三峡水库蓄水后长江中下游九江河段局部河床演变浅析.docx

三峡水库蓄水后长江中下游九江河段 局部河床演变浅析郭炜文0娟 (长江水利委员会长江科学院武汉430010)摘要：三峡水库蓄水后，长江下游的年输沙量大幅减小，下游河床冲刷明显大于水库蓄水前， 本文根据长江九江河段水文泥沙特性，从河道历史演变、河道的近期演变以及河道的演变趋势 等方面，对拟建管线穿越长江工程上游人民洲河段及下游张家洲汊道段进行了分析，在分析多年的河床冲淤变化的基础上，重点研究分析了工程所在九江河段张家洲分流区的河床冲淤变 化，得出了工程断面的最大冲深值，为工程的安全可靠性提供参考依据 关键词：河势；河道演变；冲刷；张家洲分流区；j峡水库蓄水1概况拟建管线穿越长江工程位于九江河段的中段张家洲汊道分流区内，左岸是湖北省， 右岸是江西省；管线拟从右岸的王家垄附近入土，下穿长江到达左岸代家营，平面位 置见图1、管线轴线穿越长江横断面布置及地质勘探基岩线见图2管线工程不能出露 河床，为此需通过多年实测资料分析轴线断面的最大冲深，为设计管线顶部的最小埋 深提供依据九江河段地处长江中、下游的结合部，上承龙坪河段，下接马蛸河段(河势见图1) 本河段上起“大树下”，下至“小孤山”，长约90．7km，由人民洲汉道段、九江弯道段、 张家洲汊道段和上下三号洲河段组成。

其中人民洲右汊为主汊，深槽靠南岸侧；锁江楼以 下至八里江为张家洲汊道段，该段左汊弯曲，右汊顺直，20世纪70年代中期以前，左汉 分流稍大于右汊，近期右汉分流稍大于左汉，右汉下端有鄱阳湖入汇；八里江至小孤山为 上下三号洲汊道段，该段主泓位于上、下三号洲之间工程区域河岸上层主要为粘砂土， 局部为砂壤土和粉细砂；下层主要为细砂，中砂，局部有砾石工程所在河段河床组成均 系现代河流冲积物，河床质粒径为0．068～1．Ogmm，平均为0．150ram，河床砂砾层 较厚／2历史演变工程上游人民洲汊道段的历史演变，主要表现在人民洲的形成过程，1842～1880年 时，人民洲只是细长的水下浅洲，1923～1931年发展成鸭蛋湾一二套口一带与岸相连的 水下边滩，1935年大水将整个边滩冲散为3个沙包，1953年3个沙包连为一体，?形成江第一作者简介：郭炜(1961)，男，湖南隆回人，高级工程师，主要从事河道治理等研究工作E—mail828a9850@163．corn．208陋囹寐窟酃庭目穴爆半'[匦口泥沙部分心洲(即人民洲)工程所在九江河段的中段 张家洲汉道段，于明永乐年间形成，其左汊 弯曲为主汉，清雍正以后，先后又陆续淤长 出沙洲，主要变化是分流区和汊道内的浅区 变化，以及北汊内左岸汇口一带河岸的严重 崩塌；自1969年冬安徽省开始对汇口一带崩 岸进行抛石护岸，由于湖北、安徽两省对汇起点距(m)口做了大量护岸工程，岸线渐趋稳定，而严图2管线穿越长江轴线横断面包络线、重的崩岸已在逐渐向汇口以下地段发展。

右穿越线、基岩线横断面图汊顺直，在光绪末年水深很浅，为支汉，只能通行小船，1954年后右汊逐渐发展成现在的对称分流形成，右岸江岸一直比较稳定3近期演变分析拟建管线穿越长江工程位于张家洲分流区，该段上承人民洲河段，下接张家洲汉道 段，本文主要针对与拟建工程紧密相连的上游九江弯道段和下游张家洲汊道段进行近期演 变分析3．I九江弯道段二套口至锁江楼为九江弯道段，平滩水位(17．34m)时，平均河宽约1900m；弯顶 附近深泓线受人民洲汉道汇流点变化的影响，在江心和右岸之间左右摆动变化；1965年 时深泓线位于河床中央；1970年向右岸摆动，最大摆幅达470m；2004～2006年摆幅相对 不大，平均右摆60m在弯道顶点以下至锁江楼一线，深泓线贴右岸下行，多年来稳定少 变由于九江弯道为一向南凹进的弯道，曲率较大，在近右岸一侧容易形成槽，在弯顶 J7断面以上，Om等高线多年左右摆动较为频繁，而在弯顶J7断面以下Om岸线多年来相 对较稳定九江弯道一10m等高线多年来均在J6断面以上和J8断面以下至九江长江大桥 范围内变化，且一lOm深槽均靠近右岸；弯顶J7断面附近多年来并未出现一lOm深槽 三峡水库蓄水后的2004～2006年横断面变化表现为左侧高滩的冲刷，一般冲刷5～6m， 断面滩槽高差有所减小。

