长江中游戴家洲河段河床演变分析及趋势预测

刘 万利 ，李 旺生 ２朱玉德 伍文俊 崔喜凤 ２ 一 ， ， ， ，
（． 大学水 利水 电工程 系 水沙科 学与水 利水 电工 程 国家重 点实 验 室 ， １清华 北京 １０ ８ ； ００ ４ ２交通 运 输部天 津水 运 工程科 学研 究所 工程 泥沙 交通行 业 重点 实验 室 ， 津 ３０ ５ ； ． 天 ０ ４６
且 位 置变化 不 大 。 ２３ 巴河边 滩发 育和 冲蚀 交替 ．
１９ 年长江大水之前 ， ９８ 巴河边滩存在发育和冲蚀 交 替现象 ， 但发育一般不是很充分 ， 即边滩 的宽度不大 ， 但存 在 的年份较 冲蚀的年份要 多 ， 最新 的地形测 图显示 ， 巴河 边 滩几 乎 不存 在 。
长 江 中游 戴 家洲 河 段 位 于 湖北 省 境 内 ， 长 江 中游 为
璺 追婆
巴河
重点浅滩分汊河段之一… 。 戴家洲主体形如一个长长的 上伸的弯月矗立江 中， 将水 道分为左右两汊 ， 汊称圆 左 港， 右汊 称 直港 （ １。 家 洲洲 头 及 巴河 边滩 的 消长 变 图 ）戴
２２ 池湖 港心 滩基 本稳 定 ．
池湖港心滩的滩脊多年来存在一定幅度的冲淤变化 ， 冲淤变化的幅度约为 ５ｍ 心滩右汊变化 同滩脊不 。 同，９ ４ ２０ 年右汊呈 明显淤积趋势 ； １８～ ０ ３ 特别是 １９ 年的大洪水后 ， ９８ 几乎是年年淤高 ， 一定时段 内呈持续单 向淤积状态 ； ２ ０ 年 ３ 至 ０３ 月右汊床面高程为航行基面上 ４ ， ． ｍ 滩槽连为一体 ， ８ 心滩成为边滩 ， 右汊不复存 在； 此后 ， 右汊有所冲刷 ， 滩槽明显 ，０６ ２０ 年２ 月测图显示 ， ｍ等深线贯通０ １ Ｊ 滩右汊冲淤变化应该 同上游沙 洲水道洪水主流取直关系密切 。 龙王矶 的矶头局部冲刷坑的存在也可佐证 ， 这个局部 冲刷坑常年存在 ， 但范 围变化 较 大 ， 说 明池 湖港 心滩 部分 的过 流量是 变 化 的 ， 该 时大 时小 ， 流坐 弯时 小 、 这 应 主 主流 取直 时 大 。 由于 主流存在坐弯 ， 因而池湖港心滩的右汊淤而不废 。 因此池湖港心滩虽有一定幅度 的冲淤变化 ， 但它一直存在
由巴河 口附近 断 面 巴河 边 滩 ０ｍ线 宽 度 随 时 间变 化
年份
图 （ ３ 可 见 ，９ ４ ９ ８年 ， 图 ） １８ １９ 巴河 边 滩 ０ｍ 线 的宽 度 较
图 ３ 巴河边滩附近断面 ０ｍ线宽度 随时 间变化图
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而戴圆进 口航道条件则较差。 戴直港 内，９９ ２ ０ 年 ， １９ ～０ ２ 深泓多临戴家洲右缘的凹岸 ， 航道水深较好 ； 而在巴 河边滩发育的后期 ， ２ ０ 年 ３ ， 即 ０３ 月 戴直出现三槽两滩 ， 特别是寡妇矶对 冲的浅滩 ， 水深不足 ２ｍ 严重碍 ， 航； 同期 ， 圆进 口航 道 水 深 不 足 、 道 弯 曲 ； 戴 航 即该 年 戴 直 港 内航 道 条 件 不 好 ， 圆 进 口航 道 条 件 也 不 好 。 戴 ２０ 年 ３ ， ０３ 月 在巴河边滩 的右侧 、 池湖港心滩的左侧偏下游 ， 出现 了沙洲 ， 顶部高程在… ２ 该沙洲应该 １ ｍ， 是 巴河边 滩上 部解 体 的残 留 。 因此我们认为 巴河边滩的存在与否取决于上游水流动力轴线的位置 ； 巴河边滩存在时 ， 通常不利于戴 圆进 口航道条件 ； 当巴河边滩充分发育时 ， 戴直水道人流条件较好 、 中枯水分流量较大 ， 航道相对较好 ； 即巴 河边滩存在 ， 戴家洲 的洲头 冲蚀后退 ， 当然 ， 戴家洲洲 头的冲淤变化不仅 同巴河边滩的存在有关 ， 影响因素
