,水流顺逆不定,相互顶托,演变频繁。1954年整修西洞庭湖,将汊流堵塞,经过多年的建设,湖的四周均已建起较为

坚固的大堤,洪水边界已比较稳定,该区段由湖变河,滩面边坡平缓,岸质结构紧密,河势稳定,仅中、枯

水期河床有一定的变形。鱼子桥至宝塔山河段,几十年来形成了自然稳定的弯曲河型,深泓水深增加,左岸弯道凹岸处略有冲刷后退,但幅度很小。从新兴咀至安彭港及接港至坡头分汊河段多年演变的结

果看,其平面形态、断面形态均没有大的变化,滩情比较稳定,河道没有蠕动的现象。

3.1.2　洲滩河床普遍淤积抬高洪水期间,一方面因流域土壤侵蚀,河段来沙量加大,另一方面由于洞庭湖水的顶托,水流比降减

小,流速变缓,水流挟沙能力降低,河床普遍淤积。根据濮培民等[1]1952年与1988年的两份湖盆地形资料的对比分析与计算,目平湖37年平均淤高1.08m,说明沅水尾闾段总的演变趋势是淤积抬高,但

淤积的部位及幅度具有不均匀性。汛期过后,湘、资、沅、澧四水及长江来沙大量减少,而且随着湖面水

位的下降,该河段比降和流速也都相应增加,大部分高水期淤积在河槽内的泥沙被冲入下游,洲滩逐年

淤高,堤垸以外的洲滩及水域,一直是泥沙淤积的主要场所。对比1969年与1986年的河道地形图,江

心洲与边滩的位置比较固定,但平面尺度增大,顶部高程淤高1.2～3.5m。

3.1.3　洪淤枯冲、航槽稳定该河段冲淤变化具有年周期性,一般为洪淤枯冲。根据前面的水文分析可知,沅水的来沙主要集中

在洪水期的4～7月,此时水位高,含沙量大,进入本河段后,河道放宽,过水面积增大,挟沙能力减弱,河床普遍淤积。由于长江洪水滞后于沅水,7月份以后,沅水开始退水,此时长江来水使洞庭湖水位抬高,河水受顶托,水面变缓,挟沙能力降低,洪水期淤积下来的泥沙不能在沅水退水期内冲走,湖区水位退落

后,沅水已进入枯水期,河中洲滩出露,水流主要集中在枯水航槽内冲刷,洪水期淤积在航槽内的泥沙纷

纷起动下移,到了翌年涨水期,水流依然归槽,又不受湖区水位的顶托,流速较大,航槽继续受到冲刷,到

了洪水期,河床又普遍淤积。由1990年和2000年两次测图深泓线对比分析可见,航槽冲淤变化不大。

因此,虽然洲滩普遍淤积,但航槽稳定。

3.2　整治沿革几十年来,水利部门及航道部门对本河段进行了多次的整治[2]。1954年,水利部门整修西洞庭湖,将沿河左岸与澧水沟通的汊河(小河口,苏家巷,龙打吉,小港)堵塞,实现了沅、澧分流,改变了两水在西

洞庭湖相互干扰、顶托的恶劣局面。1955年水利部门为解决水流不畅和迎流顶冲两岸堤防的问题,在

新兴咀至安彭港及接港至坡头分汊河段沿洪道中心线裁弯开挖引河,也是中洪水期部分船舶的捷径航

道,但引河40多年来仅轻微冲刷。

航道部门先后三次对鱼子桥至宝塔山河段的航道进行基建性疏浚及整治。接港至坡头河段南汊为

通航汊,且航道弯曲、狭窄,特别是煤炭咀弯道碍航严重,航道部门先后三次对煤炭咀弯道进行了整治。

沅水尾闾段目前航道为Ⅳ级航道标准。

4　河段主航线布置的分析论证

4.1　航道整治原则本河段洪道洲滩淤积严重,边滩、心洲发育甚多,严重影响沅水快速排入洞庭湖,急需疏浚和拓宽,以增大泄洪能力。因此,水利部门针对沅水尾闾段洪道目前存在的问题,近期准备实施洞庭湖综合治理25 长　沙　交　通　学　院　学　报 第18卷