九江弯顶下游的J8、J9断面的主河槽、深泓及两岸岸线多年来 一直较为稳定总体来看九江弯道弯顶上下游的南岸岸线较为稳定，弯顶上游的人民洲汇流区J5、 J6、J7三个断面的主河槽、深泓均有所摆动，其平面形态也有所改变；弯顶段呈左淤右 冲的基本态势；弯顶以下主流贴近右岸，深槽、深泓基本稳定3．2张家洲汊道段3．2．1汊道分流、分沙比 张家洲汊道南汊流程较短，边界条件较好，受进口宽度束窄影响和鄱阳湖顶托及来水来沙因素影响，使得张家洲南北两汊在上述因素的综合作用下，较长时期保持着相对稳定 的分流态势年际间南汊处于缓慢发展态势中，南汉分流比1922～1953年基本保持在2，O三峡水库蓄水后长江中下游九江河段局部河床演变浅析口35％～40％之间；1954～1997年上升到40％～50％；1998年、1999年大水后，进一步增 加到50％～60％目前汛期流量较大时，南、北汊分流比基本相当，中、枯水流量下， 南汊分流比达60％左右，大于北汊资料显示，南汊分沙比小于分流比，且随着南汊分 流比的增大，分沙比也相应增加南汊分沙比1998年前大多年份小于北汊分沙比，三峡 水库蓄水后的2003年12月和2006年11月南汊分沙比分别为58％和66．4％，大于北汊 分沙比。

南汉内的官洲夹及新洲夹为支汊，两夹套分流比都随水位抬高而增加，随水位降 低而减小1997年7月新洲夹分流比为9．8 oA、2001年9月为7．9％、2006年8月为 5．25％数据表明近十几年来，官洲进出口拦门沙不断淤涨，1997年后新洲夹分流比有 减小之势3．2．2 张家洲南汉张家洲南汊进口狭窄，中下段河段放宽南汊长约19km，较为顺直，中部有官洲， 长6kin，最宽处为1．4km，平均宽0．8km，下部有新洲，长3km，最宽处350m，平均宽 250m，新洲对岸是鄱阳湖的出口南汉深泓线走势多年来大体一致，即水流进入南汊后主流大多居中，向下逐渐向南过 渡，至新港一带已偏靠南岸，然后向北岸过渡，在新港附近主流分为左、右两支，左支主 流经新港逐渐向张家洲南缘大套口处过渡，大套口以下主流沿张家洲右缘下行至新洲头 后，与右支深泓线在梅家洲附近汇合，经新洲右汊下泄，下泄主流在梅家洲尾与鄱阳湖出 流汇合，并在新洲至梅家洲尾过渡段之间，形成下浅区江湖水流汇合后，主流靠右岸下 行，由于右岸多为稳定的山矶，河岸边界控制较强，直至与北汊水流汇合处，主流位置均 较稳定南岸及张家洲南缘lOm岸线在护岸后的1972年至今较为稳定，新洲lOm等高线 洲长多年变化较小。

官洲洲头1966～1980年较为稳定，之后官洲首尾淤冲交替变化另 外，官洲夹出口段紧靠江湖水流交汇处上游，受到鄱阳湖水顶托作用，泥沙落淤而形成下 浅区，其浅滩高程在年内呈现涨淤落冲的变化规律，下浅区于2003年进行整治后，水深 增大南汉Om等高线主要在张家洲南缘与官洲北之间上下移动，Om等高线1966～2006 年一直未贯通，到2008年才全线贯通；官洲夹1998年出现一长约260m、宽约30m的 Om小槽，2006年时发展为两大两小4个Om槽，两个大槽长均为1300m，宽度分别为 80m和130m，它们分布于官洲尾以上，2008年两大槽连通南汉一lOm深槽1966～2006年一直没有贯通，且深槽主要出现在张家洲南缘的大套口一三佰洲一线，及南汉出 口二分场附近南汊中的断面形态均保持基本稳定，河床年际间冲淤交替变化；官洲夹、 新洲夹相对较稳定，但夹套中部变化较大，近年来呈冲刷发展的趋势3．2．3 北汉张家洲北汊长22km，呈微弯型，进口河道宽浅、左侧为代家营上边滩，右侧有张家 洲头左缘下边滩上下边滩过渡段之间，为北汊进口浅区每年涨水期和汛期，上边滩冲 刷下移的泥沙，在过渡段和洲头左缘淤积，枯水期造成北汊进口碍航浅区。