Ｂ ｏ ｒｐ ｙ ＬＵ Ｗａ—（ ９ ２ ， ｌ，ｓ ｃａ ｒｆｓｏ． ｉｇ ａ ｈ ：Ｉ ｎｌ １７ ）ｍａ ａｓ ｉｔ ｐ ｅｓｒ ｉ ｅ ｏ ｅｏ
水
道
港 口
第 ３ 卷第 ４ ２ 期
的１３ ， ． 倍 特丰水年和特枯水年出现年份不多 ， ５ 在统计期的 ２ 中， ４ａ 特殊水文年 出现年份不多 ， 特丰水年有 ２ａ １８ 年和 １９ 年 ）特枯水年有 １ （９６ ）中水年明显居多 ，５ａ （９ ３ ９８ ， １８ 年 ， ａ ２ 中共 出现 １ ， ／。 ６ａ 占２３
薯
１
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １ １ １ ０ ｌ ２
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １ １ １ ０ ｌ ２
一Ⅲ ￡ 删 如 月 份
０ ０ Ｏ ０ Ｏ Ｏ Ｏ ０ Ｏ １ ６ ２ 图 ９ ８ ７口站多年平均月径流量和月输 沙量过程 ２ 汉 ５ ４ ３ ｌ Ｏ
戴家 洲洲头的进退和直港滩槽演变密切相关 ； 戴家洲直港浅滩位置 多变 且呈 洪淤枯冲规律。 结合 三峡水 利枢纽 的蓄水运用 ， 对戴 家洲河段河床演变趋势进行 了预测。 关键 词 ： 水来 沙 ； 来 河床演变 ； 趋势预测
中 图分 类 号 ： Ｖ １７ Ｕ ６ ７ Ｔ ４ ： １ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５ ８４ （ ０ １ ｏ — ２ ９ ０ １０ — ４ ３２ １ ）４ ０ ５ — ５
年后边 滩 基本 消 亡 。
１９ 年大洪水后 ， ９８ 巴河边滩经历 了生成 、 发育和冲蚀 的过程 ， 这个过程伴 随着该边滩不断下移而发展 ，
前 后历 时 ５ ６ａ２０ － ，０ ４年后 巴河 边滩 冲蚀 殆 尽 。 巴河 边滩 这个 时期 的存 在 ， 直水 道 的进 口航 道 条件 均较 好 ， 戴
较 为 复杂 。
２４ 戴 家洲 的洲 头不 断变 化 ．
３长江 航道 局 ， ． 武汉 ４ ０ １ ） ３ ０ ０
摘 要： 戴家洲河段来水来 沙特点分析表明 ， 本河 段具 有明显的平原河流特征 ， 流易受地形影响 ， 水 河段
年际间来水来沙存在较大 的变化 ， 来沙 以流域产沙为主 ， 河段 内造床起主导作用的是悬移质泥沙运动 。 河 段演变特点 主要表现为 ： 洪水河势基本稳定而 中低水滩地则冲淤变化不定 ； 池湖港心滩基本稳定 ； 巴河边 滩发 育和冲蚀交替 ； 家洲洲头不断变化 ； 戴 直港直水道和微弯水道特征不断转化交替 ； 巴河边滩的消长 、
月 份
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２１ 年 ８ ０ １ 月
刘万利 ， 等
长江中游戴家洲河段河床演变分析及趋势预测
２１ ６