1998年长江 大水之后，上边滩冲刷较多，下边滩淤积加剧，进口主泓北摆北汊上中段左槽右滩的河 床形态基本稳定，右侧张家洲外缘淤长，河宽缩窄，使得北汊枯水分流比有所减小此 外，段窑与程家营长约7．6kin河段内也时有浅埂出现北汉平面形态弯曲，汊内主流紧 贴弯道凹岸，崩岸线长，尤以弯道下段汇口附近崩坍严重，江堤多次退建，由于岸线的持2，7口泥沙部分————续崩退而增大了北汊弯道的曲率目前北岸经守护后崩岸已趋缓和汇口顶冲点以下，主流向右岸过渡，使出口处张家洲尾冲刷 北汊代家营至杨家湾、程家营和八里江口等处深泓多年摆动幅度相对较大，杨家湾一程家营段深泓尚较稳定其中进El段代家营至杨家湾段深泓平面摆动与左、右边滩的冲 淤、消长是基本对应的程家营一带河道相对顺直，受下游弯道的壅水影响，深泓亦易摆 动程家营以下为汇口弯道，弯曲半径为4200m，洪水期受其壅水作用，程家营处深泓趋 直、偏右，右岸边滩切滩，河床展宽，而枯水期弯道的壅水作用减小，深泓贴向左岸，左 岸沙嘴则受冲，水流分散，深泓随来水来沙的不同而有所摆动北汉一10m深槽1966～ 2006年从未全线贯通，主要出现在杨家湾靠左岸一侧的上下2．7kin范围内、汇口靠左岸 一侧的上下约4．9km范同内、北汊出口靠右岸一侧。

北汊北岸10m岸线1966“---1972年在 段窑一王墩一线和程家营一八里江口一线崩退左移；1972～2006年北岸10m岸线全线基 本稳定，仅在北汊进口和出口有一定变化张家洲北缘10m等高线多年来冲淤交替，冲 淤幅度大于北汊北岸0m等高线北汉北岸变化大的岸段在段窑一王墩一线和程家营一八 里江口一线综上所述，张家洲南汉进口段多年来深泓位置稳定，断面形态变化不大南汊下段经 过近年来的航道整治，深泓右摆，航道内普遍冲刷；南汊上浅区多年来稳定少变，但近年 来深泓右摆，上深槽向右及向下游发展，官洲夹有发展趋势北汊进El滩槽变化较大；北 汉局部岸段深泓线年际间左右摆动，弯顶略有坐弯，深槽相对稳定，分流比略有减小，汉 道略有萎缩之势3．3拟建工程附近河床近期演变分析拟建工程附近深泓线平面及横断面变化见图3和图4张家洲汉道分流区锁江楼至张 家洲头部长约7kin，是由单一河型向分汉河型转化的过渡段，河段右岸多为山矶，控制 着主流的导向该段锁江楼以下河道逐渐放宽，主流线从锁江楼靠右侧下行，至九江大桥图3九江长江穿越工程附近河段深泓线变化图212三峡水库蓄水后长江中下游九江河段局部河床演变浅析口，、2 曼2鐾，1起点距(m) 一1959年3,9+1966年6}1—1972年8月一1980年11月一1987年7月 一1992年7月一1998年1月一2004年1月2006年2月——2006年5月 一一-2006年9fl 2006年11月 一2007年1月一2008年3月——包络线图4穿越长江轴线横断面包络线图附近分为左右两汊；分流点历年间横向摆幅相对不大，左、右岸lOm岸线多年来总体基 本保持稳定；分流点的变化规律表现为年内涨水期下移，落水期上提，年际间变化则受上 游河势变化与径流大小的影响，多年来分流点的变化区间为九江长江大桥上约lkm、下 约2．3km范围。

值得关注的是九江长江大桥以下至张家洲洲头左侧有代家营边滩和张家 洲头低滩，虽然深槽居于河道右侧，但不能忽视分流后的左支深泓线，图3显示，工程轴 线附近1966年时左支深泓居河中、1980年时左支深泓偏右、1987年时偏左、1998年时 偏右、2006年时又左支偏左；左支深泓十年河东十年河西频繁往复的变化，给管线左侧 河床的冲刷深度带来不可预见的因素，而随着三峡水库蓄水，下游年输沙量大幅减小，下 游河床冲刷明显加大，管线轴线横断面有从右侧较深的V形变为左侧较深的V形或U形 的可能，因此建议管线取水平穿越河床较安全(见图2中的管线位置)工程局部河段南岸1966～2006年Om等高线一直紧贴南岸下行。