窄 （９ １ ０ｍ线 完全 消失 ）且 变化 不 大 ， １９ 年 ， 均在 １０ｍ左 右变 动 ；９ ８年长 江 大洪 水后 巴河边 滩开 始 发育 ， ０ １９
０ｍ线逐渐展宽 ，至 ２０ 年达到峰值 （ ８ ； ０ 年以后边滩又逐渐消退 ， ｍ线的宽度逐渐缩窄 ，０４ ００ ４５ ｍ）２ ０ ０ ０ ２０
第 ３ 卷第 ４期 ２
２１ 年 ８月 ０１
水
道
港 口
Ｖ０ ．２ Ｎｏ４ １ ３ ．
Ａｕ ．２ １ ｇ ０１
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＷ ａｅｒ ｙａ ｄ Ｈａ ｂ ｒ ｏ ｒ ａ ｔ ｗａ ｎ ｒ ｏ ｏ
长 中戴 洲 段 床 变 析趋 预 江 游 家 河 河 演 分 及 势 测
１ 来 沙特征 ． ２
根据对汉 口水文站多年平均月径流量和月输沙量过程分析 （ ２ ：１ 河段枯水含沙量很小 ， 图 ）（ ） 而洪水含 沙量则较大 ； 沙量较水量更为集 中在汛期 ， ７ 如 月和 ８ 水量分别 占全年的 １． ％、４ ２ 而沙量则分别 月， ４ ５ １． ％， ８ ５ 占全年 的 ２ ． ％、 ． ％； ２ ２ １ ６ 沙量和水量月分布相似 ， ９ ９９ 水大时则沙多 ， 悬移质来沙以流域产沙为主， 即形成径流 的降雨初期流域地表产沙量较大 ；２ 对河段的泥沙资料 以及研究河段的水动力条件进行分析 ， （） 结果表明 ： 河段的河床变形主要 由悬移质泥沙冲淤产生的， 推移质沙量不大。 虽推移质沙量远小于悬移质沙量 ， 但在中 枯水期的河床变形 中， 推移质泥沙却起着十分重要 的作用 ， 特别是对于枯水期 的浅滩 冲刷推移质泥沙的作 用将可能大于悬移质 。 总体而言对本河段造床起主导作用的是悬移质。
２ 戴家洲河段演变分 析
河床演变分析是实施河道工程问题研究 的最基础 、 最重要的工作 ］ ５， 对于 冲积性河流而言， 浅滩的演变 依 附 于大 的河 床 变 化 ， 与边 滩 的 消长 、 动关 系 尤其 密 切 ， 移 边滩 和浅滩 的演 变往 往是 互 动 的 。 文分 析 了研 本 究河段中来水来沙、 各滩体相互间的变化关系 、 影响因素等 ， 对该河段河床演变特性总结如下。 ２１ 洪水 河势 基本 稳定 而 中低 水滩 地则 冲淤 变化 不定 ． 戴家洲河段两侧均建有完整 的防洪大堤 ， 大堤至主槽 间存在宽窄不一 的河漫滩 ， 但一般宽度不大 ， 且部 分高滩滩岸设置了护岸工程 ， 因此洪水河宽的拓展受到限制 ， 河段基本河势稳定。
河床演变 的动力特征 ， 预测洲滩的演变趋势 ， 为戴家洲河 段治 理提 供科 学依 据 ［ ］ 。
图 １戴 家洲河段河势 图
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１ 河 段 水 沙 条 件
１ 来水特 征 ． １
戴家洲河段具有明显的平原河流特征 ， 水流易受地形影响 ， 径流主要与上游来水和流域降水有关 ， 根据 对上 游 汉 口水 文站 、 石水 位 站 多年 观测 资料 统计 分析 ， 黄 来水 特 征 表现 为 ：１ （ ）河段 年 际 间来 水量 存 在较 大 的变 化 ， 但较 一般 河 流变化 要小 ； 内 ４ ６月 为涨 水期 ，－ 为 洪水 期 ，～ ２月 为退水 期 ， 年 １３月则 为 年 ～ ７ ９月 ９１ 次 ～